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水電站的工作原理

發(fā)布時間：2022-08-26

　　水電站在全世界范圍內(nèi)，水力發(fā)電站提供的電力占據(jù)全世界24%的用電，為超過10億人提供電力。

　　世界上的水電發(fā)電站共計輸出675000兆瓦的電能，這些能量等于36億原油產(chǎn)生的能量。

　　在美國運作的水力發(fā)電站已經(jīng)超過2000座了，這成為了美國最大可再生能源來源，可想這多么重要。

　　在這篇文章中，我們將看到向低處流動的水是如何產(chǎn)生電能的，并了解形成對水電至關(guān)重要的水流的水循環(huán)。你還將看到水電的一個獨特的應(yīng)用，這個應(yīng)用可能會改變你的日常生活。

　　看到河水流過，你很難想象它所攜帶的能量。如果您玩過漂流，那么您已經(jīng)感受過河水的部分威力了。激流的速度是由攜帶大量水的河流向下游流動并通過狹小的通道時產(chǎn)生。當(dāng)河水被擠到這個開口處，它的流速會變快。洪水就是大量水所蘊含的巨大能量的另一個例子。

　　水電站駕馭水的能量，并利用簡單的機械手段將這些能量轉(zhuǎn)化為電能。水電站實際上是基于一種非常簡單的概念水流過大壩，轉(zhuǎn)動水輪機，而水輪機則帶動發(fā)電機發(fā)電。

　　水壩 大多數(shù)水電站依靠水壩攔水，形成一個巨大的水庫。

　　進(jìn)水口 打開水壩上的閘門，水會在重力作用下通過被稱為隧洞的水道，它將水流引向水輪機。水流在流過水道時壓力上升。

　　水輪機 水流沖擊并轉(zhuǎn)動水輪機的巨大葉片，而水輪機則通過傳動軸與位于其上方的發(fā)電機相連。水電站中最常見的水輪機是混流式水輪機，它看起來像安上了彎曲葉片的大盤子。根據(jù)水資源及能源教育基金（FWEE）提供的數(shù)據(jù)，水輪機可以重達(dá)172噸，它能以每分鐘90轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動

　　發(fā)電機 水輪機葉片旋轉(zhuǎn)時，發(fā)電機中的一系列磁鐵也跟著一起旋轉(zhuǎn)。巨大的磁鐵旋轉(zhuǎn)著通過銅線圈，移動電子從而產(chǎn)生交流電。

　　連接水輪機和發(fā)電機的傳動軸

　　水庫中的水被看作是存儲起來的能量。當(dāng)閘門打開時，水通過隧洞流出轉(zhuǎn)化為動能，因為它是運動的。所能產(chǎn)生的電能的多少取決于幾個因素，其中的兩個是水流和水頭的大小。水頭是指水面到渦輪葉片的距離，水頭和水流越大，產(chǎn)生的電能越多。水頭通常取決于水庫的蓄水量。

　　抽水蓄能

　　上文所述的是大多數(shù)水電站的工作原理。然而，還有另一類水電站，叫做抽水蓄能電站。在傳統(tǒng)的水電站中，水庫中的水流過水電站，流出并匯入下游的河流中。而抽水蓄能電站有兩個水庫：

　　上水庫 和傳統(tǒng)的水電站一樣，這座水庫由水壩形成。這個水庫的水流過水電站產(chǎn)生電能。

　　下水庫 水流流過水電站后流入下水庫而不是匯入河水并向下游流。

　　使用可逆式水泵水輪機，電站可以將水抽回上水庫。這在用電低谷時實施?；旧?，第二座水庫將重新灌滿上水庫。通過將水抽回上水庫，電站在用電高峰時將有更多的水來發(fā)電。

　　水循環(huán)

　　水循環(huán)對水電站非常重要，因為水電站依賴水流發(fā)電。如果水電站附近缺少降雨，水就不會在上游匯集起來。上游如果沒有水匯集起來，流過水電站的水就會減少，發(fā)電量也會降低。

　　水力發(fā)電的基本原理是利用運動液體的能量來推動水輪機的葉片。通常需要在河流中建造一座大壩來實現(xiàn)這個功能。而最近一項新的發(fā)明則是用一個小得多的水電系統(tǒng)為便攜電子設(shè)備提供電力。

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