Hüdroelektri tootmiseks on vaja kõrgusi ja vihma. Hinnakem vihma koguenergiat kuni selle langemiseni meretasemeni.

Jagagem Suurbritannia kaheks: madalamad ja kuivemad osad, mida ma nimetan „madalmaadeks" ning kõrgemad ja niiskemad osad, mida ma nimetan „kõrgmaadeks". Valin nende kahe piirkonna esindajateks Bedfordi ja Kinlochewe.

Otsime hüdroelektrit	Joonis 8.2: Maapinna kõrgused Suurbritannias. Ristkülikud näitavad, kui suured maa-alad igale kõrgusele vastavad.

Võtame kõigepealt ette madalmaad. Vihma gravitatsioonijõust põhjustatud võimsuse hindamiseks korrutame sademete hulga Bedfordis ($584\text{mm}$ aastas) vee tiheduse ($1000kg/m^3$), gravitatsioonikiirenduse ($10m/s^2$) ja madalmaade tüüpilise kõrgusega merepinna suhtes (umbes $100m$). Ühikpindala kohta tuleb võimsuseks $0,02W/m^2$. See on võimsus sellise maapinna ühiku kohta, kus see vihm sajab.

Kui korrutame selle numbri inimese kohta antud ruutmeetrite arvuga ($2700m^2$, eeldades, et madalmaad on ühtlaselt jaotatud kõigi $60$ miljoni briti vahel), saame keskmiseks ühe inimese kohta tulevaks võimsuseks $1kWh$ päevas. See on absoluutne võimalik hüdroelektri võimsuse maksimum, mis eeldab, et kõik jõed ehitatakse tamme täis ja iga veetilk kasutatakse perfektselt ära. Reaalsuses me ehitame tammi vaid juhul, kui see võimaldab vee langemist arvestatavalt kõrguselt ja tammi ees vett koguv pindala on väiksem kui terve riik. Suurem osa veest aurustub enne, kui jõuab turbiini lähedusse ja ükski hüdroelektriline süsteem ei kasuta ära kogu vee potentsiaalset energiat. Jõuame seega madalmaade hüdroenergia suhtes kindlale järeldusele. Inimestele võib meeldida ehitada väikeseid jõeäärseid hüdroelektrilisi süsteeme, kuid madalmaades ei saa sellised süsteemid anda rohkem, kui $1kWh$ päevas inimese kohta.

Vaatame nüüd kõrgmaid. Kinlochewe on vihmasem koht: seal sajab $2278mm$ sademeid aastas, neli korda rohkem kui Bedfordis. Kõrguste vahed on samuti suuremad – suured alad asuvad kõrgemal kui $300m$ merepinnast. Nii et mägistes piirkondades võime arvestada 12 korda suurema võimsusega ruutmeetri kohta. Algne võimsus ühikpindala kohta on umbes $0,24W/m^2$. Kui kõrgmaad jagavad suuremeelselt oma hüdroelektrit ülejäänud Suurbritanniaga (mis teeks $1300m^2$ inimese kohta), saaksime võimsuse ülemiseks piiriks umbes $7kWh$ päevas inimese kohta. Sarnaselt madalmaadega oleme siin saanud ülemise piiri, mis kehtiks vaid siis, kui aurustumine oleks keelatud ning iga tilk oleks perfektselt ära kasutatud.

Milline võiks olla meie hinnang mõistlikule, praktikas saavutatavale võimsusele? Olgu selleks $20\%$ esialgsest võimsusest – $1,4kWh$ päevas ja ümmardagem seda üles, et arvestada ka madalmaade toodangut: $1,5kWh$ päevas.

Tegelik hüdroelektri tootmise võimsus Ühendkuningriikides on täna $0,2kWh/p$ inimese kohta, st $1,5kWh/p$ saavutamine nõuaks hüdroelekti tootmise seitsmekordset kasvu.

Märkused ja edasine lugemine

Sademete statistika pärineb BBC ilmakeskusest.

Algne võimsus ühikpindala kohta on umbes $0,24W/m^2$. Me võime seda hinnangut kontrolliks võrrelda tegeliku võimsustihedusega Loch Sloy hüdroelektri taristus, mis valmis 1950. aastal (Ross, 2008). Loch Sloy kogumispiirkond on umbes $83k{m}^2$; sademete hulk on ligikaudu $2900mm$ aastas (seda on pisut rohkem kui Kinlochewe $2278mm/a$); elektri tootmine oli 2006. aastal $142GWh$, mis vastab võimsustihedusele $0,2W$ kogumisala ruutmeetri kohta. Loch Sloy’s pindala on ligikaudu $1,5k{m}^2$, nii et hüdroelektrijaama enda pindala kohta saame $11W/m^2$. Seega toimivad Loch Sloy'sse vett toovad mäed, akveduktid ja tunnelid kui  $55$-kordsed võimendid.

Tegelik hüdroelektri tootmise võimsus Ühendkuningriikides on täna $0,2kWh/p$ inimese kohta. Allikas: MacLeay et al. (2007). 2006.a. tootsid suured hüdroelektrijaamad $3515GWh$ (jaama maksimaalne võimsus on $1,37GW$); väikesed hüdroelektrijaamad tootsid $212GWh$ ($0,01kWh/p/i$) (võimsus $153MW$).

1943. aastal, mil hüdroelektri tootmine kiiresti kasvas, hindasid Põhja-Šotimaa Hüdroelektri Ühingu insenerid Šotimaa kõrgemate alade potentsiaalseks tootevõimsuseks $102$ elektrijaamas $6,3TWh$ aastas – see vastaks $0,3kWh/p$ inimese kohta (Ross, 2008).

Glendoe, esimene uus suur hüdroelektri projekt Suurbritannias alates 1957. aastast, lisab $100MW$ ja sellelt oodatakse$180GWh$ aastas. Glendoe kogumispiirkond on $75k{m}^2$, nii et selle võimsustihedus on $0,27W$ kogumispiirkonna ruutmeetri kohta. Öeldakse, et Glendoe on „terve Glasgow varustamiseks piisavalt suur,” kuid kui me jagame need $180GWh$ aastas kõigi Glasgow elanike vahel ($616000$ inimest), siis saame me ainult $0,8kWh/p$ inimese kohta. See on vaid $5\%$ inimeste keskmisest elektritarbest, mis oli $17kWh/p$ inimese kohta. $20$-kordne liialdamine tuleneb Glendoe maksimaalse, mitte keskmise, võimsusega arvestamisest - see aga on $5$ korda väiksem; ja arvestades vaid kodusid, mitte Glasgow kogu elektritarbimist.