新能源--水能

水能水能资源•水能是自然界广泛存在的一次能源。它可以通过水力发电站方便地转换为优质的二次能源——电能。所以通常所说的“水电”既是被广泛利用的常规能源，又是可再生能源。而且水力发电对环境无污染，因此水能是世界上众多能源中永不枯竭的优质能源。水能资源的特点：•1）水能资源是循环不息的可再生能源。地球表面的海洋、河、湖等水能不断再生。在诸多可再生能源中，水能资源利用历史最久，技术最成熟，应用最经济也最最广泛。•2）利用水能资源发电，可节省火电所需煤炭、石油、天然气和核电所需铀等宝贵的不可再生能源。每千克时的水电可代替0.3－0.4千克标准煤的火电燃料，折合0.5千克原煤。•3）水能资源是清节能源、水力发电不排放有害气体、烟尘、热水和灰渣等污染物，没有核辐射危险。但水电站对生态环境也有利有弊，因此，建设水电站时，可选择弊少利多的工程。水能资源的特点：•4）水电用的是不花钱的燃料，发电成本低，积累多，投资回收快，大中型水电站一般3－5年就可收回全部投资。•5）水电站一般都有防洪启溉、航运、养殖，美化环境，旅游等综合经济效益。•6）水电投资跟火电投资差不多，施工工期也并不长，属于短期近利工程。•7）操作、管理人员少，一般不到火电的三分之一人员就足够了。我国的水力资源•我国土地辽阔，河流众多，径流丰沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源。据估计，我国河流水能资源的理论蕴藏量为6.76亿kW，年发电量为59200亿kW•h，不论是水能资源的理论蕴藏量，还是可能开发的水能资源，中国在世界各国中均居第一位。•水能资源取决于地形和河流。中国国土面积960万平方公里，东南濒临太平洋，西南背靠世界屋脊喜马拉雅山脉，背面为西伯利亚和蒙古高原。全国地势西高东低，这是中国水能资源非常丰富的主要原因。水能资源水资源分布图我国水能资源的整体分布70.0%12.5%9.5%4.4%西南西北中南华东东北及华北其它地区水能利用•水能利用是水资源综合利用的重要环节。•水资源的利用（即通常所说的水利开发）就是要充分合理地利用江河水域的地上和地下水源，以获得最高的综合效益。水能利用•水能利用是一项系统工程，其任务是根据国民经济发展的需要和水资源条件，在河流规划和电力系统规划的基础上，拟定出最优的水资源利用方案。水力资源的开发方式和水电站的基本类型•水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式，即堤坝式、引水式和混合式。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。•按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。图葛洲坝水利枢纽图黄河壶口瀑布图雅鲁藏布江内蒙古水能资源•内蒙古自治区属温带大陆型气候，全区由东向西呈现出湿润，半湿润，半干旱的分布规律。年降水量一般由东北向西南递减，平均在450—50毫米，且集中在夏季。内蒙古自治区外流水系有黄河海河、滦河、辽河、嫩江、额尔古纳等六大水系，内陆河水系分为内蒙古陆河和河西内陆河两部分。•内蒙古自治区水资源总量为508亿万立方米，其中，地表水资源量为375亿立方米。水能资源理论蕴藏量为498万千瓦，年发电量为83.5亿千瓦时，可开发的水电站约125处，装机容量为244万千瓦。内蒙古水能资源•自治区成立前，内蒙古的水力发电是一项空白。全区没有一处水电站。解放后，我区对水能资源的利用十分重视，1959年开始兴建第一座水电站——丰镇官屯堡小型水力发电站。以后经过四十多年的努力，到目前为止，全区共建成小型水电站33处，装机85台，总装机容量为4.92万千瓦，年发电量11383万千瓦时,同时，架设与电站配套的高压输电线路5931，公里低压线路6971公里，建成供电变压站22处，总容量8.32万千伏安。内蒙古水能资源水力发电•水力发电是将一次能源的水能开发和二次能源的电能生产同时完成的电力建设。水力发电技术是利用水体不同部位的势能之差，它跟落差和流量的乘积成正比。法国于1878年建成世界上第一座水电站，尽管这个水电站装机容量较小，但它开创了利用水能转换成电能的先河。20世纪以来，由于筑坝技术、水力机械和电气科学以及长距离输电技术的迅速发展，水电站建设的规模不断增大，建造的速度大大加快，水电成为现代电力工业三大主要发电方式（火电、水电、核电）之一。世界上已建成的最大水电站为巴西和巴拉圭两国共建的伊泰普水电站，装机容量1260万千瓦。•世界上许多国家，例如美洲、欧洲、亚洲的一些国家，地势高差大，降水量丰富，众多河流蕴藏着丰富的水能资源，河流纵横，径流量巨大，水能蕴藏量丰富。所以许多国家都优先开发水电。法国、意大利水能资源开发程度超过90％，美国、加拿大、日本、挪威、瑞士、瑞典、英国等，也达到了40％－70％。目前，世界水力发电量约为21000亿千瓦时，占世界总发电量的17％。据专家估计，到21世纪将会有较大的发展。水力发电•中国大陆第一座水电站是1912年建于云南省螳螂川上的石龙坝水电站，当时装机容量420千瓦。现在我国建成的最大水电站是葛洲坝水电站，装机容量271.5万千瓦。•建国50年来，我国在水利水电资源的合理开发、综合利用方面有了很大的发展。