برق آبی

تولید برق از طریق حرکت آب

نیروی آبی (از یونانی باستان ὑδρο -، "آب")، همچنین به عنوان نیروی آب شناخته می شود ، استفاده از آب در حال سقوط یا جریان سریع برای تولید برق یا به کار انداختن ماشین ها است. این امر با تبدیل پتانسیل گرانشی یا انرژی جنبشی یک منبع آب برای تولید نیرو به دست می آید. ^[1] انرژی آبی روشی برای تولید انرژی پایدار است . برق آبی در حال حاضر به طور عمده برای تولید برق آبی استفاده می شود و همچنین به عنوان نیمی از یک سیستم ذخیره سازی انرژی به نام هیدروالکتریسیته ذخیره سازی پمپ شده استفاده می شود .

انرژی آبی جایگزین جذابی برای سوخت‌های فسیلی است زیرا مستقیماً دی اکسید کربن یا سایر آلاینده‌های جوی تولید نمی‌کند و منبع نسبتاً ثابتی از انرژی را فراهم می‌کند. با این وجود، دارای جنبه های منفی اقتصادی، جامعه شناختی و زیست محیطی است و به منبع آب به اندازه کافی پرانرژی، مانند رودخانه یا دریاچه مرتفع نیاز دارد . ^[2] نهادهای بین‌المللی مانند بانک جهانی، انرژی آبی را وسیله‌ای با کربن کم برای توسعه اقتصادی می‌دانند . ^[3]

از زمان‌های بسیار قدیم، نیروی آبی حاصل از آسیاب‌های آبی به‌عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر برای آبیاری و بهره‌برداری از دستگاه‌های مکانیکی مانند آسیاب‌ها ، کارخانه‌های چوب بری ، کارخانه‌های نساجی ، چکش‌های سفری ، جرثقیل‌های بارانداز ، بالابرهای خانگی و کارخانه‌های سنگ معدن استفاده می‌شده است . یک ترومپ ، که هوای فشرده را از آب در حال سقوط تولید می کند، گاهی اوقات برای تأمین انرژی سایر ماشین آلات در فاصله استفاده می شود. ^{[4] [1]}

محاسبه مقدار توان موجود

سد سه دره در چین؛ سد هیدروالکتریک بزرگترین نیروگاه جهان با ظرفیت نصب شده است .

یک منبع برق آبی را می توان با توان موجود آن ارزیابی کرد . قدرت تابعی از هد هیدرولیک و دبی حجمی است . سر انرژی در واحد وزن (یا واحد جرم) آب است. ^[5] سر استاتیک متناسب با اختلاف ارتفاعی است که آب از آن می ریزد. هد دینامیکی به سرعت حرکت آب مربوط می شود. هر واحد آب می تواند مقداری کار به اندازه وزن خود ضربدر سر انجام دهد.

توان موجود از آب در حال سقوط را می توان از دبی و چگالی آب، ارتفاع سقوط و شتاب محلی ناشی از گرانش محاسبه کرد:

${\displaystyle {\dot {W}}_{\text{out}}=-\eta \ {\dot {m}}g\ \Delta h=-\eta \ \rho {\dot {V}}\ g\ \Delta h}$

کجا

• ${\displaystyle {\dot {W}}_{\text{out}}}$( نرخ جریان کار خارج) توان خروجی مفید است (واحد SI: وات )
• ${\displaystyle \eta }$(" تا ") راندمان توربین ( بدون بعد ) است.
• ${\displaystyle {\dot {m}}}$نرخ جریان جرمی است (واحد SI: کیلوگرم در ثانیه)
• ${\displaystyle \rho }$(" rho ") چگالی آب است (واحد SI: کیلوگرم بر متر مکعب )
• ${\displaystyle {\dot {V}}}$دبی حجمی است (واحد SI: متر مکعب در ثانیه)
• ${\displaystyle g}$شتاب ناشی از گرانش است (واحد SI: متر بر ثانیه در ثانیه)
• ${\displaystyle \Delta h}$(" دلتا h") اختلاف ارتفاع بین خروجی و ورودی است (واحد SI: متر)

برای مثال، توان خروجی یک توربین با کارایی 85 درصد، با دبی 80 متر مکعب در ثانیه (2800 فوت مکعب در ثانیه) و هد 145 متر (476 فوت)، 97 مگاوات است: ^{[نکته 1 ]}

${\displaystyle {\dot {W}}_{\text{out}}=0.85\times 1000\ ({\text{kg}}/{\text{m}}^{3})\times 80\ ({\text{m}}^{3}/{\text{s}})\times 9.81\ ({\text{m}}/{\text{s}}^{2})\times 145\ {\text{m}}=97\times 10^{6}\ ({\text{kg}}\ {\text{m}}^{2}/{\text{s}}^{3})=97\ {\text{MW}}}$

اپراتورهای ایستگاه های برق آبی، کل انرژی الکتریکی تولید شده را با انرژی پتانسیل نظری آب عبوری از توربین برای محاسبه بازده مقایسه می کنند. رویه ها و تعاریف محاسبه راندمان در کدهای آزمایشی مانند ASME PTC 18 و IEC 60041 آورده شده است. آزمایش میدانی توربین ها برای تایید ضمانت کارایی سازنده استفاده می شود. محاسبه دقیق راندمان یک توربین نیروگاه آبی، هد از دست رفته در اثر اصطکاک جریان در کانال برق یا لوله، افزایش سطح آب انتهایی در اثر جریان، موقعیت ایستگاه و اثر گرانش متغیر، دمای هوا و فشار هوا را محاسبه می‌کند. ، چگالی آب در دمای محیط و ارتفاعات نسبی قسمت جلویی و انتهایی. برای محاسبات دقیق باید خطاهای ناشی از گرد کردن و تعداد ارقام مهم ثابت ها را در نظر گرفت. ^[6]

برخی از سیستم‌های برق آبی مانند چرخ‌های آبی می‌توانند از جریان یک بدنه آب نیرو بگیرند بدون اینکه لزوماً ارتفاع آن تغییر کند. در این حالت توان موجود انرژی جنبشی آب جاری است. چرخ های آب بیش از حد شات می توانند به طور موثر هر دو نوع انرژی را جذب کنند. ^[7] جریان در یک جریان می تواند به طور گسترده ای از فصل به فصل متفاوت باشد. توسعه یک سایت نیروگاه آبی نیاز به تجزیه و تحلیل سوابق جریان دارد که گاهی اوقات چندین دهه را در بر می گیرد تا تامین انرژی سالانه قابل اعتماد را ارزیابی کند. سدها و مخازن با هموارسازی تغییرات فصلی در جریان آب، منبع انرژی قابل اعتمادتری را فراهم می کنند. با این حال، مخازن اثرات زیست محیطی قابل توجهی دارند ، همانطور که تغییر جریان طبیعی جریان دارد. طراحی سد باید بدترین حالت، "حداکثر سیل احتمالی" را که می توان در سایت انتظار داشت، در نظر گرفت. یک سرریز اغلب برای مسیریابی جریان سیلاب در اطراف سد گنجانده شده است. یک مدل کامپیوتری حوضه هیدرولیک و رکوردهای بارندگی و بارش برف برای پیش بینی حداکثر سیل استفاده می شود. ^{[ نیازمند منبع ]}

معایب و محدودیت ها

برخی از معایب انرژی آبی مشخص شده است. شکست سدها می تواند اثرات فاجعه باری از جمله خسارت جانی، مالی و آلودگی زمین داشته باشد.

سدها و مخازن می‌توانند اثرات منفی عمده‌ای بر اکوسیستم‌های رودخانه داشته باشند ، مانند جلوگیری از حرکت برخی حیوانات به بالادست، خنک‌کردن و اکسیژن‌زدایی آب آزاد شده در پایین دست، و از دست دادن مواد مغذی به دلیل ته‌نشین شدن ذرات. ^[8] رسوبات رودخانه دلتاهای رودخانه را می سازد و سدها از بازگرداندن آنچه در اثر فرسایش از بین رفته است جلوگیری می کند. ^{[9] [10]} علاوه بر این، مطالعات نشان داد که ساخت سدها و مخازن می تواند منجر به از بین رفتن زیستگاه برخی از گونه های آبزی شود. ^[11]

یک طرح نیروگاه آبی که از نیروی آبی که از کوه های برکن بیکنز، ولز می ریزد، استفاده می کند . 2017

سدها و گیاهان مخزن بزرگ و عمیق مناطق وسیعی از زمین را می پوشانند که باعث انتشار گازهای گلخانه ای از پوشش گیاهی پوسیده زیر آب می شود. علاوه بر این، اگرچه در سطوح پایین‌تری نسبت به سایر منابع انرژی تجدیدپذیر ، ^{[ نیازمند منبع ]} مشخص شد که انرژی آبی متان معادل تقریباً یک میلیارد تن گاز گلخانه‌ای CO2 در سال تولید می‌کند. ^[12] این زمانی اتفاق می‌افتد که مواد آلی در کف مخزن به دلیل اکسیژن‌زدایی آب که باعث هضم بی‌هوازی می‌شود، جمع می‌شوند . ^[13]

افرادی که در نزدیکی یک سایت نیروگاه آبی زندگی می کنند، در طول ساخت و ساز یا زمانی که سواحل مخازن ناپایدار می شوند، آواره می شوند. ^{[11] یکی دیگر از معایب احتمالی این است که} مکان‌های فرهنگی یا مذهبی ممکن است ساخت و ساز را مسدود کنند. ^{[11] [یادداشت 2]}

برنامه های کاربردی

یک شیشی اودوشی که از آب در حال سقوط است، سکوت یک باغ ژاپنی را با صدای برخورد بازوی راک بامبو به سنگ می شکند.

