水力

     水力發電係(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位於高處具有勢能的水流至低處,將其中所含勢能轉換成水輪機之動能,再借水輪機為原動力,推動發電機產生電能。利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉動,將水能轉變為機械能,如果在水輪機上接上另一種機械(發電機)隨著水輪機轉動便可發出電來,這時機械能又轉變為電能。水力發電在某種意義上講是水的位能轉變成機械能,再轉變成電能的過程。因水力發電廠所發出的電力電壓較低,要輸送給距離較遠的用戶,就須***將電壓經過變壓器增高,再由空架輸電線路輸送到用戶集中區的變電所,***後降低為適合家庭用戶、工廠用電設備的電壓,並由配電線輸送到各個工廠及家庭。

分類

按集中落差的方式分類,有:堤壩式水電廠,引水式水電廠,混合式水電廠,潮汐水電廠和抽水蓄能電廠。

按徑流調節的程度分類,有:無調節水電廠和有調節水電廠。

按照水源的性質,一般稱為常規水電站,即利用天然河流、湖泊等水源發電。

按水電站利用水頭的大小,可分為高水頭(70米以上)、中水頭( 15-70米)和低水頭(低於15米)水電站。

按水電站裝機容量的大小,可分為大型、中型和小型水電站。一般將裝機容量在5,000kW以下的稱為小水電站,5,000100,000kW的稱為中型水電站,10kW或以上的稱為大型水電站或巨型水電站。

優點

水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源。但為了有效利用天然水能,需要人工修築能集中水流落差和調節流量的水工建築物,如大壩、引水管涵等。因此工程投資大、建設周期長。但水力發電效率高,發電成本低,機組啟動快,調節容易。由於利用自然水流,受自然條件的影響較大。水力發電往往是綜合利用水資源的一個重要組成部分,與航運、養殖、灌溉、防洪和旅遊組成水資源綜合利用體係。

缺點

總體概述

1. 因地形上之限製無法建造太大之容量。單機容量為300MW左右。

2. 建廠期間長,建造費用高。

3. 因設於天然河川或湖沼地帶易受風水之災害,影響其他水利事業。電力輸出易受天候旱雨之影響。 .

4. 建廠後不易增加容量。

5.生態破壞:大壩以下水流侵蝕加劇,河流的變化及對動植物的影響等。

6.需築壩移民等,基礎建設投資大。

7.下遊肥沃的衝積土因衝刷而減少。

生態影響

巨大的,需要淹沒廣泛上遊領域的水壩,能夠破壞生物的多樣性、有生產力的低地、沿江河穀森林、濕地和草原,為水力發電而建設的水庫能夠引起周邊地區棲息地的細碎化和導致水土流失的惡化。

為蓄水淹沒大片土地水電項目會影響周圍區域的上遊和下遊的水生生態係統。例如,有研究表明,沿北美大西洋和太平洋海岸的水壩減少了需要到上遊產卵的鮭魚種群數量,因為大壩阻止了這些魚到上遊的繁殖地產卵。雖然在鮭魚棲息地的***大水壩安裝有魚梯,也不能避免這種情況。年幼的鮭魚也在遭受著損害,因為在它們遷移到海時,須***通過發電站的渦輪。為了保護這些魚類,美國的一些地區在一年中的部分時期通過遊艇運輸小鮭魚到下遊。在特殊情況下,一些大壩,比如旱獺大壩,已被拆除,由於它對魚類的影響。如何設計對水生生物破壞較小的渦輪發電機,是一個活躍的研究領域。一些緩解措施,如魚梯,在一些國家已成為新項目獲批和現有項目的評審通過的須***條件。

如長江流域大型水利工程的建設等因素,嚴重影響了中華鱘的洄遊路線和繁殖場所,使之種群數量急劇減少,並瀕臨滅絕危險。

特點

①能源的再生性。由於水流按照一定的水文周期不斷

水力發電循環,從不間斷,因此水力資源是一種再生能源。所以水力發電的能源供應隻有豐水年份和枯水年份的差別,而不會出現能源枯竭問題。但當遇到特別的枯水年份,水電站的正常供電可能會因能源供應不足而遭到破壞,出力大為降低。

②發電成本低。水力發電隻是利用水流所攜帶的能量,無需再消耗其他動力資源。而且上一級電站使用過的水流仍可為下一級電站利用。另外,由於水電站的設備比較簡單,其檢修、維護費用也較同容量的火電廠低得多。如計及燃料消耗在內,火電廠的年運行費用約為同容量水電站的10倍至15倍。因此水力發電的成本較低,可以提供廉價的電能。

③有效而靈活。水力發電主要動力設備的水輪發電機組,不僅效率較高而且啟動、操作靈活。它可以在幾分鍾內從靜止狀態迅速啟動投入運行;在幾秒鍾內完成增減負荷的任務,適應電力負荷變化的需要,而且不會造成能源損失。因此,利用水電承擔電力係統的調峰、調頻、負荷備用和事故備用等任務,可以提高整個係統的經濟效益。

④工程效益的綜合性。由於築壩攔水形成了水麵遼闊的人工湖泊,控製了水流,因此興建水電站一般都兼有防洪、灌溉、航運、給水以及旅遊等多種效益。另一方麵,建設水電站後,也可能出現泥沙淤積,淹沒良田、森林和古跡等文化設施,庫區附近可能造成疾病傳染,建設大壩還可能影響魚類的生活和繁衍,庫區周圍地下水位大大提高會對其邊緣的果樹、作物生長產生不良影響。大型水電站建設還可能影響流域的氣候,導致幹旱或洪水。特別是大型水庫有誘發地震的可能。因此在地震活動地區興建大型水電站須***對壩體、壩肩及兩岸岩石的抗震能力進行研究和模擬試驗,予以充分論證。這些都是水電開發所要研究的問題。

⑤一次性投資大。興建水電站土石方和混凝土工程巨大;而且會造成相當大的淹沒損失,須支付巨額移民安置費用;工期也較火電廠建設為長,影響建設資金周轉。即使由各受益部門分攤水利工程的部分投資,水電的單位千瓦投資也比火電高出很多。但在以後運行中,年運行費的節省逐年抵償。***大允許抵償年限與國家的發展水平和能源政策有關。抵償年限小於允許值則認為增加水電站的裝機容量是合理的。