Considerato come un'energia verde, energia idroelettrica proviene dal potere del fluire dell'acqua, una risorsa rinnovabile, per generare elettricità. Centrali idroelettriche non creare inquinamento o contaminare l'ambiente. Negli Stati Uniti, circa il 96 per cento delle energie rinnovabili e circa il 10 per cento dell'intera energia elettrica prodotta viene da energia idroelettrica. Elementi di una centrale idroelettrica sono l'acqua che scorre, una turbina, un generatore e trasmissione linee che conducono l'elettricità agli utenti di punto finale.
Forme di energia
Energia non può essere creata né distrutta in natura, ma può trasformarsi da una forma a altra. Una centrale idroelettrica utilizza il movimento, o cinetica, energia di fluire acqua a girare le pale dell'elica-come di una turbina, trasformandola in energia meccanica. All'interno del generatore, l'energia meccanica è trasformata in energia elettrica quando la turbina gira il rotore del generatore. Più grandi centrali idroelettriche si trovano vicino a dighe, che creare un corpo di acqua che viene rilasciato da un'altezza scorrono le palette della turbina.
Turbine idroelettriche
Di solito si trova sotto la centrale elettrica, la turbina idroelettrica ha una valvola di aspirazione, anche chiamata una condotta forzata, che lo collega alla sorgente d'acqua che cade. La valvola dirige l'acqua sulle lame curve della turbina, facendole girare intorno. Come l'acqua passa attraverso le pale della turbina, lascia attraverso la valvola di uscita, per un corpo più basso dell'acqua di scarico. Le palette della turbina sono collegate ad un albero centrale, che trasforma i rotori entro i generatori a turbina nella centrale elettrica. A volte l'acqua di scarico viene riutilizzato da pompare acqua dal laghetto inferiore indietro fino all'acqua che alimenta la valvola di aspirazione.
Principi di Faraday
Generatori idroelettrici cambiano l'energia meccanica in energia elettrica sfruttando i principi scoperti dallo scienziato inglese Michael Faraday. Nel 1831, ha descritto l'induzione elettromagnetica, che ha permesso lo sviluppo di energia elettrica in uno strumento utile, piuttosto che solo una curiosità scientifica. Il suo esperimento ha coinvolto facendo una bobina di filo avvolgendolo attorno a un cilindro di carta. La bobina di filo di collegamento a un galvanometro, che consente di rilevare correnti elettriche, si trasferisce un magnete avanti e indietro all'interno del cilindro di carta. Come il magnete spostato, il galvanometro registrata una corrente elettrica indotta nella bobina di filo. Faraday aveva creato una corrente elettrica muovendo un magnete all'interno di una bobina di rame. Ancora oggi, le parti essenziali di un generatore idroelettrico sono filo a spirale e un campo elettromagnetico commovente.
Generatori idroelettrici
Generatori sono costituiti da una parte esterna fissa chiamato lo statore e una parte interna in movimento, il rotore, che è collegato all'albero della turbina. Come accennato in precedenza, l'albero di turbina giri il rotore all'interno il generatore. Elettromagneti coprono la superficie esterna del rotore, e la superficie interna dello statore è costituito da avvolgimenti in rame. Come il rotore si muove elettromagneti passato gli avvolgimenti di rame, gli elettroni nel rame vibrano per produrre corrente elettrica alternata. La frequenza della corrente alternata, espressa in cicli al secondo, o Hertz, è determinata dal numero di volte al secondo che i magneti del rotore spostare passato rame avvolgimenti dello statore. L'energia elettrica va dal generatore in trasformatori che aumentare la tensione, quindi l'energia elettrica può viaggiare per lunghe distanze attraverso linee elettriche. Prima che va agli utenti finali, elettricità passa nuovamente attraverso trasformatori alle sottostazioni per ridurre la tensione. Poi si va attraverso altre linee elettriche e trasformatori di palo per abitazioni e aziende.