人們常把手頭富余的錢送到儲蓄所里存起來,在需要花錢的時候,再把錢取出來.不知道你聽說過沒有,還有一種特殊的儲蓄所,在這種儲蓄所里存進去、取出來的不是錢,而是電能,人們形象地稱之為“電能儲蓄所”.也許你會說,那不就是蓄電池嗎?不錯,蓄電池確實能通過充電,把從外部輸入的電能轉化為化學能儲存起來,當人們需要時,可以再把化學能轉化為電能向外輸出.雖然蓄電池具有電能的儲存功能,可是它儲存電能的能力實在是太小了,還稱不上儲蓄所.下面我們要向大家介紹的是一種真正意義上的電能儲蓄所,這就是抽水蓄能電站.
為什么要建抽水蓄能電站呢?原來,在目前國內外眾多的發電站中,火力發電站占了絕大多數.火力發電有個比較明顯的缺點,就是無論在白天還是黑夜,發電機都要不停地工作,不可隨意停機.如果過多地開機、停機,不僅會嚴重地影響機器的使用壽命,而且還會使發電效率大大地降低.于是,抽水蓄能電站便應運而生.
目前,世界上已在實際應用的蓄能電站只有抽水蓄能電站一種.那么什么是抽水蓄能電站呢?它又是如何工作的呢?
抽水蓄能電站就是利用電廠送入電網中的多余的電來驅動水泵,把水從低處(下池)抽到高處(上池)儲存起來,在用電高峰時,再把高處池子里的水泄放出來,并帶動水輪機轉動發出電來.這種利用抽水蓄能來發電的電站,就叫做抽水蓄能電站.它的工作原理就是把多余的電能轉化為水的重力勢能儲存起來,在需要的時候,再把水的重力勢能轉變成電能.這有點像人們日常生活中存款和取款的儲蓄所,不同的是,抽水蓄能電站在抽水和發電的循環過程中會損失掉一部分能量.也就是說,存進去的能量多,取出來的能量少.即使如此,可算起總賬來還是比較合算的.這是因為大部分本來會白白浪費掉的電能被儲存了起來,并可以重新得到利用.
抽水蓄能電站是利用水力資源的一種重要方式,它巧妙地利用了用電低谷時電廠過剩的電力,把水從低處抽到高處儲存起來,到用電高峰時再用它發電,以緩解和補充電力的不足.因此,它就像“電能銀行”一樣,既可以儲電又可以發電.由于它的建設費用低,且不受河流地域的限制,可以建在用電區域中心附近,有利于減少電能輸送的損失,并且水也可以反復利用,隨時應急,因此備受人們的青睞.目前,這類電站約占發達國家電站總數的15%左右.
抽水蓄能電站的建設,是因為上世紀初人們從瑞士建造的一座水電站中得到的啟發,那座水電站能把洪水期用不完的水抽到岸上高地的湖泊中儲存起來,等到枯水季節再把水放下來發電.由此人們聯想到,如果利用夜間剩余的電能把水抽到高處,等到白天用電高峰時,再把水放下來發電,這不就等于把電能儲蓄起來了嗎?因此人們給這種水電站起了一個非常形象的名字——抽水蓄能電站.
我國這類電站建設的起步較晚,最早的是臺灣省于1981年4月至1985年8月建成的明湖抽水蓄能電站.它是以著名的日月潭為上水庫,將水里溪攔斷建壩作下水庫,落差為309米,總裝機容量為100萬千瓦.
我國大陸的第一座大型抽水蓄能電站是1988年9月開工建設的廣州抽水蓄能電站,它位于從化市呂田鎮的南昆山,南距廣州90千米,高達535米的落差和240萬千瓦的裝機總容量,使它成為我國第一個高水頭、大容量的抽水蓄能電站,也是目前世界上規模最大的同類抽水蓄能電站.
我國第二座較大型的抽水蓄能電站是1997年9月建成投產的西藏卓雍湖抽水蓄能電站,裝機總容量為9萬千瓦.它位于藏南的浪卡子縣境內,以水面面積為600平方千米的羊卓雍湖為上水庫,以雅魯藏布江為下水庫,水頭落差高達840米,雖然裝機容量不是很大,但修建卻極為困難.工程建設人員克服了重重困難把它建成并投入使用,發揮了很大效益.
在我國華東地區,工業發達,人口稠密,用電高峰與低谷相差達數千萬千瓦.靠近用電中心的天荒坪抽水蓄能電站于1999年建設并投入使用.它位于浙江省安吉縣天目山中部,上水庫利用天荒坪的天然盆地筑壩而成,平均落差約566米,裝機總容量為180萬千瓦,且機組將抽水與放水發電的兩種功能集于一身,使用十分方便.用電低谷時抽水到高處的上水池,用電高峰時放水發電,每年可以增發近40億度電.
這種抽水蓄能電站比一般的水電站優越,它可以循環使用發電的水,所以無論是枯水期還是豐水期,對發電能力的影響都不是太大.并且水庫可以造得較小,不會淹沒大量的農田,其造價只相當于普通水電站的一半.它的另一個顯著特點是發電速度快,當電網供電不足時,它可以在一分鐘左右的時間內由抽水變為放水發電,把電能迅速地輸送出去,比火力發電站生火加熱發電快多了.
大家可能會擔心,用100度電抽上去的水再放水發電,發不了100度電,因此認為這樣儲蓄電能不合算.我想大家從下面的一個事實中可能會受到啟發:瑞士人知道西歐白天的電價是夜間的兩、三倍后,索性買下了鄰國夜間的廉價電力,用來抽水蓄能,白天再放水發電,這樣不僅滿足了國內的電力消費,而且還作為電力出口,結果是大發其財.