水電站發(fā)電原理

現(xiàn)在的社會(huì)的能源消耗巨大，能源氛圍可再生和不可再生能源，現(xiàn)在社會(huì)大力發(fā)展可再生能源，比如電能，江河水流一瀉千里，蘊(yùn)藏著巨大能量，把天然水能加以開(kāi)發(fā)利用轉(zhuǎn)化為電能，就是水力發(fā)電。構(gòu)成水能的兩個(gè)基本要素是流量和落差，流量由河流本身決定，直接利用河水的動(dòng)能利用率會(huì)很低，因?yàn)椴豢赡茉谡麄€(gè)河流的截面水布滿水輪機(jī)。

水力利用主要利用勢(shì)能，利用勢(shì)能必須有落差，但河流自然落差一般沿河流逐漸形成，在較短距離內(nèi)水流自然落差較低，需通過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?，人工提高落差，也就是將分散的自然落差集中，形成可利用的水頭。

水力發(fā)電站

水力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

1.水能的再生

水能來(lái)自河川天然徑流，而河川天然徑流主要是由自然界氣、水循環(huán)形成，水的循環(huán)使水能可以再生循環(huán)使用，故水能稱為“再生能源”。“再生能源”在能源建設(shè)中具有獨(dú)特的地位。

2.水資源可綜合利用

水力發(fā)電只利用水流中的能量，不消耗水量。因此水資源可綜合利用，除發(fā)電以外，可同時(shí)兼得防洪、灌溉、航運(yùn)、供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等方面的效益，進(jìn)行多目標(biāo)開(kāi)發(fā)。

3.水能的調(diào)節(jié)

電能不能儲(chǔ)存，生產(chǎn)和消費(fèi)是同時(shí)完成的。水能則可存在水庫(kù)里，根據(jù)電力系統(tǒng)的要求進(jìn)行生產(chǎn)，水庫(kù)相當(dāng)于電力系統(tǒng)的能量?jī)?chǔ)存?zhèn)}庫(kù)。水庫(kù)的調(diào)節(jié)提高了電力系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)能力，增加了供電的可靠性與靈活性。

4.水力發(fā)電的可逆性

把位于高處的水體引向低處的水輪機(jī)可進(jìn)行發(fā)電，將水能轉(zhuǎn)換成電能;反過(guò)來(lái)，把位于低處的水體通過(guò)電動(dòng)抽水機(jī)吸收電力系統(tǒng)電能送到高處的水庫(kù)儲(chǔ)存，將電能又轉(zhuǎn)換成了水能。利用水力發(fā)電的這種可逆性修建抽水蓄能電站，對(duì)提高電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力具有獨(dú)特的作用。

5.機(jī)組工作的靈活性

水力發(fā)電的機(jī)組設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活可靠，增減負(fù)荷十分方便，可根據(jù)用戶的需要，迅速啟動(dòng)或停機(jī)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，最適于承擔(dān)電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù)和擔(dān)任事故備用、負(fù)荷調(diào)整等功能，可增加電力系統(tǒng)的可靠性，動(dòng)態(tài)效益突出，水電站是電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷的主要承擔(dān)者。

6.水力發(fā)電生產(chǎn)成本低、效率高

水力發(fā)電不消耗燃料，不需要開(kāi)采和運(yùn)輸燃料所投入的大量人力和設(shè)施，設(shè)備簡(jiǎn)單運(yùn)行人員少，廠用電少，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行維修費(fèi)用低，所以水電站的電能生產(chǎn)成本低廉，只有火電站的1/5～1/8，且水電站的能源利用率高，可達(dá)85%以上，而火電站燃煤熱能效率只有40%左右。

7.有利于改善生態(tài)環(huán)境

水力發(fā)電不污染環(huán)境，廣大的水庫(kù)水面面積調(diào)節(jié)了所在地區(qū)的小氣候，調(diào)整了水流的時(shí)空分布，有利于改善周?chē)貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境，而燃煤火電站，每燃燒一噸原煤需排放SO2 30Kg左右，排放顆粒粉塵30Kg以上，據(jù)全國(guó)50座大中型燃煤電廠統(tǒng)計(jì)，90%的電廠排放SO2的濃度超過(guò)860mg/m3，污染非常嚴(yán)重。在越來(lái)越重視世界性環(huán)境問(wèn)題的今天，加快我國(guó)水電建設(shè)，提高水電比例，對(duì)減少環(huán)境污染有著極其重要的意義。

水電的缺點(diǎn)

一次性投資大- 興建水電站土石方和混凝土工程巨大;而且會(huì)造成相當(dāng)大的淹沒(méi)損失，須支付巨額移民安置費(fèi)用;工期也較火電廠建設(shè)為長(zhǎng)，影響建設(shè)資金周轉(zhuǎn)。即使由各受益部門(mén)分?jǐn)偹こ痰牟糠滞顿Y，水電的單位千瓦投資也比火電高出很多。但在以后運(yùn)行中，年運(yùn)行費(fèi)的節(jié)省逐年抵償。最大允許抵償年限與國(guó)家的發(fā)展水平和能源政策有關(guān)。抵償年限小于允許值則認(rèn)為增加水電站的裝機(jī)容量是合理的。

失敗的風(fēng)險(xiǎn) - 由于洪水泛濫，水壩阻擋了大量的水，自然災(zāi)害、人為破壞、施工質(zhì)量，可能會(huì)對(duì)下游區(qū)域和基礎(chǔ)設(shè)施造成災(zāi)難性的后果。這樣的故障可能會(huì)影響電力供應(yīng)和動(dòng)植物，也可能造成很大的損失和人員傷亡。

生態(tài)系統(tǒng)破壞 - 大型水庫(kù)造成大壩上游大面積淹沒(méi)，有時(shí)會(huì)破壞低地、河谷森林和草原。同時(shí)也會(huì)影響廠區(qū)周邊的水生生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)魚(yú)類，水鳥(niǎo)和其他動(dòng)物產(chǎn)生很大的影響。這就需要人類在開(kāi)發(fā)電能的同時(shí)，做好對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。