水力发电必须具哪些条件?
水力发电至少必须具备两个条件:第一要有巨大的落差。在河流比降比较大、河道有狭谷或采用人工筑高坝都可产生大的落差,从而产生强大的向下的冲力和水平流速。第二要有巨大的流量。河流光有落差没有大的流量也不可能形成强大的水力。因此流量加落差是水力是否丰富的主要依据。这里我们利用的水的落差实际上就是利用了水的重力能。
水电站如果要很好的发电,就需要利用水位落差,通过搭配水轮发动机来进一步产生电力,这也是利用水的一个位能,来转化为水轮的机械能。此时还需要利用产生的机械能,来推动发电机的运转,从而获得电力。人们在选择发电站的位置的时候,需要让水位落差满足条件,可以有效的利用流力工程以及机械物理等相关的知识,搭配足够好的机械条件,才能够让人们享受到电力。
水的自然落差一般在沿河地带逐渐形成,如果距离比较短,那么水流的自然落差就会比较低,需要采用适当的工程措施来缓解这种情况,人工的提高水流的落差。人们通常可以将分散的自然落差进行集中,这也能够形成可以利用的水头,能够为人们提供一个更好的条件。水力发电的主要原理是利用势能,这就需要人们对于这个落差有一定的把握,否则很难让水电站成功运作。
人们在建造水电站的时候,首先需要选择合适的地方,大部分是在天然河流的所在地来建造水工建筑物。为了让水头更加集中,人们需要采用引水道将高处的水引到较低位置处的水轮机,这样才能够很好的将水能转化为机械能,进一步带动水轮机的发电机来发电。通过这样的方式才能够将水能转化为电能,发电机再进一步将电通过线路运送到人们的家中,这样人们才能够实现用电自由。
人们在建造水电站的时候,需要考虑多种因素,生态环境、交通条件、自然灾害都有可能会对建造过程造成影响。河流通常会有泥沙淤积的问题,建筑物的稳定性不能够得到保障,如何实现电网远距离输电也是一个重大问题。在建造水电站的过程中也会遇到很多困难,通常水轮发电的设备都比较庞大,安装就成为一个比较严峻的问题,增加了施工的难度。
根据你的描述,大渠的来水量为2*3*0.7*0.5=2.1m^3/s(由于水的剪切力,底部的水流速度是不可能达到0.7m/s的,由于参数缺乏,难以计算,暂且考虑为一半吧)。那么一天蓄水量为362880立方米,建议你霸气一点,选用目前在中国各大水电工程项目中广泛应用的700MW的水轮发电机,采用内径为12.3米的引水钢管,额定工况下通过的水流量大约为900多立方米/秒。
要想发1小时的电,大约需蓄水900/2.1=428小时=18天。
这段时间流过水轮发电机的水量为900*3600=3240000立方米
水渠来水量相对忽略不计。
如果要发电,需要保持较高的水头,建议最好在80米以上,那么你的水电站的水库面积要保证在3240000/(100-80)=162000平方米以上
所以沿岸的河堤要修的足够远,且要保证蓄水高度100米时,不会危及上游。
那么,你可以在蓄水18天之后,开闸放水发电1小时,然后关闸。
鉴于你如此牛逼的发电设备,不用卖电给发电站了,直接并上国家电网,买给中国电力。
水电站的水力发电基本原理是利用水位落差 ,配合水轮发电机产生电力,也就是利用水的位能转为水轮的机械能,再以机械能推动发电机,而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件,有效的利用流力工程及机械物理等,精心搭配以达到最高的发电量,供人们使用廉价又无污染的电力。
而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处,从而回复高位水源。于1882年,首先记载应用水力发电的地方是美国威斯康辛州。到如今,水力发电的规模从第三世界乡间所用几十瓦的微小型,到大城市供电用几百万瓦的都有。、
扩展资料:
水电站的运行原则:
运行的原则是要在经济合理地利用水力资源、保证电能质量的基础上,全面实现安全、满发、经济、多供的要求。水电站在电力系统中担任调频、调峰、调相、备用等任务。
一般在洪水期间应充分利用水量,使全部机组投入运行,实现满发、多供,承担电力系统基荷;在水库供水期间运行时,应尽量利用水头,承担电力系统的腰荷和尖峰负荷,充分利用可调出力,起到系统的调频、调峰和事故备用的作用。
水电站运行时,会受到不同河流之间补偿调节的影响;同一河流梯级开发时径流调节的影响;以及电力系统中,火电厂、水电站之间电力补偿的影响。水电站运行包括正常运行、特殊运行、异常运行和经济运行。要使水电站正常运行,需注意电站的检修。
参考资料来源:
百度百科-水电站
百度百科-水力发电
利用水的压力或者流速冲击水轮机,使之旋转发电。
水的落差在重力作用下形成动能,从河流或水库等高位水源处向低位处引水,利用水的压力或者流速冲击水轮机,使之旋转,从而将水能转化为机械能,然后再由水轮机带动发电机旋转,切割磁力线产生交流电。
水电站一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能,再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。
有些水电站除发电所需的建筑物外,还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。