1949年新中国成立时，全国水电装机仅有16.3万千瓦,年发电量7.1亿千瓦时,到1998年底，我国水电装机容量(不含港、澳、台地区)已达到6506.5万千瓦,年发电量为2042.9亿千瓦时。水力发电•近年来，我国水电工程的建设规模不断扩大，建设水平也不断提高。随着葛洲坝、龙羊峡等工程的竣工，二滩、李家峡、天生桥一级、广州抽水蓄能、天荒坪等，特别是三峡工程的开工建设，标志着我国水电工程建设迈上了新台阶，跨入了世界先进行列。水力发电•我国已建成或正在建设的装机容量100万千瓦以上的水电站共有19座，装机总容量4768万千瓦。其中，三峡工程装机1820万千瓦是世界上装机容量最大的水电站。广州抽水蓄能电站装机240万千瓦，是目前世界上最大的抽水蓄能电站。水力发电图黄河小浪底工程三峡工程•1994年12月14日10时40分，中国政府向全世界宣告：长江三峡工程正式开工。三峡工程三峡工程——世界之最•世界防洪效益最为显著的水利工程：三峡水库总库容393亿m3，防洪库容221.5亿m3，能有效地控制长江上游洪水，增强长江中下游抗洪能力。图长江三峡工程防汛三峡工程——世界之最•世界上最大的水电站：三峡电站总装机容量1820万kW，年发电量846.8亿万kW•h。•世界上建筑规模最大的水利工程：三峡大坝轴线长2309.74m，装有26台70万kW的水轮发电机组，双线5级船闸加升船机，无论单项、总体都是世界建筑规模最大的水利工程。三峡工程——世界之最•世界上工程量最大的水利工程：主体建筑土石方挖填量为1.34亿m3，混凝土浇筑量2794万m3，钢筋46.30万吨，金结25.65万吨。•世界上施工难度最大的水利工程：2000年混凝土浇筑量为548.71万m3，月浇筑量为55万m3，创造了混凝土浇筑量的世界记录。三峡工程——世界之最•施工期流量最大水利工程：三峡工程截流流量为9010m3/s，施工导流最大洪峰流量达79000m/s。•世界泄洪能力最大的泄洪闸：三峡工程泄洪闸最大泄洪能力为10.25万m3/s。三峡工程——世界之最•世界级数最多、总水头最高的内河船闸：三峡工程双线5级船闸，总水头113m。•世界上规模最大、难度最高的升船机：升船机有效尺寸为120m×18m×3.5m，最大升程113m，船箱带水中量达11800吨，过船吨位3000吨。三峡工程——世界之最•世界上水库移民最多、工作最为艰巨的移民建设工程：三峡水库移民最终可达113万。三峡流域工程示意图三峡工地俯瞰三峡工程二期大坝全景三峡工程导流明渠截流开始水库径流调节•利用水库控制和调节径流，在时间上进行重新分配，以满足各用水部门的需要，提高水量的利用率。（1）洪水调节；（2）径流调节。径流调节•日调节：是指一昼夜内进行的径流重新分配，即调节周期为24小时。•周调节：调节周期为1周(7天)。•年调节：对径流在一年内重新分配，当汛期洪水到来发生弃水，仅能存蓄洪水期部分多余水量的径流调节，称不完全年调节(或季调节)；能将年内来水完全按用水要求重新分配，又不需要弃水的径流调节称完全年调节。径流调节•多年调节：当水库容积大到可把多年期间的多余水量存在水库中，然后以丰补歉，分配在若干枯水年才用的年调节，称多年调节。水工建筑物•挡水建筑物（坝）；•泄洪建筑物（溢洪道或闸）；•引水建筑物（引水渠或隧洞，包括调压井）；•电站厂房（包括尾水渠、升压站）。水电站内部结构示意图水力发电的基本原理•水力发电就是利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转换为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机),随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转换为电能。水轮机发电机组世界最大的抽水蓄能电站•2000年3月14日，广东省广州抽水蓄能电站8号机组移交生产，标志着该电站的建设已全面完成，成为世界上最大的抽水蓄能电站。总装机容量240万kW的广蓄电站，一期工程总投资约27亿元，二期工程总投资近30亿元。广州抽水蓄能电站小水电•小水电是指容量为12～0.5MW的小水电站，容量小于0.5MW的水电站又称农村小水电。小水电的特点•运行寿命长，坚固耐用，价格稳定，并且水资源是可再生的。对于用电规模较小的边远地区来说，所有这些优点使水力电站成为最具有吸引力的选择对象。•拥有连接电厂和用电中心的输电网的地区并不多。许多地区，特别是在发展中国家，还必须依赖就地的小型电厂供电。•几乎处处都有可以用来发电的小河流。小水电的特点•一般来说，小型水电站造成的环境影响较小。•当把河水用于其他目的时，如灌溉和供水等，如能同时加上小水电发电系统，往往会更有吸引力。•在工业化国家，常常把小型水电站作为局部地区工业的能源。但在适宜的条件下，小型电站也可并入公用供电系统供电。•对已有的大坝和设施上的旧的小型电站进行改建，发电的成本较低，在经济上比较合算。中国小水电站概况•中国有丰富的水力资源，可开发量达3.78亿kW，其中小水电开发量0.75kW。小水电资源分布也很广泛，在全国2166个县（市）中有1573个县有可开发小水电资源，其中可开发量在10~30MW的县有470个，30~100MW的县有500个，超过100MW的县有134个。