
類似風車的分布式水力發電設備,我曾經在某次講座中見識過,是用來作為潮汐發電設備的。你可以用最簡單的勢能-動能公式來計算水流所蘊含的能量,100m水頭的勢能大致上對應44m/s的流速。通常水流的流速只有這個數字的幾十分之一,峽谷急流的流速也就不過3~4m/3。不建設大壩,河道里得塞滿這類水輪發電機(實際上是一個上下活動的葉片,更類似上下活動的機翼),單位投資不見得少,而且可控性能完全靠天吃飯。
當然傳統水電也有引水式的水電站,所建水壩低矮,可以是最簡單的水閘,通過從原河道平行或取值的引水隧道、渠道引水,在廠房區獲得水頭,實際上雅魯藏布江大拐彎豐沛的水電資源的開發設想中最宏偉的就是打40km隧洞引水,獲得2400m落差然后裝機4800萬~6700萬千瓦,兩到三個三峽。而這個電站設想的大壩可能不會超過50m(淹沒損失限制)。
水電在電網中的優勢是啟停迅速的調峰電源,一個大水庫就相當于一個大蓄電池,而水電的季節性意味著水庫調節性能越好,可以攔洪濟枯,水電站在更小的裝機規模下利用汛期水量,經濟效益要好很多——只不過國內水電基本上由于移民的問題,相應裝機對應的庫容是偏小的。就算是上面提到的引水電站,也往往在上游配一個調節性能好的大水庫,提高整個梯級的發電效益。
水電站的主要環境影響來自于截斷河流的大壩和大型水庫的徑流調節,后者的影響更大,但是水庫的作用往往還包括防洪、供水灌溉、航運等方面的用途,權衡利弊之后更有價值。如果淹沒損失不允許建設大型水庫,水電開發往往把河流梯級數量增加,水電效益往往只損失水庫的調節效益但河流上往往需要更多的梯級。引水式電站大壩可以做矮一點,但是原河道減水甚至斷流的影響也存在。
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