قدرت مکانیکی

آسیاب های آبی

آسیاب آبی Braine-le-Château ، بلژیک (قرن دوازدهم)

فضای داخلی آسیاب آبی لایم رجیس ، انگلستان (قرن چهاردهم)

آسیاب آبی یا آسیاب آبی آسیابی است که از انرژی آبی استفاده می کند. این سازه ای است که از چرخ آب یا توربین آبی برای به حرکت درآوردن یک فرآیند مکانیکی مانند آسیاب (سنگ زنی) ، نورد کردن یا چکش کاری استفاده می کند . چنین فرآیندهایی در تولید بسیاری از کالاهای مادی از جمله آرد ، الوار ، کاغذ ، منسوجات و بسیاری از محصولات فلزی مورد نیاز است. این آسیاب های آبی ممکن است شامل آسیاب های آسیاب، کارخانه های چوب بری، کارخانه های کاغذ ، کارخانه های نساجی ، آسیاب های چکشی ، آسیاب های چکشی سفری ، آسیاب های نورد و کارخانه های سیم کشی باشند .

یکی از راه‌های اصلی طبقه‌بندی آسیاب‌های آبی، جهت‌گیری چرخ‌ها (عمودی یا افقی) است، یکی با یک چرخ آبی عمودی از طریق مکانیزم چرخ دنده‌ای نیرو می‌گیرد ، و دیگری مجهز به یک چرخ آبی افقی بدون چنین مکانیزمی است. نوع اول را می توان بسته به جایی که آب به پاروهای چرخ برخورد می کند، به آسیاب های چرخ آب زیر شات، اورشات، سینه شات و پیچ بک (پشت شات یا شوت معکوس) تقسیم کرد. راه دیگری برای طبقه بندی آسیاب های آبی بر اساس یک ویژگی اساسی در مورد مکان آنها است: آسیاب های جزر و مد از حرکت جزر و مد استفاده می کنند. آسیاب های کشتی آسیاب های آبی روی کشتی (و تشکیل دهنده) یک کشتی هستند.

آسیاب‌های آبی بر دینامیک رودخانه‌های جریان‌های آبی که در آن نصب می‌شوند تأثیر می‌گذارند. در طول زمانی که آسیاب‌های آبی کار می‌کنند، کانال‌ها تمایل به رسوب‌گذاری دارند ، به‌ویژه پس‌آب‌ها . ^[14] همچنین در منطقه پس‌آب، رویدادهای سیلابی و رسوب‌گذاری دشت‌های سیلابی مجاور افزایش می‌یابد. اما با گذشت زمان این اثرات با افزایش سواحل رودخانه ها لغو می شوند. ^[14] جایی که آسیاب ها برداشته شده اند، برش رودخانه افزایش می یابد و کانال ها عمیق می شوند. ^[14]

هوای فشرده

می توان یک سر آب فراوان برای تولید هوای فشرده به طور مستقیم بدون قطعات متحرک ساخت. در این طرح‌ها، یک ستون آب در حال سقوط عمداً با حباب‌های هوای ایجاد شده از طریق آشفتگی یا کاهش‌دهنده فشار ونتوری در ورودی سطح بالا مخلوط می‌شود. این به آن اجازه می دهد تا از یک محور به داخل یک محفظه زیرزمینی با سقف بلند بیفتد، جایی که هوای فشرده شده از آب جدا می شود و به دام می افتد. ارتفاع ستون آب در حال سقوط، فشردگی هوا را در بالای محفظه حفظ می کند، در حالی که یک خروجی غوطه ور در زیر سطح آب در محفظه به آب اجازه می دهد تا در سطح پایین تر از ورودی به سطح برگردد. یک خروجی مجزا در سقف محفظه هوای فشرده را تامین می کند. تاسیساتی بر اساس این اصل در رودخانه مونترال در Ragged Shutes در نزدیکی Cobalt، انتاریو ، در سال 1910 ساخته شد و 5000 اسب بخار نیرو را برای معادن مجاور تامین کرد. ^[15]

برق

برق آبی بزرگترین کاربرد برق آبی است. برق آبی حدود 15 درصد از برق جهان را تولید می کند و حداقل 50 درصد از کل برق بیش از 35 کشور را تامین می کند. ^[16]  در سال 2021، ظرفیت برق آبی نصب شده جهانی تقریباً به 1400 گیگاوات رسید که بالاترین میزان در میان تمام فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر است. ^[17]

تولید برق آبی با تبدیل انرژی پتانسیل آب که به دلیل ارتفاع سایت وجود دارد یا انرژی جنبشی حرکت آب به انرژی الکتریکی شروع می شود. ^[13]

نیروگاه های برق آبی از نظر نحوه برداشت انرژی متفاوت هستند. یک نوع شامل یک سد و یک مخزن است . آب موجود در مخزن در صورت تقاضا در دسترس است تا با عبور از کانال هایی که سد را به مخزن متصل می کند برای تولید برق استفاده شود. آب یک توربین را می چرخاند که به ژنراتوری متصل است که برق تولید می کند. ^[13]

نوع دیگر گیاه روان رودخانه نامیده می شود. در این مورد، یک رگبار برای کنترل جریان آب، بدون وجود مخزن ساخته می شود . نیروگاه روان رودخانه نیاز به جریان آب مداوم دارد و بنابراین توانایی کمتری برای تامین برق مورد نیاز دارد. انرژی جنبشی آب جاری منبع اصلی انرژی است. ^[13]

هر دو طرح دارای محدودیت هایی هستند. به عنوان مثال، ساخت سد می تواند باعث ناراحتی ساکنان مجاور شود. سد و مخازن فضای نسبتاً زیادی را اشغال می کنند که ممکن است جوامع مجاور با آن مخالفت کنند. ^[18] علاوه بر این، مخازن به طور بالقوه می توانند پیامدهای زیست محیطی عمده ای مانند آسیب رساندن به زیستگاه های پایین دست داشته باشند. ^[13] از سوی دیگر، محدودیت پروژه روان رودخانه کاهش بازده تولید برق است زیرا این فرآیند به سرعت جریان فصلی رودخانه بستگی دارد. این بدان معناست که فصل بارندگی تولید برق را نسبت به فصل خشک افزایش می دهد. ^[19]

اندازه نیروگاه های برق آبی می تواند از نیروگاه های کوچکی به نام میکرو هیدرولیک گرفته تا نیروگاه های بزرگی که برق کل کشور را تامین می کنند متفاوت باشد. از سال 2019، پنج نیروگاه بزرگ جهان، نیروگاه های برق آبی معمولی با سد هستند. ^[20]

همچنین می توان از برق آبی برای ذخیره انرژی به شکل انرژی پتانسیل بین دو مخزن در ارتفاعات مختلف با ذخیره پمپی استفاده کرد . در طول دوره‌های تقاضای کم، آب در سربالایی به مخازن پمپ می‌شود تا زمانی که تقاضا زیاد است یا تولید سیستم کم است، برای تولید آزاد شود. ^[21]

سایر اشکال تولید برق با نیروی آبی شامل مولدهای جریان جزر و مدی است که از انرژی حاصل از نیروی جزر و مدی تولید شده از اقیانوس ها، رودخانه ها و سیستم های کانالی ساخت بشر برای تولید برق استفاده می کنند. ^[13]

• 
  تاسیسات آبی سددار معمولی (سد برق آبی) رایج ترین نوع تولید برق آبی است.
• 
  سد چیف جوزف در نزدیکی بریجپورت، واشنگتن ، یک ایستگاه اصلی روان‌آهنگ بدون مخزن بزرگ است .
• 
  میکرو هیدرو در شمال غربی ویتنام
• 
  مخزن فوقانی و سد طرح ذخیره سازی پمپ شده Ffestiniog در ولز . نیروگاه پایین می تواند 360 مگاوات برق تولید کند.

