Vesivoima (HEP) tai vesivoima on sähkövoimaa, joka syntyy virtaavan veden energian kautta. Sen etuna on käyttää vain uusiutuvia luonnonvaroja eikä tuottaa haitallista jätettä tai sivutuotteita, ja siksi monet pitävät sitä ympäristöystävällisenä vaihtoehtona fossiilisten polttoaineiden polttamiselle, joka tuottaa edelleen suurimman osan koko maailmassa kulutetusta sähköstä. HEP -järjestelmät kohtaavat kuitenkin usein huomattavaa vastustusta sillä perusteella, että ne aiheuttavat suuria ympäristöongelmia.
Periaate
Ihmiset ovat käyttäneet liikkuvan veden energiaa vuosisatojen ajan. Muinaisessa Kreikassa ja Kiinassa vesipyörät asennettiin nopeasti virtaaviin jokiin myllynkivien ja muiden laitteiden kääntämiseksi, ja niitä käytetään edelleen joissakin osissa maailmaa. Käytännössä nämä laitteet käyttävät painovoimaa, koska vesi virtaa korkeammalta alemmalle alueelle.
Vesivoimalaitokset perustuvat samaan perusperiaatteeseen, mutta sen sijaan, että kineettistä energiaa käytettäisiin suoraan, veden voima ajaa turbiinia, joka puolestaan käyttää generaattoria ja tuottaa sähköä, jota voidaan käyttää paikan päällä tai kuljettaa muille alueille. Kuten muutkin turbiinikäyttöiset sähköntuotantomenetelmät, turbiinin magneetit liikkuvat suhteessa staattisiin johtimiin. Tämä johtaa sähkövirtaan, joka kulkee johtimien läpi.
Vesivoimalaitoksille on useita erilaisia malleja, mutta yleisin on rakentaa suuri pato järven poikki suhteellisen korkealle vesisäiliön muodostamiseksi ja antaa veden valua siitä hallitusti, alamäkeen generaattoriin, joka sijaitsee alemmalla korkeudella. Veden virtaus voidaan maksimoida korkean sähkön kysynnän aikana ja vähentää, kun kysyntä on pienempi. Useimmissa tapauksissa vettä täydennetään sateella, mutta jotkut voimalaitokset voivat käyttää ylimääräistä sähköä pumpatakseen vettä takaisin säiliöön alhaisen kysynnän aikoina.
edut
Vesivoiman tärkeimmät edut ovat puhtaus ja uusiutuvuus. Koska se ei sisällä fossiilisten polttoaineiden, kuten hiilen, öljyn ja maakaasun, polttamista, se ei tuota haitallisia epäpuhtauksia, kuten nokia ja rikkidioksidia. Yhtä tärkeää on, että se ei tuota hiilidioksidia, kaasua, joka aiheuttaa ”kasvihuoneilmiön” ja jonka uskotaan olevan vastuussa ilmastonmuutoksesta sähköntuotannon kautta. Sen etuna ydinvoimaa kohtaan on se, ettei siitä synny vaarallisia jätetuotteita, jotka aiheuttavat pitkäaikaisia hävitysongelmia.
HEP on myös uusiutuva, koska se ei käytä rajallisia resursseja. Vaikka hiili, öljy, maakaasu ja jopa lopulta uraani loppuvat, vesi on ehtymätöntä. Kun voimala on rakennettu, sen tarvitsema vesi on saatavilla ilmaiseksi, toisin kuin polttoaineet, jotka on poistettava maasta. Useimmilla alueilla vesijohtoa uudistetaan jatkuvasti sademäärällä, mikä käytännössä tarkoittaa, että aurinko tuottaa energiaa, koska sen lämpö haihduttaa vettä pinnalta, joka putoaa sateena.
Haitat
Vaikka HEP on puhdas ja uusiutuva, se ei välttämättä ole ympäristöystävällinen. Suuret projektit, jotka pystyvät tuottamaan huomattavia määriä sähköä, vaativat yleensä järvien tai jokien patoamista ja sen seurauksena suurten maa-alueiden tulvia. Tämä voi johtaa ihmisten siirtymiseen ja elinympäristöjen tuhoutumiseen. Jyrkillä jokivirtojen muutoksilla voi olla myös syvällinen vaikutus villieläimiin, ekosysteemeihin ja joissakin tapauksissa maatalouteen. Vaeltavat kalat, kuten lohi, voivat olla patojen tukossa, mutta tätä voidaan lieventää asentamalla kalatikkaat – sarja vaiheita, joista kalat voivat neuvotella.
Sijainnit, jotka soveltuvat parhaiten vesivoimajärjestelmille, ovat usein erittäin luonnonkauniita, ja ne voivat menettää osan arvostaan uusien teiden, pylväiden ja muiden HEP -projektiin liittyvien rakenteiden vuoksi. Joillakin projekteilla on ollut odottamattomia seurauksia. Esimerkiksi Egyptin Aswanin pato, joka onnistui hyvin toimittamaan virtaa, hallitsi myös Niilin vuotuisia tulvia alavirtaan. Tätä pidettiin aluksi toisena etuna, mutta tulvat olivat täynnä ravinteita sisältävää lietettä, joka mahdollisti viljelyn Niilin varrella, ja kun pato oli asennettu, kaikki liete kerättiin hyödyttömästi säiliöön, jolloin laskeutua tarvittavien ravintoaineiden alavirtaan. Toinen mahdollinen ongelma on joidenkin tutkimusten mukaan se, että rappeutunut kasvillisuus alueilla, jotka tulvivat HEP: n tuottamiseksi, voivat vapauttaa merkittäviä määriä hiilidioksidia, mikä kompensoi puhtaan sähköntuotannon edut.