تولید برق توسط توربین آبی یا نیروگاه برق‌آبی به کمک انرژی جنبشی یا پتانسیل آب انجام می‌شود. در این فرآیند، آب در ارتفاع (مانند پشت سد) ، رودخانه یا جویبار با جریان دائمی آب و ارتفاع مناسب از طریق لوله‌هایی به سمت توربین هدایت می‌شود. ( هرچه اختلاف ارتفاع بیشتر باشد، فشار آب بیشتر خواهد بود ) آب با فشار به پره‌های توربین برخورد می‌کند و آن را می‌چرخاند، محور توربین به ژنراتور وصل است وقتی توربین می‌چرخد، ژنراتور هم می‌چرخد و برق تولید می‌کند. برق تولیدی می‌تواند در باتری ذخیره شود یا به طور مستقیم وارد شبکه برق شود. آب پس از عبور از توربین، بدون تغییر شیمیایی به طبیعت بازمی گردد.
دلایل استفاده از توربین‌های آبی:
توربین‌های آبی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، به کاهش وابستگی به منابع انرژی فسیلی مانند نفت و گاز کمک می‌کنند. این امر نه‌تنها به حفظ منابع طبیعی کمک می‌کند، بلکه از انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی نیز جلوگیری می‌کند.
در مناطقی که دسترسی به شبکه برق سراسری محدود است، استفاده از توربین‌های آبی می‌تواند راه‌حلی اقتصادی برای تأمین برق باشد. این سیستم‌ها با هزینه‌های نصب و نگهداری نسبتاً پایین، می‌توانند برق مورد نیاز خانه‌ها و کسب وکارهای محلی را تأمین کنند.
توربین‌های آبی دارای بازدهی بالایی هستند و می‌توانند انرژی را با کارایی بالا تبدیل کنند. پس از نصب اولیه، هزینه‌های عملیاتی و نگهداری این سیستم‌ها نسبتاً پایین است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که توربین‌های آبی گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه برای تولید انرژی باشند.
توربین‌های آبی به‌طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
استفاده از توربین‌های آبی، چه در مقیاس کوچک (Micro Hydro) و چه در مقیاس بزرگ (Hydropower)، به‌دلیل مزایای متعدد زیست‌محیطی، اقتصادی و فنی، در بسیاری از نقاط جهان مورد توجه قرار گرفته است.
توربین آبی کوچک (Micro & Mini Hydro)
ویژگی ها
مزایا :
توربین آبی بزرگ (Hydropower)
ویژگی‌ها :
مزایا :
عوامل مؤثر بر بازدهی توربین‌های آبی
1) نوع توربین
توربین‌های مختلف با توجه به شرایط خاص طراحی می‌شوند و بازدهی متفاوتی دارند:
2) ارتفاع (Head) و دبی آب
3) کیفیت ساخت و نگهداری توربین
4) سیستم انتقال و تبدیل انرژی
برخی از مهم‌ترین مکان‌ها و کاربردهای توربین‌های آبی :
در مناطقی که دارای جریان آب ثابت و شیب مناسب هستند، توربین‌های آبی کوچک (Micro Hydro) نصب می‌شوند تا برق مورد نیاز خانه‌ها یا روستاها را تأمین کنند.
در مناطقی که دارای جریان آب ثابت و شیب مناسب هستند، توربین‌های آبی کوچک (Micro Hydro) نصب می‌شوند تا برق مورد نیاز خانه‌ها یا روستاها را تأمین کنند.
در مکان‌هایی با منابع آبی فراوان، نیروگاه‌های برق آبی بزرگ ساخته می‌شوند که از سدها یا جریان طبیعی رودخانه‌ها برای تولید برق استفاده می‌کنند.
در صنایع مختلف مانند تولید خمیر و کاغذ، استخراج معادن و تولید مواد شیمیایی، از توربین‌های آبی برای تأمین انرژی ماشین‌آلات و تجهیزات استفاده می‌شود.
در مناطق ساحلی، از توربین‌های آبی برای تولید انرژی از جزر و مد و امواج دریا استفاده می‌شود.
با وجود مزایای فراوان، استفاده از توربین‌های آبی نیازمند شرایط خاصی است :
- نیاز به منابع آبی مناسب : وجود جریان آب پایدار و با دبی مناسب برای عملکرد بهینه سیستم ضروری است.
- مطالعات محیط‌زیستی : قبل از نصب، باید تأثیرات زیست‌محیطی بررسی و ارزیابی شود تا از آسیب به اکوسیستم جلوگیری گردد.
- هزینه‌های اولیه : هزینه‌های نصب اولیه ممکن است بالا باشد، اما با توجه به طول عمر بالای سیستم، این هزینه‌ها در طول زمان جبران می‌شوند.