قدرت باران

از باران به عنوان "یکی از آخرین منابع انرژی بهره برداری نشده در طبیعت یاد می شود. هنگامی که باران می بارد، میلیاردها لیتر آب می بارد که در صورت استفاده صحیح، پتانسیل الکتریکی زیادی دارند." ^[22] تحقیقات در مورد روش های مختلف تولید نیرو از باران، مانند استفاده از انرژی در برخورد قطرات باران، در حال انجام است. این در مراحل اولیه خود با فناوری های جدید و نوظهور در حال آزمایش، نمونه سازی و ایجاد است. چنین قدرتی را نیروی باران نامیده اند. ^{[23] [24]} یکی از روش‌هایی که در آن تلاش شده است، استفاده از پانل‌های خورشیدی هیبریدی به نام «پانل‌های خورشیدی همه‌آب‌وهوا» است که می‌توانند هم از خورشید و هم از باران برق تولید کنند. ^[25]

به گفته جانورشناس و مربی علم و فناوری، لوئیس ویلازون، "مطالعه ای در فرانسه در سال 2008 تخمین زده است که می توانید از دستگاه های پیزوالکتریک که هنگام حرکت انرژی تولید می کنند، برای استخراج 12 میلی وات از یک قطره باران استفاده کنید. در طول یک سال، این مقدار کمتر از 0.001 کیلووات ساعت در هر متر مربع - برای تامین انرژی یک سنسور از راه دور کافی است." ویلازون پیشنهاد کرد که یک کاربرد بهتر، جمع آوری آب از باران ریزش شده و استفاده از آن برای به حرکت درآوردن یک توربین، با تولید انرژی تخمینی 3 کیلووات ساعت انرژی در سال برای سقف 185 متر مربع ^است . ^[26] یک سیستم مبتنی بر میکروتوربین ایجاد شده توسط سه دانشجو از دانشگاه تکنولوژی مکزیک برای تولید برق استفاده شده است. سیستم Pluvia "از جریان روان آب باران از ناودان های باران بام خانه ها برای چرخاندن یک میکروتوربین در یک محفظه استوانه ای استفاده می کند. برق تولید شده توسط آن توربین برای شارژ باتری های 12 ولتی استفاده می شود." ^[27]

اصطلاح قدرت باران نیز برای سیستم های برق آبی که شامل فرآیند جذب باران است نیز به کار رفته است. ^{[22] [26]}

تاریخچه

تاریخ باستان

پیستون آبی از Nongshu توسط وانگ ژن (fl. 1290-1333)

آبشار سنت آنتونی , ایالات متحده ; در اینجا از انرژی آبی برای آسیاب آرد استفاده می شد.

آسیاب سنگ معدن مستقیماً با نیروی آب، اواخر قرن نوزدهم

شواهد حاکی از آن است که پایه های انرژی آبی به تمدن یونان باستان بازمی گردد . ^[28] شواهد دیگر نشان می دهد که چرخ آب به طور مستقل در چین در همان دوره ظاهر شد. ^[28] شواهد چرخ های آبی و آسیاب های آبی مربوط به خاور نزدیک باستان در قرن 4 قبل از میلاد است. ^{[29] : 14} علاوه بر این، شواهد حاکی از استفاده از انرژی آبی با استفاده از ماشین های آبیاری در تمدن های باستانی مانند سومر و بابل است . ^[11] مطالعات نشان می دهد که چرخ آب شکل اولیه نیروی آب بوده و توسط انسان یا حیوانات به حرکت در می آمده است. ^[11]

در امپراتوری روم ، آسیاب های با نیروی آب توسط ویتروویوس در قرن اول قبل از میلاد توصیف شد. ^[30] آسیاب باربیگال ، واقع در فرانسه امروزی، دارای 16 چرخ آبی بود که تا 28 تن غلات در روز را پردازش می کرد. ^[4] چرخ‌های آبی رومی نیز برای اره کردن سنگ مرمر مانند کارخانه چوب بری هیراپولیس در اواخر قرن سوم میلادی استفاده می‌شد. ^[31] چنین کارخانه های چوب بری یک چرخ آبی داشتند که دو میل میل لنگ و اتصال را برای تغذیه دو اره به حرکت در می آورد. همچنین در دو کارگاه چوب بری روم شرقی قرن ششم که به ترتیب در افسوس و گراسا حفاری شده بودند، دیده می شود . مکانیسم میل لنگ و شاتون این آسیاب‌های آبی رومی، حرکت چرخشی چرخ آب را به حرکت خطی تیغه‌های اره تبدیل می‌کرد. ^[32]

در ابتدا تصور می شد که چکش ها و دم های سفری با نیروی آب در چین، در زمان سلسله هان (202 قبل از میلاد - 220 پس از میلاد) توسط قاشق های آب کار می کنند . ^{[29] : 26-30} با این حال، برخی از مورخان معتقدند که آنها توسط چرخ های آبی نیرو می گیرند. این به این دلیل است که این تئوری مطرح شد که اسکوپ های آب نیروی محرکه ای برای کار با دم کوره بلند خود ندارند . ^[33] بسیاری از متون چرخ آبی هون را توصیف می کنند. برخی از قدیمی ترین آنها عبارتند از فرهنگ لغت جیجیوپیان 40 قبل از میلاد، متن یانگ شیونگ که به نام فانگیان 15 قبل از میلاد شناخته می شود، و همچنین شین لون که توسط هوان تان در حدود 20 پس از میلاد نوشته شده است. ^[34] همچنین در این زمان بود که مهندس دو شی (حدود 31 پس از میلاد) نیروی چرخ‌های آبی را به پیستون - دم در چدن آهنگری اعمال کرد. ^[34]

متون باستانی هند که قدمت آن به قرن چهارم قبل از میلاد برمی گردد به اصطلاح cakkavattaka (چرخ چرخان) اشاره دارد که در تفسیرها به عنوان arahatta-ghati-yanta (ماشینی با دیگ های چرخ متصل شده) توضیح داده شده است، اما اینکه آیا این دستگاه از آب استفاده می کند یا دستی توسط محققان مورد اختلاف است. ^[35] هند آسیاب های آبی و حمام های رومی را در اوایل قرن چهارم پس از میلاد دریافت کرد، زمانی که برخی طبق منابع یونانی. ^[36] سدها، سرریزها، مخازن، کانال‌ها و تعادل آب در هند در طول امپراتوری موریان ، گوپتا و چولا ایجاد شدند . ^{[37] [38] [39]}

نمونه دیگری از استفاده اولیه از انرژی آبی در خاموشی دیده می شود ، روشی تاریخی برای استخراج معدن که از سیل یا سیل آب برای آشکار کردن رگه های معدنی استفاده می کند. این روش برای اولین بار از سال 75 پس از میلاد در معدن طلای Dolaucothi در ولز مورد استفاده قرار گرفت. این روش بیشتر در اسپانیا در معادنی مانند Las Médulas توسعه یافت . Hushing همچنین در قرون وسطی و دوره های بعدی در بریتانیا به طور گسترده ای برای استخراج سنگ معدن سرب و قلع استفاده می شد . بعداً هنگامی که در قرن نوزدهم در طول هجوم طلا در کالیفرنیا مورد استفاده قرار گرفت، به استخراج هیدرولیک تبدیل شد. ^[40]

امپراتوری اسلامی منطقه وسیعی را، عمدتاً در آسیا و آفریقا، همراه با سایر مناطق اطراف آن، در بر می گرفت. ^[41] در طول عصر طلایی اسلامی و انقلاب کشاورزی اعراب (قرن 8 تا 13)، نیروگاه آبی به طور گسترده مورد استفاده و توسعه قرار گرفت. استفاده های اولیه از نیروی جزر و مدی همراه با مجتمع های بزرگ کارخانه های هیدرولیک پدیدار شد . ^[42] طیف گسترده‌ای از آسیاب‌های صنعتی با نیروی آب در منطقه مورد استفاده قرار می‌گرفتند، از جمله آسیاب‌های پرکننده ، آسیاب‌ها ، کارخانه‌های کاغذسازی ، پوست‌کن‌ها ، کارخانه‌های چوب بری ، کارخانه‌های کشتی ، کارخانه‌های تمبر ، کارخانه‌های فولاد ، کارخانه‌های قند ، و کارخانه‌های جزر و مد . تا قرن یازدهم، هر استان در سرتاسر امپراتوری اسلامی، از اندلس و شمال آفریقا گرفته تا خاورمیانه و آسیای مرکزی ، دارای این کارخانه‌های صنعتی بود . ^{[43] : 10} مهندس مسلمان نیز از توربین های آبی در حین استفاده از چرخ دنده در آسیاب های آبی و ماشین های بالا بردن آب استفاده کردند. آنها همچنین در استفاده از سدها به عنوان منبع انرژی آب که برای تامین نیروی اضافی آسیاب‌های آبی و ماشین‌های جمع‌آوری آب استفاده می‌شد، پیشگام بودند. ^[44] تکنیک‌های آبیاری اسلامی از جمله چرخ‌های ایرانی در زمان سلطنت دهلی و امپراتوری مغول به هند معرفی شد و با روش‌های محلی ترکیب شد . ^[45]

