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清洁能源与自然

水能(勿删)

发稿时间: 2014年10月31日    【 字体:

1) 何谓水能资源

水能资源:指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。水能是一种可再生能源。

2) 水能资源的分布

我国的水能资源丰富,总量位居世界首位。根据2013年最新的全国水力资源复查成果,我国大陆水力资源理论蕴藏量在1万千瓦及以上河流上的水力资源理论蕴藏量年电量为60829亿千瓦时,平均功率为69440万千瓦;理论蕴藏量在1万千万及以上河流上单站装机容量500千瓦及以上水电站的技术可开发装机容量为54164万千瓦,年发电量为24740亿千瓦时,其中经济可开发水电站装机容量40179万千瓦,年发电量17534亿千万时,分别占技术可开发装机容量和年发电量的74.2%和70.9%。
由于我国幅员辽阔,地形与雨量差异较大,因而形成水力资源在地域分布上的不平衡,水力资源分布是西部多、东部少。按照技术可开发装机容量统计,我国经济相对落后的西部云、贵、川、渝、陕、甘、宁、青、新、藏、桂、蒙等12个省(自治区、直辖市)水力资源约占全国总量的81.46%,特别是西南地区云、贵、川、渝、藏就占66.70%;其次是中部的黑、吉、晋、豫、鄂、湘、皖、赣等8个省占13.66%;而经济发达、用电负荷集中的东部辽、京、津、冀、鲁、苏、浙、沪、粤、闽、琼等11个省(直辖市)仅占4.88%。

3) 水能的利用

水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少,水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

4) 水力发电的原理是什么?

水力发电过程其实就是一个能量转换的过程。通过在天然的河流上,修建水工建筑物,集中水头,然后通过引水道将高位的水引导到低位置的水轮机,使水能转变为旋转机械能,带动与水轮机同轴的发电机发电,从而实现从水能到电能的转换。发电机发出的电再通过输电线路送往用户,形成整个水力发电到用电的过程。

5) 什么是水电站

水电站是将水能转换为电能的综合工程设施,又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头,汇集、调节天然水流的流量,并将它输向水轮机,经水轮机与发电机的联合运转,将集中的水能转换为电能,再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。有些水电站除发电所需的建筑物外,还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。

6) 水力发电的原理是什么?

以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机,水轮机即开始转动,若我们将发电机连接到水轮机,则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机,可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大,可转换之电能愈高。

7) 水力发电的优点有哪些?

(1) 利用高处之水量持有位能转换动能推动原动机;

(2) 利用引导水路及压力水管将水量之位能转换为动能;

(3) 有利之水力地点离负载中心远,离电距离长,输电费用高;

(4) 水力发电效率高达90%以上;

(5) 单位输出电力之成本最低;

(6) 发电之起动快,数分钟内可以完成发电。

除此之外,水力发电作为清洁能源被利用,水电不仅可以代替部分火电,具有调峰的优点,在电网安全运行中起到重要的作用,还可提高水资源的利用效率而基本上不改变其水质,不排放污染物。例如,在电网系统中,建设一个装机容量为2000兆瓦的水电站代替同等规模的燃煤火电厂,这样每年可节约原煤500万吨,减少排放二氧化硫24万吨,减少排放氮氧化物4400万千克,一氧化碳115万千克,少产生废碴140万吨,省却了火电厂所需要的冷却水运行和排放,既可节约水资源,又可避免对水环境造成热污染。因而发展水电,在取得相同电能的同时,可减少环境污染。

8) 水电站水库的人工湿地作用有哪些?

水电开发,在一个流域上建设一个或多个水库。水库库区形成许多库湾,生长了多种水生植物和动物,成为人工湿地,为湿地动、植物提供了生存条件,因此在库区和库周会增加多种适合湿地环境的动、植物物种,提高了局部区域的生物多样性价值,增加了水域的综合功能。

人工湿地的形成,可改善当地的环境小气候条件。水库水体的影响,可使周围陆地性气候得以改善:无霜期延长、温差缩小、降低了最高气温、增加了湿度。有关的研究表明,水面上空空气的透明度比成片的房屋群高8%~10%;水面上空紫外线辐射比陆地高30%;水库或水域上的气温在炎热季要降低4~5℃;相对湿度提高10%~15%。


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