在我们的生活中，每个人都在用电，但每个人都一直好奇，随着时代的进步，人类的用电有没有什么变化？现在我们利用大自然的力量开始绿色发电，比如风力发电机和光伏发电。今天给大家介绍一下水电。

水力发电的基本原理是利用水位下降配合水轮发电机发电，即利用水的势能转化水轮的机械能，然后利用机械能驱动发电机获得电能。科学家利用水位下降的自然条件，有效地运用流体工程和机械物理学，精心搭配它们，实现最高发电量，让人们用上廉价无污染的电力。

01 水力发电的历史

利用水力发电电力已有135多年的历史。中国最早的水电资源创新利用始于公元前202年至公元9年的汉代。垂直放置的集水轮带动杵锤研磨谷物、碎石和早期造纸。

长期以来，水能利用与经济发展密切相关。 1771 年，理查德·阿克莱特 (Richard Arkwright) 在英格兰的德文特谷 (Derwent Valley) 建立了世界上第一个棉纺织厂系统时，他使用了水力发电。

02 水电的主要类型

根据开发获取水头的方式不同，水电可分为以下几种类型。

1：引水式水电站：引水式水电站利用人工水道将水引到远离下游河流较大落差的地方，并在那里建电站利用落差来发电。这种电站通常流量小、高差大，多采用脉冲涡轮发电。此类电站包括阻水设施、排水渠道，包括明渠和隧道、压力前池、压力管道、厂房等。

2：坝式水电站，比如我们白鹤滩水电站就是坝式水电站。是一种通过筑坝提高水头，获取水体的重力势能来发电的发电形式。这种电站往往水头较低，但流量较大，常采用反击式涡轮机发电。

这种水电站可以有大坝内的发电厂或大坝是不是很远。

3：混合水电，其实就是以上两者的结合，两者都可以。

4：还有潮汐电站、抽水蓄能等。相对来说，潮汐发电的应用比较少，抽水蓄能其实就是能量的再利用。

03 水力发电过程

通常的水力发电过程是：河水通过阻水设施抓取，然后通过压力等水路设施输送到发电厂隧道和压力管道。当机组需要运行发电时，打开总阀（类似家用水龙头的功能），然后打开导翼（实际控制输出功率的小水门），使水冲到涡轮机。涡轮旋转后，发电机旋转。发电机励磁后发电。机器建立电压并在断路器打开后开始向电力系统供电。

如果要调整发电机组的输出，可以调整导翼的打开。实现减水，发电后的水通过尾水回路返回河道用于下游用水。

04 一千瓦时电所消耗的“原材料”

由于各电站扬程不同，很难用固定的单位来衡量一千瓦时的电需要水。以长江三峡为例。长江水约4.2吨，三峡电站可发电1度电，4.2吨水可在60厘米深的普通浴缸中洗3次。三峡电站多年平均年径流量约4300亿立方米。除去防洪和废水，平均每年可发电882亿千瓦时，约占全国日发电量的1/30。

长期以来，我国实行以电为基础的单一电价。除发电外，还可承担电网的调峰、调频、调相、事故（旋压）后备，为整个电网的运行带来经济效益；水电站水库除了提供发电用水外，还提供综合利用效益。因此，在建设水力发电时，要考虑国民经济大局，明确经济效益，进行国民经济评价。

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