علاوه بر این، الجزاری (1136-1206) ، مهندس مکانیک مسلمان ، در کتاب خود، «کتاب دانش دستگاه‌های مبتکرانه مکانیکی» ، طرح‌هایی را برای 50 دستگاه توصیف کرد. بسیاری از این دستگاه‌ها با آب کار می‌کردند، از جمله ساعت، دستگاهی برای سرو شراب، و پنج دستگاه برای برداشتن آب از رودخانه‌ها یا استخرها، که سه تای آن‌ها با نیروی حیوانی کار می‌کردند و یکی از آن‌ها با حیوانات یا آب تغذیه می‌شد. علاوه بر این، آنها شامل یک کمربند بی پایان با کوزه های متصل، یک سایه بان با موتور گاو (ابزار آبیاری جرثقیل مانند) و یک دستگاه رفت و برگشتی با دریچه های لولایی بودند. ^[46]

Benoît Fourneyron، مهندس فرانسوی که اولین توربین برق آبی را توسعه داد

قرن 19

در قرن نوزدهم، مهندس فرانسوی Benoît Fourneyron اولین توربین برق آبی را توسعه داد. این دستگاه در سال 1895 در کارخانه تجاری آبشار نیاگارا پیاده سازی شد و هنوز هم کار می کند. ^[11] در اوایل قرن بیستم، مهندس انگلیسی ویلیام آرمسترانگ اولین نیروگاه برق خصوصی را که در خانه او در کرگساید در نورثامبرلند ، انگلستان قرار داشت، ساخت و راه اندازی کرد. ^[11] در سال 1753، مهندس فرانسوی برنارد فارست دو بلیدور کتاب خود را با عنوان Architecture Hydraulique منتشر کرد که ماشین‌های هیدرولیک محور عمودی و افقی را توصیف می‌کرد. ^[47]

تقاضای فزاینده برای انقلاب صنعتی باعث توسعه نیز خواهد شد. ^[48] ​​در آغاز انقلاب صنعتی در بریتانیا، آب منبع اصلی انرژی برای اختراعات جدید مانند قاب آب ریچارد آرک رایت بود . ^[49] اگرچه نیروی آب در بسیاری از آسیاب‌ها و کارخانه‌های بزرگ جای خود را به نیروی بخار داد، اما همچنان در طول قرن‌های 18 و 19 برای بسیاری از عملیات‌های کوچک‌تر، مانند راندن دم در کوره‌های بلند کوچک (مثلاً کوره دیفی ) استفاده می‌شد. و آسیاب‌های آسیاب ، مانند آن‌هایی که در آبشار سنت آنتونی ساخته شده‌اند ، که از قطره 15 متری رودخانه می‌سی‌سی‌پی استفاده می‌کنند . ^{[50] [49]}

پیشرفت های تکنولوژیکی چرخ آب باز را به یک توربین یا موتور آب محصور منتقل کرد . در سال 1848، مهندس بریتانیایی-آمریکایی، جیمز بی فرانسیس ، مهندس ارشد شرکت Lowell's Locks and Canals، این طرح ها را برای ایجاد توربین با بازده 90 درصد بهبود بخشید. ^[51] او اصول علمی و روش های آزمایش را برای مسئله طراحی توربین به کار برد. روش‌های محاسبه ریاضی و گرافیکی او به طراحی مطمئن توربین‌های با راندمان بالا اجازه می‌دهد تا دقیقاً با شرایط جریان خاص یک سایت مطابقت داشته باشد. توربین واکنش فرانسیس هنوز در حال استفاده است. در دهه 1870، لستر آلن پلتون، برگرفته از کاربردها در صنعت معدن کالیفرنیا، توربین ضربه ای چرخ پلتون با کارایی بالا را توسعه داد که از نیروی آبی ناشی از جریان های سربالا مشخصه سیرا نوادا استفاده می کرد . ^{[ نیازمند منبع ]}

قرن 20

تاریخ مدرن انرژی آبی در دهه 1900 آغاز می شود، با سدهای بزرگی که نه صرفاً برای نیرو دادن به آسیاب ها یا کارخانه های همسایه ^[52] ساخته شده اند ، بلکه برق گسترده ای را برای گروه های دوردست مردم فراهم می کنند. رقابت بسیاری از شور و شوق جهانی برق آبی را برانگیخت: اروپا برای اولین بار با یکدیگر رقابت کرد و نیروگاه های برق آبی ایالات متحده در آبشار نیاگارا و سیرا نوادا الهام بخش خلاقیت های بزرگتر و جسورانه تر در سراسر جهان شدند. ^[53] سرمایه‌گذاران آمریکایی و اتحاد جماهیر شوروی و کارشناسان نیروگاه‌های آبی نیز انجیل سدها و برق آبی را در سراسر جهان در طول جنگ سرد پخش کردند و در پروژه‌هایی مانند سد سه دره و سد بلند اسوان مشارکت داشتند . ^[54] میل به برق رسانی در مقیاس بزرگ با آب ذاتاً نیازمند سدهای بزرگ در سراسر رودخانه های قدرتمند بود، ^[55] که بر منافع عمومی و خصوصی در پایین دست و در مناطق سیل زده تأثیر گذاشت. ^[56] به ناچار جوامع کوچکتر و گروه های به حاشیه رانده شده آسیب دیدند. آنها نتوانستند با موفقیت در برابر شرکت‌هایی که آنها را از خانه‌هایشان بیرون می‌آوردند یا راه‌های سنتی ماهی قزل آلا را مسدود می‌کردند، مقاومت کنند . ^[57] آب راکد ایجاد شده توسط سدهای برق آبی، زمینه پرورش آفات و عوامل بیماری زا را فراهم می کند که منجر به اپیدمی های محلی می شود . ^[58] با این حال، در برخی موارد، نیاز متقابل به انرژی آبی می‌تواند منجر به همکاری بین کشورهای متخاصم شود. ^[59]

فن آوری و نگرش نیروگاه های آبی در نیمه دوم قرن بیستم شروع به تغییر کرد. در حالی که کشورها تا حدود زیادی سیستم های برق آبی کوچک خود را در دهه 1930 رها کرده بودند، نیروگاه های برق آبی کوچکتر در دهه 1970 شروع به بازگشت کردند که با کمک یارانه های دولتی و فشار برای تولید کنندگان مستقل انرژی بیشتر تقویت شد. ^[55] برخی از سیاستمداران که زمانی از پروژه‌های بزرگ نیروگاه‌های آبی در نیمه اول قرن بیستم حمایت می‌کردند، شروع به صحبت علیه آنها کردند و گروه‌های شهروندی که علیه پروژه‌های سدسازی سازماندهی می‌کردند، افزایش یافتند. ^[60]

در دهه‌های 1980 و 90، جنبش بین‌المللی ضد سد، یافتن سرمایه‌گذاران دولتی یا خصوصی برای پروژه‌های بزرگ جدید نیروگاه‌های آبی را بسیار دشوار کرده بود و سازمان‌های غیردولتی را که به مبارزه با سدها اختصاص داده بودند، به وجود آورد. ^[61] علاوه بر این، در حالی که هزینه سایر منابع انرژی کاهش یافت، هزینه ساخت سدهای برق آبی جدید بین سال‌های 1965 و 1990 سالانه 4 درصد افزایش یافت، هم به دلیل افزایش هزینه‌های ساخت و ساز و هم به دلیل کاهش کیفیت بالای سایت‌های ساختمانی. ^[62] در دهه 1990، تنها 18 درصد از برق جهان از انرژی آبی تامین می شد. ^{[63] تولید} نیروی جزر و مدی نیز در دهه 1960 به عنوان یک سیستم برق آبی جایگزین در حال رشد ظاهر شد، اگرچه هنوز به عنوان یک رقیب قوی انرژی مطرح نشده است. ^[64]

