水电小知识

在天然河流中，水从上游流向下游，混有泥沙，经常冲刷河床和岸坡，说明水中隐藏着一定的能量。在自然条件下，这种势能被消耗在冲刷、推动沉积物和克服摩擦阻力上。如果我们建造一些建筑物并安装一些必要的设备，使水流源源不断地流过水轮机，水轮机将受到水流的驱动，就像风车一样，可以不断旋转，水能被转换转化为机械能。当水轮机带动发电机一起旋转时，就可以发电，将水能转化为电能。这是水力发电的基本原理。水轮机和发电机是水力发电最基本的设备。给大家简单介绍一下水力发电的小知识。

1、水电和水流动力

在设计水电站时，要确定电站的规模，就需要了解电站的发电量。根据水力发电的基本原理，不难看出，一个电站的发电量是由电流所能做的功来决定的。我们把水在一定时间内能做的全部功叫做水能，单位时间（秒）能做的功叫做电流功率。显然，水流的功率越大，电站的发电能力就越大。因此，要知道电站的发电量，首先要计算水流功率。可以这样计算河流中的水流功率，假设河流某一断面的水面下降为H（米），单位H通过河流断面的水量时间（秒）为Q（立方米/秒），则流量 截面功率等于水的重量与水滴的乘积。显然，水滴越高，流量越大，水流功率也越大。
2、水电站出力

在一定的水头和流量下，水电站所能产生的电力称为水力发电量。显然，输出功率取决于通过涡轮机的水流的功率。在水能转化为电能的过程中，水从上游到下游必须克服河床或建筑物的阻力。水轮机、发电机和传输设备在工作过程中也必须克服许多阻力。克服阻力必须做功，消耗水流动力，这是不可避免的。因此，可用于发电的水流功率小于公式得到的值，即水电站的出力应等于水流功率乘以小于1的系数。该系数也称为水电站效率。
水电站效率的具体数值与水流经建筑物和水轮机、输电设备、发电机等时发生的能量损失量有关，损失越大，效率越低。在一个小水电站中，这些损失的总和约占水流功率的25-40%。也就是说，能发电100千瓦的水流进入水电站，而发电机只能发电60～75千瓦，所以水电站的效率即相当于60～75%。

从前面的介绍可以看出，当电站的流量和水位差一定时，电站的功率输出取决于效率。实践证明，除水轮机、发电机和输电设备的性能外，其他影响水电站效率的因素，如建筑施工和设备安装质量、运行管理质量、设计是否合理等。水电站是否正确，都是影响水电站效率的因素。当然，这些影响因素有些是主要的，有些是次要的，在一定条件下，主要和次要因素也会相互转化。
但是，不管是什么因素，决定性的因素是人不是物体，机器受人控制，技术受思想支配。因此，在水电站的设计、施工和设备选型中，要充分发挥人的主观作用，在技术上精益求精，尽可能减少水流能量损失。这适用于一些水滴本身相对较低的水电站。这尤其重要。同时，要切实加强水电站运行管理，提高电站效率，充分利用水资源，让小水电站发挥更大作用。