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水能资源
作者:本站  来源:网络  点击:638 次  发布时间:2016-8-25

水能资源

(hydropower  resources)

 


 

   

    蕴藏于河川和海洋水体中,以位能、压能和动能等形式存在于水体中的能量资源,也称水力资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋热能资源;狭义的水能资源指河流水能资源。

    在一定技术、经济条件下,水能资源的一部分可以开发利用。按资源开发可能性的程度,水能资源分3级统计,即:理论蕴藏量、技术可开发资源和经济可开发资源。根据当前技术、经济水平,可开发资源主要是河川水能资源,潮汐能资源占小部分,波浪能利用尚处于试验阶段。水能资源属可再生能源,一般按多年平均年发电量进行统计。

    水能资源统计分级  可分为3

       (1) 理论可开发水能资源(蕴藏量)。对于河流水能资源采用河流分断的平均流量(或中水 年、枯水年流量)和分段水位落差,逐段计算其能量后,累计的数字即为该河流的理论水能资源。按理论公式计算的河川水体蕴有的位能。计算理论蕴藏量的公式中,均假定通过河流的水量和计算河段的水位差全被利用,并假定能量转换效率为1。世界各国在计算精度上也不尽相同。如有的按地面径流量和高差计算;有的则按降水量和地面高差计算。中国把一条河流分成河段,按通过河段的多年平均年径流量及其上下游两端的水位差,用式①计算河段的理论蕴藏量;式②是理论蕴藏量用功率表示的形式。

E=0.00272WH            ①

P=9.81QH               ②

式中E为按多年平均年发电量计算的理论蕴藏量,kW·h/aW为河段两端多年平均年径流量的均值,m3H为河段两端水位的高程差,mP为按平均功率表示的理论蕴藏量,kWQ为通过河段的多年平均流量,m3/s

     一条河流、一个水系或一个地区的水能资源理论蕴藏量是其范围内各河段理论蕴藏量的总和。

        (2) 技术可开发水能资源。按当前技术水平可开发利用的水能资源。实际上河流和海湾由于工程技术条件或其他自然、社会条件的限制,理论水能资源不可能全部被利用,谁能转变为机械能和电能事都会有一定损失,因此,技术上可开发的水能资源要比理论水能资源小。根据各河流的水文、地形、地质、水库淹没损失等条件,经初步规划拟定可能开发的水电站,统计这些水电站的装机容量和多年平均年发电量,称为技术可开发资源。按技术可开发资源统计的多年平均年发电量比理论蕴藏量少得多。差别在于,计算技术可开发资源时,有3点不同于计算理论蕴藏量,即:①不包括不宜开发河段的资源;②对可开发河段,考虑了因水库调节能力的限制、库水位变动和引水系统输水过程中的损失等因素,致使部分水量和水头没被利用;③采用实际可能的能量转换效率,η<1.0。由于技术可开发资源随技术水平和社会、环境等条件的发展而变化,故技术可开发资源的数量也随时间发展而有所变化。

        (3) 经济可利用的水能资源。在技术可开发水能资源的基础上,根据造价、淹没损失、输电距离等条件,挑选技术上可行、经济上合理的水电站进行统计,得出经济可利用的水能资源。根据地区经济发展要求,经与其他能源发电分析比较后,对认为经济上有利的可开发水电站,按其装机容量和多年平均年发电量进行统计。经济可开发水电站是从技术可开发水电站群中筛选出来的,故其数值小于技术可开发资源。经济可开发资源与社会经济条件、各类电源相对经济性等情况有关,故其数量不断有所调整。

    由于技术水平的不断提高,经济条件的不断变化,环境保护要求的提高,技术上可开发的水能资源和经济上可能利用的水能资源,也随之而变化。在估算水能资源数字时,一般都在某种程度上同时考虑了技术和经济两个因素。世界各国一般采用“可能开发的水能资源”,来综合考虑技术上和经济上可能开发的水能资源。

    在以上3种估算方法的基础上,人们根据生态和环境保护的要求,部分专家与学者开始提出“生态和环境保护前提下可利用的水能资源的概念,即在重视生态和环境保护的前提下提出水能资源的开发方案,确定可利用资源量,并在水能资源开发、利用的过程中重视生态和实施对环境的保护。

    水能利用的基本措施是集中水头、调解径流,安装水力机械或水力发电装置,把水能转变为机械能或电能,供生产和生活使用。

   (1)水力利用。水能资源的原始利用是水力的利用,即把水能转变为机械能加以利用,世界上已有二、三千年历史,如利用水能转变为机械能作动力鼓风的水挑,利用水能春米、磨面的水碓、水磨和潮汐磨,利用水能推动筒车、水车进行灌溉和排涝等。20世纪40年代,发明了水锤泵和水轮泵,用近代机械水能转变为机械能用于提水或带动工作机械。

   (2)水力发电。在河流或沿海的适当地点建设水力发电站、潮汐电站或波浪能电站,将水能转变为机械能,并将机械能转变为电能。目前水力发电已大大超过水力的直接利用,成为水能利用的主要形式。随着水工、施工和机械制造技术的进步,水力发电站的规模越来越大,经济效益也越来越好。由于水力发电是一种廉价的可再生能源,调解灵活,启停快捷,成为电力系统理想的调峰、调频、调相和事故备用电源。水力发电站的寿命长,运行人员少,日常维护和大修理费用省,成为电力系统中不可缺少的组成部分。水力发电已与火力发电和核电并列为重要的发电能源之一。

    建设水力发电厂,特别是建设有调节水库的水电站,往往同时具有防洪、灌溉、供水、航运、水产养殖、旅游等综合利用效益,以提高社会效益与经济效益。

 

 
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