ایالات متحده

به‌ویژه در آغاز آزمایش نیروگاه آبی آمریکا، مهندسان و سیاستمداران پروژه‌های بزرگ برق آبی را برای حل مشکل «پتانسیل تلف شده» به جای تأمین انرژی جمعیتی که به برق نیاز داشتند، آغاز کردند. هنگامی که شرکت نیروی آبشار نیاگارا شروع به بررسی سدسازی نیاگارا، اولین پروژه بزرگ برق آبی در ایالات متحده کرد، در دهه 1890 تلاش کردند تا برق را از آبشارهای دورتر انتقال دهند تا در واقع به افراد کافی دسترسی پیدا کنند و نصب را توجیه کنند. این پروژه تا حد زیادی به دلیل اختراع موتور جریان متناوب توسط نیکولا تسلا موفقیت آمیز بود . ^{[65] [66]} در سوی دیگر کشور، مهندسان سانفرانسیسکو ، باشگاه سیرا ، و دولت فدرال بر سر استفاده قابل قبول از دره هچ هچی با هم مبارزه کردند . علیرغم حفاظت ظاهری در یک پارک ملی، مهندسان شهر با موفقیت در سال 1913 حقوق آب و برق را در دره هچ هچی به دست آوردند. فروش برق به PG&E که با سود مجدد به ساکنان سانفرانسیسکو فروخته شد. ^{[67] [68] [69]}

غرب آمریکا، با رودخانه های کوهستانی و کمبود زغال سنگ، در اوایل و اغلب، به ویژه در امتداد رودخانه کلمبیا و شاخه های آن، به انرژی آبی روی آورد. اداره احیاء سد هوور را در سال 1931 ساخت که به طور نمادین ایجاد شغل و اولویت های رشد اقتصادی در نیو دیل را به هم مرتبط می کند . ^[70] دولت فدرال به سرعت از هوور با سد شستا و سد گراند کولی پیروی کرد . تقاضای برق در اورگان، سدسازی کلمبیا را توجیه نمی کرد تا اینکه جنگ جهانی اول ضعف های اقتصاد انرژی مبتنی بر زغال سنگ را آشکار کرد. سپس دولت فدرال شروع به اولویت بندی قدرت به هم پیوسته و بسیاری از آن کرد. ^[71] برق هر سه سد در طول جنگ جهانی دوم به تولید جنگ سرازیر شد . ^[72]

پس از جنگ، سد گرند کولی و پروژه‌های برق آبی همراه تقریباً تمام حوضه روستایی کلمبیا را برق رسانی کرد ، اما نتوانست زندگی افرادی را که در آنجا زندگی می‌کردند و کشاورزی می‌کردند، همانطور که تقویت‌کننده‌های آن وعده داده بودند، بهبود بخشید و همچنین به اکوسیستم رودخانه و جمعیت ماهی آزاد مهاجر آسیب رساند. در دهه 1940 نیز، دولت فدرال از مقدار انبوه برق استفاده نشده و آب جاری از Grand Coulee برای ساخت یک سایت هسته ای در سواحل کلمبیا استفاده کرد. سایت هسته ای مواد رادیواکتیو را به داخل رودخانه نشت کرد و کل منطقه را آلوده کرد. ^[73]

آمریکایی‌های پس از جنگ جهانی دوم، به‌ویژه مهندسان سازمان دره تنسی ، تمرکز خود را از ساختن سدهای داخلی به ترویج انرژی آبی در خارج از کشور متمرکز کردند. ^{[74] [75]} در حالی که ساخت سدهای داخلی تا دهه 1970 ادامه داشت، با ساختن بیش از 150 سد جدید در سراسر غرب آمریکا توسط اداره احیا و سپاه مهندسین ارتش ، ^[74] مخالفت سازمان یافته با سدهای برق آبی در دهه 1950 شروع شد و دهه 60 بر اساس نگرانی های زیست محیطی. جنبش‌های زیست‌محیطی با موفقیت سدهای پیشنهادی برق آبی را در بنای یادبود ملی دایناسور و گرند کنیون بستند و ابزارهای بیشتری برای مبارزه با انرژی آبی با قوانین زیست‌محیطی دهه 1970 به دست آوردند. با رشد سوخت‌های هسته‌ای و فسیلی در دهه‌های 70 و 80 و تلاش فعالان محیط‌زیست برای احیای رودخانه‌ها، انرژی آبی به تدریج اهمیت آمریکا را از دست داد. ^[76]

آفریقا

قدرت‌های خارجی و سازمان‌های بین‌المللی انرژی اغلب از پروژه‌های انرژی آبی در آفریقا به عنوان ابزاری برای مداخله در توسعه اقتصادی کشورهای آفریقایی استفاده کرده‌اند، مانند بانک جهانی با سدهای کاریبا و آکوسومبو ، و اتحاد جماهیر شوروی با سد اسوان . ^[77] رودخانه نیل به ویژه پیامدهای کشورهایی که در امتداد رود نیل و بازیگران خارجی دور از رودخانه استفاده می‌کنند برای گسترش قدرت اقتصادی یا نیروی ملی خود متحمل شده است. پس از اشغال مصر توسط بریتانیا در سال 1882، بریتانیایی ها با مصر برای ساختن اولین سد اسوان، ^[78] همکاری کردند که در سال 1912 و 1934 آن را افزایش دادند تا سیل نیل را مهار کنند. مهندس مصری آدریانو دانینوس با الهام از سد چندمنظوره اداره دره تنسی، طرحی را برای سد بلند اسوان تهیه کرد.

هنگامی که جمال عبدالناصر در دهه 1950 قدرت را به دست گرفت، دولت او تصمیم گرفت پروژه سد بلند را انجام دهد و آن را به عنوان یک پروژه توسعه اقتصادی معرفی کرد. ^[75] پس از امتناع آمریکا از کمک به تامین مالی سد، و احساسات ضد بریتانیایی در مصر و منافع بریتانیا در سودان همسایه باعث شد که بریتانیا نیز از آن خارج شود، اتحاد جماهیر شوروی بودجه سد بلند اسوان را تامین کرد. ^[79] بین سال های 1977 و 1990 توربین های سد یک سوم برق مصر را تولید می کردند. ^[80] ساخت سد اسوان باعث اختلاف بین سودان و مصر بر سر اشتراک نیل شد، به خصوص که سد بخشی از سودان را زیر آب گرفت و حجم آب در دسترس آنها را کاهش داد. اتیوپی که همچنین در کنار رود نیل قرار دارد، از تنش‌های جنگ سرد استفاده کرد و از ایالات متحده برای سرمایه‌گذاری‌های آبیاری و برق آبی خود در دهه 1960 درخواست کمک کرد. ^[81] در حالی که پیشرفت به دلیل کودتای 1974 متوقف شد و پس از 17 سال جنگ داخلی اتیوپی ، اتیوپی ساخت سد رنسانس بزرگ اتیوپی را در سال 2011 آغاز کرد. ^[82]

فراتر از رود نیل، پروژه های برق آبی رودخانه ها و دریاچه های آفریقا را پوشش می دهند. نیروگاه اینگا در رودخانه کنگو از زمان استعمار بلژیک در اواخر قرن نوزدهم مورد بحث قرار گرفته بود و پس از استقلال با موفقیت ساخته شد. دولت موبوتو نتوانست به طور منظم نیروگاه ها را حفظ کند و ظرفیت آنها کاهش یافت تا اینکه در سال 1995 استخر برق آفریقای جنوبی یک شبکه برق چندملیتی و برنامه تعمیر و نگهداری نیروگاه ایجاد کرد. ^[83] کشورهایی مانند جمهوری دموکراتیک کنگو و غنا که نیروی آبی فراوانی دارند ، غالباً نیروی اضافی را به کشورهای همسایه می فروشند. ^[84] بازیگران خارجی مانند شرکت‌های برق آبی چین مقدار قابل‌توجهی از پروژه‌های جدید نیروگاه آبی را در آفریقا پیشنهاد کرده‌اند، ^[85] و قبلاً در کشورهایی مانند موزامبیک و غنا در مورد بسیاری از پروژه‌های دیگر سرمایه‌گذاری و مشاوره کرده‌اند. ^[84]

نیروگاه های آبی کوچک نیز نقش مهمی در برق رسانی اوایل قرن بیستم در سراسر آفریقا ایفا کردند. در آفریقای جنوبی، توربین های کوچک انرژی معادن طلا و اولین راه آهن برقی را در دهه 1890 تامین کردند و کشاورزان زیمبابوه نیروگاه های برق آبی کوچکی را در دهه 1930 نصب کردند. در حالی که با بهبود شبکه های ملی در نیمه دوم قرن علاقه کم شد، دولت های ملی قرن بیست و یکم در کشورهایی از جمله آفریقای جنوبی و موزامبیک و همچنین سازمان های غیردولتی که به کشورهایی مانند زیمبابوه خدمات رسانی می کنند، شروع به بررسی مجدد نیروگاه های آبی در مقیاس کوچک برای تنوع بخشیدن به منابع برق کرده اند. بهبود برق رسانی روستایی ^[86]

