淺析水力發(fā)電的比較優(yōu)勢

曹智超

摘 要：水力發(fā)電工程相比火力發(fā)電、分力發(fā)電以及太陽能發(fā)電，具有很多優(yōu)勢，其對于我國的水利發(fā)電事業(yè)以及對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有很大很大的推動(dòng)作用，這種發(fā)電方式跟火力、風(fēng)力和光伏發(fā)電，不 僅具有優(yōu)越的發(fā)電條件，而且且技術(shù)較為成熟，效益比較，因此，這篇文章將對水力發(fā)電的方式進(jìn)行了分析，并且與其他發(fā)電的進(jìn)行相似的對比。

關(guān)鍵詞：水利發(fā)點(diǎn)的現(xiàn)狀；水力發(fā)電原理；其他發(fā)電方式；水力發(fā)電與其他發(fā)電方式的比較優(yōu)勢

一、水利發(fā)電的原理和形式

（1）首先我們都知道，水是一種取之不盡、用之不竭的可再生清潔能源，所以水在流動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生了一種能量，水能。水力發(fā)電就是利用河川、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處產(chǎn)生的水能，將其轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)的動(dòng)能，其實(shí)也就是用水流量及落差來轉(zhuǎn)動(dòng)水渦輪。而水輪機(jī)里面是原動(dòng)機(jī)，若我們將發(fā)電機(jī)連接到水輪機(jī)，利用水能發(fā)電機(jī)就可以開始發(fā)電。我們都知道落差越大水產(chǎn)生的能量就越大，我們在一些水流落差較大的地方，可發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速增加。所以水位差越大則水輪機(jī)所得動(dòng)能越大，發(fā)的電越高。因?yàn)樗Πl(fā)電廠所發(fā)出的電力其電壓比較低，如果要輸送到遠(yuǎn)距離，必須將電 壓經(jīng)過變壓器的提高后，再由架空輸電路輸送到用戶集中區(qū)的變電所，再次降低為適合于家 庭用戶、工廠之用電設(shè)備之電壓，并各工廠及家庭用戶。

（2）慣常水力發(fā)電與抽蓄水力發(fā)電

①慣常水力發(fā)電系統(tǒng)

慣例程水力發(fā)電是在河川找到一處合適的地方，建一座水庫，然后用引水隧道引水沖擊水輪機(jī)轉(zhuǎn) 動(dòng)，與此同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，然后經(jīng)變壓器升高電壓，然后由輸電鐵塔傳送至各全國各地使用，發(fā)電完成后的水經(jīng)過尾水路排至下游河川，繼續(xù)供下游民生或發(fā)電使用。

②抽蓄水力發(fā)電系統(tǒng)就是在同一個(gè)河川中，從上游到下游建設(shè)很多個(gè)慣常式水力電廠的組合。

抽蓄水力發(fā)電又稱串聯(lián)式水力發(fā)電是一種集合水庫并調(diào)整池式水力發(fā)電。靠天然的水進(jìn)流量，貯存于上游水庫，（最上游分廠由水庫取水發(fā) 電，發(fā)電之后用過得水經(jīng)過尾水道排放至下水壩儲(chǔ)存。再次準(zhǔn)備發(fā)電，然后依次向下各分廠也以同樣的方式進(jìn)行發(fā)電）。

二、水力發(fā)電的優(yōu)勢

（1）水力發(fā)電從經(jīng)濟(jì)利益上來說是一種高利益低風(fēng)險(xiǎn)的種類，水利發(fā)電廠周邊不僅僅可以用來發(fā)電而且可以開發(fā)別的產(chǎn)業(yè)以此帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)收益。例如，旅游娛樂的經(jīng)濟(jì)效益、水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益、水上航運(yùn)或者是供水等這些都可以量化的價(jià)值，提高了經(jīng)濟(jì)的收益。另外還包括農(nóng)業(yè)灌溉以 及調(diào)節(jié)電網(wǎng)等沒有辦法量化的價(jià)值。雖然現(xiàn)在的水電開發(fā)也會(huì)帶來一系列的困難和問 題，比如說處理起來比較棘手的移民問題，又或者是對生態(tài)環(huán)境造成破 壞。這些都是還沒有良好的政策和良好的建議，這些相比其他比較有困難。而且從經(jīng)濟(jì)效益上來看，這些移民，環(huán)境的破壞等，這些問題都有可能造成經(jīng)濟(jì)成本的增加，但是 如果單純考慮水電光電和火電等其他方式的話，首先，光電、風(fēng)電等需要政府 消耗大量的補(bǔ)貼，而水電則不需要，只要將全部移民搬遷，并交齊環(huán)境保護(hù)成本，然后支付的成本就可以了，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢相比其它兩項(xiàng)發(fā)電是很大的，相比光伏發(fā)電，光電因?yàn)樘峒児杞Y(jié)晶后里頭的成分不同，分為多晶硅和單晶硅；截止當(dāng)前，單晶硅太陽能電池的光 電轉(zhuǎn)換率為 15%左右，最高達(dá)到了 24%，使用壽命一般可達(dá) 15年，而最高達(dá)才可以達(dá)到25年，比轉(zhuǎn)換 率僅 12% 左右的多晶硅太陽能電池的綜合性能價(jià)格比高。但是相比水力水電還是相差太遠(yuǎn)了。

