淺析水力發電的比較優勢

曹智超

摘 要：水力發電工程相比火力發電、分力發電以及太陽能發電，具有很多優勢，其對于我國的水利發電事業以及對經濟的發展具有很大很大的推動作用，這種發電方式跟火力、風力和光伏發電，不 僅具有優越的發電條件，而且且技術較為成熟，效益比較，因此，這篇文章將對水力發電的方式進行了分析，并且與其他發電的進行相似的對比。

關鍵詞：水利發點的現狀；水力發電原理；其他發電方式；水力發電與其他發電方式的比較優勢

一、水利發電的原理和形式

（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，所以水在流動的時候產生了一種能量，水能。水力發電就是利用河川、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處產生的水能，將其轉換成水輪機的動能，其實也就是用水流量及落差來轉動水渦輪。而水輪機里面是原動機，若我們將發電機連接到水輪機，利用水能發電機就可以開始發電。我們都知道落差越大水產生的能量就越大，我們在一些水流落差較大的地方，可發現水輪機轉速增加。所以水位差越大則水輪機所得動能越大，發的電越高。因為水力發電廠所發出的電力其電壓比較低，如果要輸送到遠距離，必須將電 壓經過變壓器的提高后，再由架空輸電路輸送到用戶集中區的變電所，再次降低為適合于家 庭用戶、工廠之用電設備之電壓，并各工廠及家庭用戶。

（2）慣常水力發電與抽蓄水力發電

①慣常水力發電系統

慣例程水力發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轉 動，與此同時帶動發電機工作，然后經變壓器升高電壓，然后由輸電鐵塔傳送至各全國各地使用，發電完成后的水經過尾水路排至下游河川，繼續供下游民生或發電使用。

②抽蓄水力發電系統就是在同一個河川中，從上游到下游建設很多個慣常式水力電廠的組合。

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

二、水力發電的優勢

（1）水力發電從經濟利益上來說是一種高利益低風險的種類，水利發電廠周邊不僅僅可以用來發電而且可以開發別的產業以此帶動經濟收益。例如，旅游娛樂的經濟效益、水產養殖的經濟效益、水上航運或者是供水等這些都可以量化的價值，提高了經濟的收益。另外還包括農業灌溉以 及調節電網等沒有辦法量化的價值。雖然現在的水電開發也會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，又或者是對生態環境造成破 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。而且從經濟效益上來看，這些移民，環境的破壞等，這些問題都有可能造成經濟成本的增加，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、風電等需要政府 消耗大量的補貼，而水電則不需要，只要將全部移民搬遷，并交齊環境保護成本，然后支付的成本就可以了，其經濟優勢相比其它兩項發電是很大的，相比光伏發電，光電因為提純硅結晶后里頭的成分不同，分為多晶硅和單晶硅；截止當前，單晶硅太陽能電池的光 電轉換率為 15%左右，最高達到了 24%，使用壽命一般可達 15年，而最高達才可以達到25年，比轉換 率僅 12% 左右的多晶硅太陽能電池的綜合性能價格比高。但是相比水力水電還是相差太遠了。

（2）高效而靈活。水力發電主要動力設備是水輪發電機組，對工作的操作和要求不是很高，它可以在幾分鐘內從靜止狀態迅速啟動投入運行，也可以在靜止狀態內在幾分鐘的時間里停止下來，方便且靈活；也可以在幾秒鐘 內完成增減負荷的任務，適應電力負荷變化的需要，而且這樣的操作不會影響到水能損失。所以 利用水力電來承擔國家電力系統的調峰、調頻、負荷備用和事故備用等任務，也可以提高整 個水力發電系統的經濟效益。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。燃燒對生態的穩定和大氣的破壞都造成了重大的傷害。據數據估計，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，因此會導致溫室效應和酸雨，惡化地球 環境。

（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、旱季給水。而且大壩周邊可以開發旅游等多種項目，可以經濟效益，而相比風能也

作為一種清潔的能源不得不同樣引起別人的注意，所以在二十一世紀資源匱乏，環境問題突 出的今天我們對風力發電還是有著相當大的吸引力，如果世界大范圍內發展風力發電技術來取 代傳統的燃煤和燃油火電。那么首先可以緩解環境破壞，空氣污染。然而風電發展方面比較先進的是德國和丹麥 等國家，雖然我國的風力發電相比以前有了較大的發展，但是和德國丹麥等世界先進水 平還有較大的差距。在風電發展方面，我們不應該只注重優點，風力發電 對于電力系統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能技術解決較少風力發電對系統的影響，但要使風力發 電大面積發展大面積實施所要做的工作還有很多。

三、總結

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

（2）在這個快節奏快發展的經濟時代企業成功的關鍵就在于，是否可以在需求尚未形成之 時就牢牢的鎖定并捕捉到它。并且發展它，而且那些成功的公司往往都會傾盡畢生的精力及資源搜尋產業的當 前需求、以及潛在需求以和新的需求！

因此，國內優 秀的水力發電企業越來越重視對產業市場的研究，特別是對行業發展環境和產業購買者的深 入研究。而風力發電的產生順應了時代的要求，符合了節能減排，創造美好世界的號召。它的出現必將會給我們帶來無盡的財富和發展。

參考文獻

[1]肖富仁，蘇瑋，消能工的發展及其在工程中的應用水電站設計

[2]李超，管道內部錐閥水流水力特性及消能研究（碩士學位論文）.西安：西安理工大學

[3]王才歡，肖興斌，底流消能設計研究與應用現狀述四川水力發電，

（作者單位：河海大學文天學院）