اروپا

در اوایل قرن بیستم، دو عامل عمده انگیزه گسترش انرژی آبی در اروپا شد: در کشورهای شمالی نروژ و سوئد ، بارندگی زیاد و کوه‌ها منابع استثنایی را برای انرژی آبی فراوان به اثبات رساندند، و در جنوب، کمبود زغال سنگ دولت‌ها و شرکت‌های برق را به دنبال جایگزینی برانگیخت. منابع برق ^[87]

در اوایل، سوئیس رودخانه‌های آلپ و راین سوئیس را سد کرد و همراه با ایتالیا و اسکاندیناوی ، یک مسابقه برق آبی در اروپای جنوبی ایجاد کرد. ^{[88] در} دره پو ایتالیا ، انتقال اصلی قرن بیستم نه ایجاد نیروگاه آبی، بلکه انتقال از نیروی آبی مکانیکی به برقی بود. در دهه 1890، 12000 آسیاب آبی در حوزه آبخیز پو به وجود آمد، اما اولین نیروگاه برق آبی تجاری، که در سال 1898 تکمیل شد، نشان دهنده پایان سلطنت مکانیکی بود. ^[89] این نیروگاه‌های بزرگ جدید برق را از مناطق کوهستانی روستایی به مراکز شهری در دشت پایین منتقل کردند. ایتالیا برق رسانی تقریباً سراسری اولیه را در اولویت قرار داد، تقریباً تماماً از نیروگاه آبی، که قدرت ظهور آنها را به عنوان یک نیروی مسلط اروپایی و امپراتوری فراهم کرد. با این حال، آنها نتوانستند به هیچ استاندارد قطعی برای تعیین حقوق آب قبل از جنگ جهانی اول برسند. ^{[90] [89]}

ساخت سدهای برق آبی مدرن آلمان برگرفته از تاریخچه سدهای کوچکی است که به قرن 15 برمی گردد. حتی برخی از بخش‌های صنعت آلمان تا دهه 1870 بیشتر به چرخ‌های آبی متکی بودند تا بخار. ^{[91] دولت آلمان ساخت سدهای بزرگی مانند سدهای} Urft ، Mohne و Eder قبل از جنگ را برای گسترش نیروگاه آبی آغاز نکرد : آنها بیشتر می خواستند سیل را کاهش دهند و ناوبری را بهبود بخشند. ^[92] با این حال، برق آبی به سرعت به عنوان یک امتیاز اضافی برای همه این سدها، به ویژه در جنوب فقیر زغال سنگ، پدیدار شد. باواریا حتی با سدسازی والچنسی در سال 1924 به یک شبکه برق سراسری دست یافت ، که تا حدی الهام گرفته از از دست دادن ذخایر زغال سنگ پس از جنگ جهانی اول بود. ^[93]

نیروگاه آبی به نماد غرور و بیزاری منطقه ای برای «بارون های زغال سنگ» شمالی تبدیل شد، اگرچه شمال نیز اشتیاق شدیدی به نیروگاه آبی داشت. ^[94] ساخت سد پس از جنگ جهانی دوم به سرعت افزایش یافت، این بار با هدف صریح افزایش انرژی آبی. ^[95] با این حال، درگیری با ساخت سد و گسترش نیروگاه آبی همراه بود: منافع کشاورزی از کاهش آبیاری رنج می‌برد، آسیاب‌های کوچک جریان آب را از دست می‌دادند، و گروه‌های ذینفع مختلف بر سر این که سدها باید در کجا قرار گیرند، با هم جنگیدند، و کنترل کردند که چه کسانی سود می‌برند و خانه‌های چه کسانی غرق می‌شوند. ^[96]

همچنین ببینید

• پورتال انرژی
• پورتال انرژی های تجدیدپذیر
• پورتال آب

• خنک کننده منبع آب عمیق
• نیروگاه گرداب آب گرانشی
• راندمان تبدیل انرژی
• قوچ هیدرولیک
• پروتکل ارزیابی پایداری انرژی آبی
• انجمن بین المللی برق آبی
• برق آبی کم سر
• نیروی جریان دریایی
• انرژی دریایی
• تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس
• قدرت اسمزی
• قدرت موج

یادداشت ها

1. چگالی آب را 1000 کیلوگرم بر متر مکعب (62.5 پوند بر فوت مکعب) و شتاب ناشی از گرانش را 9.81 متر بر ثانیه در ثانیه در نظر می گیریم.
2. برای استانداردهای بین المللی در مورد توسعه سدهای بزرگ به کمیسیون جهانی سدها (WCD) مراجعه کنید .

مراجع

1. Egré, Dominique; میلوسکی، جوزف (2002). "تنوع پروژه های برق آبی". سیاست انرژی . 30 (14): 1225-1230. Bibcode :2002EnPol..30.1225E. doi :10.1016/S0301-4215(02)00083-6.
2. بارتل، آلیسون (2002). «پتانسیل و فعالیت های توسعه نیروگاه های آبی». سیاست انرژی . 30 (14): 1231-1239. Bibcode :2002EnPol..30.1231B. doi :10.1016/S0301-4215(02)00084-8.
3. هوارد اشنایدر (8 مه 2013). "بانک جهانی به انرژی آبی روی می آورد تا با تغییرات آب و هوایی توسعه یابد." واشنگتن پست . بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 ژوئیه 2013 . بازبینی شده در 9 مه 2013 .
4. هیل، دونالد (2013). تاریخچه مهندسی در دوران کلاسیک و قرون وسطی. راتلج . صص 163-164. شابک 9781317761570.
5. «سر هیدرولیک». آموزش انرژی . 27 سپتامبر 2021 . بازبینی شده در 8 نوامبر 2021 . به طور کلی، سر هیدرولیک راهی برای نشان دادن انرژی ذخیره شده سیال - در این مورد آب - در واحد وزن است.
6. دهان، جیمز؛ هالس، دیوید (10 فوریه 2023). "اندازه گیری قدرت ژنراتور برای تست عملکرد توربین در دفتر نیروگاه های احیا" (PDF) .
7. Sahdev، SK پایه مهندسی برق . آموزش پیرسون هند. ص 418. شابک 978-93-325-7679-7.
8. «چگونه سدها به رودخانه ها آسیب می رسانند». رودخانه های آمریکا بازبینی شده در 25 نوامبر 2021 .
9. «در حالی که دلتاهای جهان در حال غرق شدن هستند، دریاهای خروشان تنها مقصر نیستند». Yale E360 . بازبینی شده در 25 نوامبر 2021 .
10. «چرا رودخانه‌های جهان رسوب خود را از دست می‌دهند و چرا اهمیت دارد». Yale E360 . بازبینی شده در 25 نوامبر 2021 .
11. نسیم، پل (2018). برق آبی. کمبریج، ماساچوست: انتشارات آکادمیک. شابک 978-0-12-812906-7.
12. "نیروی برق آبی منبع پنهان انتشار متان است. این افراد می خواهند آن را حل کنند." www.bbc.com . بازیابی شده در 30 مارس 2024 .
13. Breeze, Paul (2019). فن آوری های تولید برق (ویرایش سوم). آکسفورد: نیونز. ص 116. شابک 978-0081026311.
14. Maaß, Anna-Lisa; شوترومف، هولگر (2019). "برافراشته شدن دشت های سیلابی و بریدگی کانال شبکه در نتیجه ساخت و حذف آسیاب های آبی". Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography . 101 (2): 157-176. Bibcode :2019GeAnA.101..157M. doi :10.1080/04353676.2019.1574209. S2CID  133795380.
15. مینارد، فرانک (نوامبر 1910). "پنج هزار اسب بخار از حباب های هوا". مکانیک محبوب : 633.
16. کایگوسوز، کمیل (2016). «انرژی آبی به عنوان منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر برای تولید برق». مجله تحقیقات مهندسی و علوم کاربردی . 5 (1): 359-369. S2CID  59390912.
17. IEA (2022)، منابع تجدیدپذیر 2022، IEA، پاریس https://www.iea.org/reports/renewables-2022، مجوز: CC BY 4.0
18. تاولر، برایان فرانسیس (2014). "فصل 10 - برق آبی". آینده انرژی . کمبریج، ماساچوست: انتشارات آکادمیک. صص 215-235. شابک 9780128010655.
19. Førsund، Finn R. (2014). "نیروی برق آبی تلمبه ای". اقتصاد برق آبی . بوستون، ماساچوست: اسپرینگر. ص 183-206. شابک 978-1-4899-7519-5.
20. دیویس، اسکات (2003). Microhydro: نیروی پاک از آب . جزیره گابریولا، بریتیش کلمبیا: ناشران جامعه جدید. شابک 9780865714847.
21. "انرژی آبی ذخیره سازی - یک مرور کلی | موضوعات ScienceDirect". www.sciencedirect.com . بازبینی شده در 23 ژوئن 2023 .
22. نظرلی، آمنه (۱۶ ژوئن ۲۰۱۸). "اگر می توانید از باد انرژی بسازید، چرا از باران نه؟" آیریش تایمز بازبینی شده در 18 جولای 2021 .
23. کارینگتون، دامیان (13 مارس 2018). باران یا درخشش: سلول خورشیدی جدید انرژی را از قطرات باران جذب می کند. نگهبان . بازبینی شده در 18 جولای 2021 .
24. فینگاس، جان (9 فوریه 2020). باران ممکن است به زودی منبع موثر انرژی های تجدیدپذیر باشد. Engadget . بازبینی شده در 18 جولای 2021 .
25. نیکولز، مگان (21 مه 2018). دانشمندان سلول های خورشیدی جدیدی را برای گرفتن انرژی از باران طراحی می کنند. یوروساینتیست ​بایگانی شده از نسخه اصلی در 9 آوریل 2022 . بازبینی شده در 19 ژوئیه 2021 .
26. ویلازون، لوئیس. "آیا می توان از قدرت باران در حال باریدن استفاده کرد؟" تمرکز علمی بی بی سی بازبینی شده در 19 ژوئیه 2021 .
27. کاکسورث، بن (26 مارس 2014). "آب باران که برای تولید برق استفاده می شود". اطلس جدید . بازبینی شده در 19 ژوئیه 2021 .
28. Munoz-Hernandez، آلمانی Ardul; منصور، سعد پطروس; جونز، دیوی ایوان (2013). مدل سازی و کنترل نیروگاه های آبی لندن: اسپرینگر لندن. شابک 978-1-4471-2291-3.
29. Reynolds، Terry S. (1983). قویتر از صد مرد: تاریخچه چرخ آب عمودی . بالتیمور: انتشارات دانشگاه جان هاپکینز. شابک 0-8018-7248-0.
30. اولسون، جان پیتر (30 ژوئن 1984). دستگاه های بالابر مکانیکی یونانی و رومی: تاریخچه یک فناوری . اسپرینگر. ص 373. شابک 90-277-1693-5. ASIN  9027716935.
31. گرین، کوین (1990). "چشم انداز فناوری رومی". مجله باستان شناسی آکسفورد . 9 (2): 209-219. doi :10.1111/j.1468-0092.1990.tb00223.x. S2CID  109650458.
32. مگنوسون، روبرتا جی (2002). فناوری آب در قرون وسطی: شهرها، صومعه ها و آبرسانی پس از امپراتوری روم . بالتیمور: انتشارات دانشگاه جان هاپکینز. شابک 978-0801866265.
33. لوکاس، آدام (2006). باد، آب، کار: فناوری آسیاب باستانی و قرون وسطی . لیدن: بریل. ص 55.
34. نیدهام، جوزف (1986). علم و تمدن در چین، جلد 4: فیزیک و فناوری فیزیکی، بخش 2، مهندسی مکانیک . تایپه: انتشارات دانشگاه کمبریج. ص 370. شابک 0-521-05803-1.
35. رینولدز، ص. 14 "بر این اساس، جوزف نیدهام پیشنهاد کرد که این ماشین یک نوریا است . با این حال، تری اس. رینولدز استدلال می کند که "اصطلاح استفاده شده در متون هندی مبهم است و به وضوح نشان دهنده دستگاهی با نیروی آب نیست." تورکیلد شیولر استدلال کرد که "به احتمال زیاد این معابر به نوعی دستگاه بالابر آب با آج یا دست کار می کند، به جای چرخ بالابر آب که با نیروی آب کار می کند."
36. ویکاندر 2000، ص. 400:

    این نیز دوره ای است که آسیاب های آبی شروع به گسترش در خارج از امپراتوری سابق کردند. بنا به گفته سدرنوس (Historiarum compendium)، مترودوروس معینی که در سال 1390 به هند رفت. 325 پس از میلاد «آسیاب‌ها و حمام‌هایی ساخت که تا آن زمان در میان آنها [برهمن‌ها] ناشناخته بود».

37. کریستوفر وی. هیل (2008). جنوب آسیا: تاریخ زیست محیطی. ABC-CLIO. ص 33–. شابک 978-1-85109-925-2.
38. جین، شراد؛ شارما، عایشه; Mujumdar، PP (2022)، "تکامل شیوه های مدیریت آب در هند"، Riverine Systems ، Cham: Springer International Publishing, pp. 325-349, doi :10.1007/978-3-030-87067-6_18، ISBN 978-3-030-87066-9، بازیابی شده در 19 ژوئن 2024
39. سینگ، پوشپندرا کومار؛ دی، پانکاج; جین، شراد کومار; Mujumdar, Pradeep P. (5 اکتبر 2020). "هیدرولوژی و مدیریت منابع آب در هند باستان". هیدرولوژی و علوم سیستم زمین . 24 (10): 4691-4707. Bibcode :2020HESS...24.4691S. doi : 10.5194/hess-24-4691-2020 . ISSN  1027-5606.
40. ناکامورا، تایلر، ک. خواننده، مایکل بلیس؛ گبت، امانوئل جی. (2018). "بقایای قرن نوزدهم: ذخیره عمیق رسوبات معدنی هیدرولیک آلوده در امتداد رودخانه یوبا پایین، کالیفرنیا". الم سای آنث . 6 (1): 70. Bibcode :2018EleSA...6...70N. doi : 10.1525/elementa.333 .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
41. هویلند، رابرت جی (2015). در مسیر خدا: فتوحات اعراب و ایجاد یک امپراتوری اسلامی . آکسفورد: انتشارات دانشگاه آکسفورد. شابک 9780199916368.
42. الحسن، احمد ی. (1976). "تقی الدین و مهندسی مکانیک عربی. با روشهای عالی ماشینهای معنوی. نسخه خطی عربی قرن شانزدهم". مؤسسه تاریخ علوم عربی، دانشگاه حلب : 34–35.
43. لوکاس، آدام رابرت (2005). "فرزکاری صنعتی در جهان باستان و قرون وسطی: بررسی شواهدی برای یک انقلاب صنعتی در اروپای قرون وسطی". فناوری و فرهنگ . 46 (1): 1-30. doi :10.1353/tech.2005.0026. JSTOR  40060793. S2CID  109564224.
44. الحسن، احمد ی. «انتقال فناوری اسلامی به غرب، قسمت دوم: انتقال مهندسی اسلامی». تاریخ علم و فناوری در اسلام . بایگانی شده از نسخه اصلی در 18 فوریه 2008.
45. صدیقی
46. جونز، رجینالد ویکتور (1974). «کتاب معرفت ادوات مکانیکی مبتکرانه ابن رزاز جزاری (ترجمه و حاشیه نویسی دونالد آر هیل)». بولتن فیزیک . 25 (10): 474. doi :10.1088/0031-9112/25/10/040.
47. «تاریخ برق آبی». وزارت انرژی آمریکا بایگانی شده از نسخه اصلی در 26 ژانویه 2010.
48. «نیروی برق آبی». دایره المعارف آب.
49. پرکین، هارولد جیمز (1969). ریشه های جامعه مدرن انگلیسی، 1780-1880 . لندن: Routledge & Kegan Paul PLC. شابک 9780710045676.
50. انفینسون، جان. "رودخانه تاریخ: مطالعه منابع تاریخی رودخانه ملی می سی سی پی و منطقه تفریحی". رودخانه تاریخ . سیستم پارک ملی بازبینی شده در 12 ژوئیه 2023 .
51. لوئیس، بی جی؛ سیمبالا; وودن (2014). "تحولات تاریخی عمده در طراحی چرخ های آبی و هیدروتوربین های فرانسیس". سری کنفرانس های IOP: زمین و علوم محیطی . 22 (1). IOP: 5-7. Bibcode :2014E&ES...22a2020L. doi : 10.1088/1755-1315/22/1/012020 .
52. Montrie, C., Water Power, Industrial Manufacturing, and Environmental Transformation in 19th Century New England , بازیابی شده در 7 مه 2022
53. بلکبورن، دی (2006). تسخیر طبیعت: آب، منظره، و ساخت آلمان مدرن . نورتون. ص 217-18. شابک 978-0-393-06212-0.
54. مک کالی، پی (2001). رودخانه های خاموش: اکولوژی و سیاست سدهای بزرگ کتاب های زد. ص 18-19. شابک 978-1-85649-901-9.
55. McCully 2001, p. 227.
56. بلکبورن 2006، ص. 222-24.
57. DamNation ، Patagonia Films، Felt Soul Media، Stoecker Ecological، 2014
58. مک کالی 2001، ص. 93.
59. Frey, F. (7 اوت 2020). "پرده آهنی سیال". مجله تاریخ اسکاندیناوی . 45 (4). روتلج: 506–526. doi :10.1080/03468755.2019.1629336. ISSN  0346-8755. S2CID  198611593.
60. D'Souza, R. (7 ژوئیه 2008). "فرم بندی بحران هیدرولیک هند: سیاست سد بزرگ مدرن". بررسی ماهانه . 60 (3): 112-124. doi :10.14452/MR-060-03-2008-07_7. ISSN  0027-0520.
61. Gocking, R. (ژوئن ۲۰۲۱). "سد بوئی غنا و رقابت بر سر برق آبی در آفریقا". بررسی مطالعات آفریقا 64 (2). انتشارات دانشگاه کمبریج: 339–362. doi :10.1017/asr.2020.41. S2CID  235747646.
62. مک کالی 2001، ص. 274.
63. مک کالی 2001، ص. 134.
64. Charlier, RH (1 دسامبر 2007). "چهل شمع برای جزر و مد رودخانه Rance TPP تولید انرژی تجدید پذیر و پایدار را فراهم می کند." بررسی انرژی های تجدیدپذیر و پایدار 11 (9): 2032-2057. Bibcode :2007RSERv..11.2032C. doi :10.1016/j.rser.2006.03.015. ISSN  1364-0321.
65. برتون، پی (2009). نیاگارا: تاریخچه آبشار. انتشارات دانشگاه ایالتی نیویورک. ص 203-9. شابک 978-1-4384-2930-4.
66. برتون 2009، ص. 216.
67. سینکلر، بی (2006). "نبرد بر سر هچ هچی: بحث برانگیزترین سد آمریکا و تولد محیط زیست گرایی مدرن (بررسی)". فناوری و فرهنگ . 47 (2). انتشارات دانشگاه جان هاپکینز: 444–445. doi :10.1353/tech.2006.0153. ISSN  1097-3729. S2CID  110382607.
