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      清潔能源與自然

      水能(勿刪)

      發稿時間: 2014年10月31日    【 字體:

      1) 何謂水能資源

      水能資源:指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。水能是一種可再生能源。

      2) 水能資源的分布

      我國的水能資源豐富,總量位居世界首位。根據2013年最新的全國水力資源復查成果,我國大陸水力資源理論蘊藏量在1萬千瓦及以上河流上的水力資源理論蘊藏量年電量為60829億千瓦時,平均功率為69440萬千瓦;理論蘊藏量在1萬千萬及以上河流上單站裝機容量500千瓦及以上水電站的技術可開發裝機容量為54164萬千瓦,年發電量為24740億千瓦時,其中經濟可開發水電站裝機容量40179萬千瓦,年發電量17534億千萬時,分別占技術可開發裝機容量和年發電量的74.2%和70.9%。
      由于我國幅員遼闊,地形與雨量差異較大,因而形成水力資源在地域分布上的不平衡,水力資源分布是西部多、東部少。按照技術可開發裝機容量統計,我國經濟相對落后的西部云、貴、川、渝、陜、甘、寧、青、新、藏、桂、蒙等12個省(自治區、直轄市)水力資源約占全國總量的81.46%,特別是西南地區云、貴、川、渝、藏就占66.70%;其次是中部的黑、吉、晉、豫、鄂、湘、皖、贛等8個省占13.66%;而經濟發達、用電負荷集中的東部遼、京、津、冀、魯、蘇、浙、滬、粵、閩、瓊等11個省(直轄市)僅占4.88%。

      3) 水能的利用

      水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水循環,使之持續進行。地表水的流動是重要的一環,在落差大、流量大的地區,水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發電。

      4) 水力發電的原理是什么?

      水力發電過程其實就是一個能量轉換的過程。通過在天然的河流上,修建水工建筑物,集中水頭,然后通過引水道將高位的水引導到低位置的水輪機,使水能轉變為旋轉機械能,帶動與水輪機同軸的發電機發電,從而實現從水能到電能的轉換。發電機發出的電再通過輸電線路送往用戶,形成整個水力發電到用電的過程。

      5) 什么是水電站

      水電站是將水能轉換為電能的綜合工程設施,又稱水電廠。它包括為利用水能生產電能而興建的一系列水電站建筑物及裝設的各種水電站設備。利用這些建筑物集中天然水流的落差形成水頭,匯集、調節天然水流的流量,并將它輸向水輪機,經水輪機與發電機的聯合運轉,將集中的水能轉換為電能,再經變壓器、開關站和輸電線路等將電能輸入電網。有些水電站除發電所需的建筑物外,還常有為防洪、灌溉、航運、過木、過魚等綜合利用目的服務的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱水電站樞紐或水利樞紐。

      6) 水力發電的原理是什么?

      以水具有的重力勢能轉變成動能的水沖水輪機,水輪機即開始轉動,若我們將發電機連接到水輪機,則發電機即可開始發電。如果我們將水位提高來沖水輪機,可發現水輪機轉速增加。因此可知水位差愈大則水輪機所得動能愈大,可轉換之電能愈高。

      7) 水力發電的優點有哪些?

      (1) 利用高處之水量持有位能轉換動能推動原動機;

      (2) 利用引導水路及壓力水管將水量之位能轉換為動能;

      (3) 有利之水力地點離負載中心遠,離電距離長,輸電費用高;

      (4) 水力發電效率高達90%以上;

      (5) 單位輸出電力之成本最低;

      (6) 發電之起動快,數分鐘內可以完成發電。

      除此之外,水力發電作為清潔能源被利用,水電不僅可以代替部分火電,具有調峰的優點,在電網安全運行中起到重要的作用,還可提高水資源的利用效率而基本上不改變其水質,不排放污染物。例如,在電網系統中,建設一個裝機容量為2000兆瓦的水電站代替同等規模的燃煤火電廠,這樣每年可節約原煤500萬噸,減少排放二氧化硫24萬噸,減少排放氮氧化物4400萬千克,一氧化碳115萬千克,少產生廢碴140萬噸,省卻了火電廠所需要的冷卻水運行和排放,既可節約水資源,又可避免對水環境造成熱污染。因而發展水電,在取得相同電能的同時,可減少環境污染。

      8) 水電站水庫的人工濕地作用有哪些?

      水電開發,在一個流域上建設一個或多個水庫。水庫庫區形成許多庫灣,生長了多種水生植物和動物,成為人工濕地,為濕地動、植物提供了生存條件,因此在庫區和庫周會增加多種適合濕地環境的動、植物物種,提高了局部區域的生物多樣性價值,增加了水域的綜合功能。

      人工濕地的形成,可改善當地的環境小氣候條件。水庫水體的影響,可使周圍陸地性氣候得以改善:無霜期延長、溫差縮小、降低了最高氣溫、增加了濕度。有關的研究表明,水面上空空氣的透明度比成片的房屋群高8%~10%;水面上空紫外線輻射比陸地高30%;水庫或水域上的氣溫在炎熱季要降低4~5℃;相對濕度提高10%~15%。


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