（2）高效而靈活。水力發(fā)電主要?jiǎng)恿υO(shè)備是水輪發(fā)電機(jī)組，對工作的操作和要求不是很高，它可以在幾分鐘內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)迅速啟動(dòng)投入運(yùn)行，也可以在靜止?fàn)顟B(tài)內(nèi)在幾分鐘的時(shí)間里停止下來，方便且靈活；也可以在幾秒鐘 內(nèi)完成增減負(fù)荷的任務(wù)，適應(yīng)電力負(fù)荷變化的需要，而且這樣的操作不會(huì)影響到水能損失。所以 利用水力電來承擔(dān)國家電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、負(fù)荷備用和事故備用等任務(wù)，也可以提高整 個(gè)水力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。而相比之下火電需要燃燒煤、石油等化石燃料。重所周知，煤，石油等是一種不可再生能源，用完了就沒有了而近年來大量的煤炭被挖掘，正面臨著枯竭的危險(xiǎn)。燃燒對生態(tài)的穩(wěn)定和大氣的破壞都造成了重大的傷害。據(jù)數(shù)據(jù)估計(jì)，全世界石油資源僅僅可以維持30年，之后便枯竭了，另一方面 燃燒燃料將排出二氧化碳和硫的氧化物，因此會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨，惡化地球 環(huán)境。

（3）工程效益的綜合性。我們都知道大壩可以在雨季防洪、春季灌溉、航運(yùn)、旱季給水。而且大壩周邊可以開發(fā)旅游等多種項(xiàng)目，可以經(jīng)濟(jì)效益，而相比風(fēng)能也

作為一種清潔的能源不得不同樣引起別人的注意，所以在二十一世紀(jì)資源匱乏，環(huán)境問題突 出的今天我們對風(fēng)力發(fā)電還是有著相當(dāng)大的吸引力，如果世界大范圍內(nèi)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)來取 代傳統(tǒng)的燃煤和燃油火電。那么首先可以緩解環(huán)境破壞，空氣污染。然而風(fēng)電發(fā)展方面比較先進(jìn)的是德國和丹麥 等國家，雖然我國的風(fēng)力發(fā)電相比以前有了較大的發(fā)展，但是和德國丹麥等世界先進(jìn)水 平還有較大的差距。在風(fēng)電發(fā)展方面，我們不應(yīng)該只注重優(yōu)點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電 對于電力系統(tǒng)電壓和功率的影響都值得去深入的探索和研 究。目前的可以通過電池儲(chǔ)能技術(shù)解決較少風(fēng)力發(fā)電對系統(tǒng)的影響，但要使風(fēng)力發(fā) 電大面積發(fā)展大面積實(shí)施所要做的工作還有很多。

三、總結(jié)

（1）水力發(fā)電除了在經(jīng)濟(jì)收益上有突出的優(yōu)勢以外，水電還有較多的優(yōu)勢，但是表現(xiàn)在其他方面，水力發(fā)電同 樣也有很多積極作用，例如，從社會(huì)文化、以及環(huán)境的角度來看，水電的價(jià)值是 不可忽視的，雖然水力發(fā)電同樣是一種經(jīng)濟(jì)收益，但是無法量化，其能提供水源、灌溉農(nóng) 作物，也能預(yù)防旱災(zāi)等所帶來的貢獻(xiàn)。而且對于降低溫室氣體等的排放具有 重要意義，從而可以促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

（2）在這個(gè)快節(jié)奏快發(fā)展的經(jīng)濟(jì)時(shí)代企業(yè)成功的關(guān)鍵就在于，是否可以在需求尚未形成之 時(shí)就牢牢的鎖定并捕捉到它。并且發(fā)展它，而且那些成功的公司往往都會(huì)傾盡畢生的精力及資源搜尋產(chǎn)業(yè)的當(dāng) 前需求、以及潛在需求以和新的需求！

因此，國內(nèi)優(yōu) 秀的水力發(fā)電企業(yè)越來越重視對產(chǎn)業(yè)市場的研究，特別是對行業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)業(yè)購買者的深 入研究。而風(fēng)力發(fā)電的產(chǎn)生順應(yīng)了時(shí)代的要求，符合了節(jié)能減排，創(chuàng)造美好世界的號召。它的出現(xiàn)必將會(huì)給我們帶來無盡的財(cái)富和發(fā)展。

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（作者單位：河海大學(xué)文天學(xué)院）