水电站的运行原则:
运行的原则是要在经济合理地利用水力资源、保证电能质量的基础上,全面实现安全、满发、经济、多供的要求。水电站在电力系统中担任调频、调峰、调相、备用等任务。
一般在洪水期间应充分利用水量,使全部机组投入运行,实现满发、多供,承担电力系统基荷;在水库供水期间运行时,应尽量利用水头,承担电力系统的腰荷和尖峰负荷,充分利用可调出力,起到系统的调频、调峰和事故备用的作用。
水电站运行时,会受到不同河流之间补偿调节的影响;同一河流梯级开发时径流调节的影响;以及电力系统中,火电厂、水电站之间电力补偿的影响。水电站运行包括正常运行、特殊运行、异常运行和经济运行。要使水电站正常运行,需注意电站的检修。
水力发电厂按水库调节性能又可分为:
①、径流式水电厂:无水库,基本上来多少水发多少电的水电厂
②、日调节式水电厂:水库很小,水库的调节周期为一昼夜,将一昼夜天然径流通过水库调节发电的水电厂
③、年调节式水电厂:对一年内各月的天然径流进行优化分配、调节,将丰水期多余的水量存入水库,保证枯水期放水发电的水电厂
④、多年调节式水电厂:将不均匀的多年天然来水量进行优化分配、调节,多年调节的水库容量较大,将丰水年的多余水量存入水库,补充枯水年份的水量不足,以保证电厂的可调出力。
水力发电厂是把水的势能和动能转变成电能。根据水力枢纽布置不同,主要可分为堤坝式、引水式、抽水蓄能水电厂等。
1、堤坝式水电厂:在河床上游修建拦河坝,将水积蓄起来,抬高上游水位,形成发电水头的方式称为堤坝式,堤坝式水电厂又可分为坝后式、河床式及混合式水电厂等。
①
坝后式水电厂,这种水电厂的厂房建筑在坝的后面,全部水头由坝体承受,水库的水由压力水管引入厂房,转动水轮发电机组发电。坝后式水电厂适合于高、中水头的情况。
②
河床式水电厂,这种水电厂的厂房和挡水坝联成一体,厂房也起挡水作用,因修建在河床中,故名河床式。河床式水电厂水头一般在20~30
m以下。
③混合式水电厂,引水与大坝混合使用获得落差发电
2、引水式水电厂:水电厂建筑在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地方,由引水渠道造成水头,一般不需修坝或只修低堰。
3、抽水蓄能水电厂,具有上池(上部蓄水库)和下池(下部蓄水库),在低谷负荷时水轮发电机组可变为水泵工况运行,将下池水抽到上池储蓄起来,在高峰负荷时水轮发电机组可变为发电工况运行,利用上池的蓄水发电。
具体如下:
1、水坝大多数水电站依靠水坝拦水,形成一个巨大的水库。
2、进水口打开水坝上的闸门,水会在重力作用下通过被称为隧洞的水道,它将水流引向水轮机。水流在流过水道时压力上升。
3、水轮机水流冲击并转动水轮机的巨大叶片,而水轮机则通过传动轴与位于其上方的发电机相连。水电站中最常见的水轮机是混流式水轮机,它看起来像安上了弯曲叶片的大盘子。根据水资源及能源教育基金(FWEE)提供的数据,水轮机可以重达172吨,它能以每分钟90转的速度转动。
4、发电机水轮机叶片旋转时,发电机中的一系列磁铁也跟着一起旋转。巨大的磁铁旋转着通过铜线圈,移动电子从而产生交流电。
5、连接水轮机和发电机的传动轴水库中的水被看作是存储起来的能量。当闸门打开时,水通过隧洞流出转化为动能,因为它是运动的。
6、所能产生的电能的多少取决于几个因素,其中的两个是水流和水头的大小。水头是指水面到涡轮叶片的距离,水头和水流越大,产生的电能越多。水头通常取决于水库的蓄水量。
水电站简介:
水电站由水力系统、机械系统和电能产生装置等组成,是实现水能到电能转换的水利枢纽工程,电能生产的可持续性要求水电站水能的利用具有不间断性。
通过水电站水库系统的建设,人为地调节和改变水力资源在时间和空间上的分布,实现对水力资源的可持续利用。为了将水库中的水能有效地转化为电能,水电站需要通过一个水机电系统来实现,该系统主要由压力引水管、水轮机、发电机和尾水管等组成。
水机电系统通过压力引水管和水轮机的配合实现水能到机械能的转换,利用水轮机和发电机的联动关系最终实现利用水能进行电能生产的目的。水库中水能转化为电能的多少与压力引水管管口处作用力大小密切相关。
因此,水库水量、水库水位、压力引水管倾斜角度等影响引水管管口作用力的因素直接影响着水能到电能的高效转换。所以,水电站进行电能生产的过程,就是如何协调水库和水机电系统之间以及水机电系统各部分之间的运行问题,水电站系统本质上就是一个水机电耦合系统。
水电站发电原理是:
水力发电就是利用水力推动水力机械(水轮机)转动,将水能转变为旋转机械能,如果在水轮机上接上另一种机械(发电机),随着水轮机的旋转便可发出电来,这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成旋转机械能,又变成电能的转换过程。
作用:
1、提供电能。是水电厂的主要任务。
2、调峰。有调节能力的主力水电厂担任。
3、调频。有水库且调节能力较强的大型机组担任,中国的频率50±0.2Hz。
4、调相。具备调相运行能力,可根据电网要求参与系统无功功率平衡。
以上内容参考 百度百科—水电站