68. Hetch Hetchy، 2020 ، بازیابی شده در 8 مه 2022
69. بلکبورن 2006، ص. 218.
70. Lee, G., The Big Dam Era , بازیابی شده در 8 مه 2022
71. سفید، آر (1995). ماشین آلی . هیل و وانگ. ص 48-58. شابک 978-0-8090-3559-5.
72. مک کالی 2001، ص. 16.
73. سفید 1995، ص. 71-72، 85، 89-111.
74. Lee, G., The Big Dam Era , بازیابی شده در 8 مه 2022
75. شکر، ا. (2009). "هیدروپولیتیک، اقتصاد، و سد بلند اسوان در مصر اواسط قرن". مجله مطالعات عرب . 17 (1). [مرکز مطالعات معاصر عرب، مجله مطالعات عرب، مؤسسه مطالعات عرب]: 9-31. ISSN  1083-4753.
76. Lee, G., The End of the Big Dam Era , بازیابی شده در 8 مه 2022
77. Gocking, R. (ژوئن ۲۰۲۱). "سد بوئی غنا و رقابت بر سر برق آبی در آفریقا". بررسی مطالعات آفریقا 64 (2). انتشارات دانشگاه کمبریج: 339–362. doi :10.1017/asr.2020.41. ISSN  1555-2462. S2CID  235747646.
78. راس، سی (2017). اکولوژی و قدرت در عصر امپراتوری: اروپا و دگرگونی جهان گرمسیری . انتشارات دانشگاه آکسفورد صص 37-38. شابک 978-0-19-182990-1.
79. دوگرتی، جی (1959). "تصمیم اسوان در چشم انداز". فصلنامه علوم سیاسی . 74 (1). [آکادمی علوم سیاسی، وایلی]: 21–45. doi :10.2307/2145939. ISSN  0032-3195. JSTOR  2145939.
80. مک نیل، جی آر (2000). چیزی جدید زیر آفتاب: تاریخ زیست محیطی جهان قرن بیستم . WW نورتون و شرکت. صص 169-170. شابک 978-0-393-32183-8.
81. سواین، ا. (1997). "اتیوپی، سودان و مصر: اختلاف رودخانه نیل". مجله مطالعات آفریقایی مدرن . 35 (4). انتشارات دانشگاه کمبریج: 675–694. doi :10.1017/S0022278X97002577. ISSN  0022-278X. S2CID  154735027.
82. Gebreluel, G. (3 آوریل 2014). "سد بزرگ رنسانس اتیوپی: پایان دادن به قدیمی ترین رقابت ژئوپلیتیک آفریقا؟". فصلنامه واشنگتن . 37 (2). روتلج: 25–37. doi :10.1080/0163660X.2014.926207. ISSN  0163-660X. S2CID  154203308.
83. Gottschalk، K. (3 مه 2016). "سیاست آبی و انرژی آبی: حماسه یک قرن پروژه اینگا". مجله کانادایی مطالعات آفریقا . 50 (2). راتلج: 279–294. doi :10.1080/00083968.2016.1222297. ISSN  0008-3968. S2CID  157111640.
84. Adovor Tsikudo, K. (2 ژانویه 2021). "چالش‌های ایجاد سد و پیوند نیروگاه آبی غنا در غنا". انجمن مطالعات توسعه 48 (1). راتلج: 153–174. doi :10.1080/08039410.2020.1858953. ISSN  0803-9410. S2CID  232369055.
85. Gocking, R. (ژوئن ۲۰۲۱). "سد بوئی غنا و رقابت بر سر برق آبی در آفریقا". بررسی مطالعات آفریقا 64 (2). انتشارات دانشگاه کمبریج: 339–362. doi :10.1017/asr.2020.41. S2CID  235747646.
86. Klunne، QJ (1 اوت 2013). "نیروگاه آبی کوچک در جنوب آفریقا - مروری بر پنج کشور در منطقه". مجله انرژی در آفریقای جنوبی . 24 (3): 14-25. doi :10.17159/2413-3051/2013/v24i3a3138 (غیرفعال 19 ژوئن 2024). ISSN  2413-3051.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of June 2024 (link)
87. رودریگز، آی بی (30 دسامبر 2011). "فوئ ال سکتور الکتریک و ذینفع بزرگ از "la política hidráulica" قدامی در جنگ عمران؟ (1911-1936)". هیسپانیا​ 71 (239): 789-818. doi : 10.3989/hispania.2011.v71.i239.360 . ISSN  1988-8368.
88. بلکبورن 2006، ص. 217.
89. Parrinello, G. (2018). "سیستم های قدرت: یک رویکرد فضایی محیطی به نیروی آب و صنعتی سازی در دره پو ایتالیا، حدود 1880-1970". فناوری و فرهنگ . 59 (3). انتشارات دانشگاه جان هاپکینز: 652–688. doi :10.1353/tech.2018.0062. ISSN  1097-3729. PMID  30245498. S2CID  52350633.
90. مک نیل 2000، ص. 174-175.
91. بلکبورن 2006، ص. 198-207.
92. بلکبورن 2006، ص. 212-213.
93. لندری، ام. (2015). «پیامدهای زیست‌محیطی صلح: جنگ بزرگ، دریاچه‌های سدشده و تاریخ هیدرولیک در آلپ شرقی». تاریخچه محیط زیست . 20 (3). [انتشارات دانشگاه آکسفورد، انجمن تاریخ جنگل، انجمن آمریکایی برای تاریخ محیط زیست]: 422-448. doi :10.1093/envhis/emv053. ISSN  1084-5453.
94. بلکبورن 2006، ص. 219.
95. بلکبورن 2006، ص. 327.
96. بلکبورن 2006، ص. 222-236.

منابع

• ویکاندر، اورجان (2000)، "آسیاب آبی"، در ویکاندر، اورجان (ویرایش)، کتاب راهنمای فناوری آب باستان ، فناوری و تغییر در تاریخ، جلد. 2, Leiden: Brill, pp. 371–400, ISBN 90-04-11123-9

لینک های خارجی

• انجمن بین المللی برق آبی
• پورتال بین المللی انرژی آبی (ICH) با پیوندهایی به سازمان های متعدد مرتبط با انرژی آبی در سراسر جهان
• IEC TC 4: توربین های هیدرولیک (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی - کمیته فنی 4) پورتال IEC TC 4 با دسترسی به محدوده، اسناد و وب سایت TC 4 ذخیره شده در 27 آوریل 2015 در Wayback Machine
• انرژی میکرو آبی، آدام هاروی، 2004، گروه توسعه فناوری متوسط. بازیابی شده در 1 ژانویه 2005
• سیستم های برق آبی، وزارت انرژی ایالات متحده، بهره وری انرژی و انرژی های تجدید پذیر، 2005