Vesivoimateknologia

Vesivoimalaitoksen putouksessa virtaavan veden liike-energia otetaan talteen, kun vesi virtaa alaskulkiessaan turbiinien läpi. Liike-energia muutetaan sähköksi generaattoreissa ja johdetaan edelleen muuntajan kautta sähköverkkoon kuluttajien käytettäväksi.

Vesivoimalan toiminta perustuu voimalan ylä- ja ala-altaan väliseen korkeuseroon. Vesiputous voi olla luonnollinen tai patojen ja vesiteiden avulla useista koskijaksoista yhdistetty. Putouskorkeudet vaihtelevat paljon laitoksen tehosta riippuen. Pienvesivoimalaitosten tyypillinen putouskorkeus on vain 2–6 metriä. Suomessa isojenkin voimalaitosten putouskorkeudet ovat tyypillisesti vain joitakin kymmeniä metrejä. Suurin putouskorkeus, 96 m, on Kemijärvellä sijaitsevassa Jumiskon maanalaisessa voimalaitoksessa.

Aikaisemmin vesivoimalla tuotettiin usein käyttövoimaa suoraan jollekin työkoneelle, esimerkiksi myllylle tai sahalle, mutta nykyisin vesivoimalaitokset tuottavat yleensä sähköä.

Vesivoimalaitokset jaetaan kolmeen kokoluokkaan niiden tehon perusteella:

• alle 1 MW:n laitokset ovat minivesivoimaloita;
• 1–10 MW:n laitokset ovat pienvesivoimaloita ja
• yli 10 MW:n laitokset ovat suurvesivoimaloita.

Suomessa vesivoimalaitosten tehot vaihtelevat alle yhdestä megawatista 170 megawattiin. Valtaosa Suomen vesivoimalaitoksista on joki- tai säännöstelyvoimalaitoksia. Aalto- ja vuorovesienergiantuotannolle ei Suomessa ole sopivia olosuhteita.

Vesivoimatuotannon yksi etu on, että sitä voidaan käyttää sähkön kulutushuippujen tasaamiseen, koska energiaa voidaan varastoida patoamalla. Sähköntuotannon lisääminen tai vähentäminen onnistuu nopeasti sähkönkulutuksen vaihteluiden mukaan. Jokivoimalaitoksissa laitoksen oman padon avulla aikaansaadulla altaalla pystytään hoitamaan lyhytaikainen säätö, kun taas säännöstelyvoimalaitoksella voidaan säädellä tuotantoa jopa vuositasolla. Vesivoiman sääntelyllä voidaan torjua myös kevättulvia.