科技周清洁能源专题连载五水能

我们都知道水是生命之源是世界上最宝贵的资源之一但是你知道水是哪来的吗?你了解“水能”吗?一、关于水水,化学式为H2O,是由氢、氧两种元素组成的无机物,无毒,可饮用,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一,是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。你知道地球上的水从哪来吗?1.彗星小行星“撞”出来的?该学说认为地球上的水来自地球外部。而外来水源的候选者之一便是彗星和富含水的小行星。而有些富含水的小行星降落到地球上成为陨石,也含有一定量的水,一般为0.5%—5%,有的可达10%以上。正因如此,一些科学家认为,正是彗星和小行星等地外天体撞击地球时,将其中冰封的水资源带入地球环境中。2.“娘胎”里带的?内源说认为,地球起源时,形成地球的物质里面就含有水。在地球形成时温度很高,水或在高压下存在于地壳、地幔中,或以气态存在于地球大气中。后来随着温度的降低,地球大气中的水冷凝落到了地面。岩浆中的水也随着火山爆发和地质活动不断释放到大气、降落到地表。汇集到地表低洼处的水就形成了河流、湖泊、海洋。3.太阳风“吹”出来的?有科学家认为,地球上的水是太阳风的杰作。太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与地球大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子,据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5吨这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式降落到地球上。地球科学家倾向于认为,地球上的水来源于地球自身演化过程中的岩浆水等;天文学家更倾向于是彗星等撞击地球带来的水。目前两种观点谁都没有说服谁。没事,不耽误大家喝水。二、水能水能是一种能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。水能是一种绿色可再生清洁能源。

广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源,狭义的水能资源指河流的水能资源。人们最易开发和利用的、技术比较成熟的水能是河流能源。本文主要针对狭义的河流水能。

三、水能资源的分布构成水能资源的最基本条件是水流和落差(水从高处降落到低处时的水位差),流量大,落差大,所包含的能量就大,即蕴藏的水能资源大。全世界江河的理论水能资源为48.2万亿度/年,技术上可开发的水能资源为19.3万亿度。

我国江河水能理论蕴藏量6.94亿千瓦、年理论发电量6.08万亿千瓦时,水能理论蕴藏量居世界第一位;我国水能资源的技术可开发量为5.42亿千瓦、年发电量2.47万亿千瓦时,经济可开发量为4.02亿千瓦、年发电量1.75万亿千瓦时,均名列世界第一。

中国水能资源的地区分布很不平衡,70%分布在西南地区。按河流统计,长江流域最为丰富,占全国的近40%。这是由于长江流域降水丰富,落差大,流速快,重力势能大。特别是长江上游地区,从横断山脉到第二阶梯与第三阶梯的分解处(巫山)。其次是雅鲁藏布江水系。黄河水系和珠江水系也有较多的水能蕴藏量。而北方地区由于地形较平坦、降水较少,水能资源较南方并不丰富。

中国水能资源分布图

四、水能的利用(一)水能的利用历史

人类利用水能的历史比风能还要早。中国在西汉时期已经有用水舂米的水碓了,古希腊农民则利用水轮把麦子磨成面粉。后来,欧洲人用水来粉碎矿石,挤缩布匹,还借助于水流的动力来驱动水轮等各种生产机械。

《天工开物》中记载的水碓19世纪晚期,水能成为发电的能源之一。年,全世界第一座水电站在美国威斯康星正式投入使用;中国第一座水电站——昆明石龙坝水电站建于年。昆明石龙坝水电站照片(二)现代水能利用现代利用水能的方式主要是水力发电。水力发电是将水的势能和动能转换成电能。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。以水力发电的工厂称为水力发电厂,简称水电厂,又称水电站。典型的水电站由三部分组成:蓄水的水库、控制水流的大坝和产生电力的发电机。水力发电按照水源的性质,可分为:1.常规水电站,即利用天然河流、湖泊等水源发电。三峡水电站2.抽水蓄能电站,利用电网负荷低谷时多余的电力,将低处水库里的水抽到高处存蓄,待电网负荷高峰时放水发电。抽水蓄能电站按水电站装机容量的大小,可分为:大型、中型和小型水电站。装机容量kW以下的为小水电站,至10万kW为中型水电站,10万kW或以上为大型水电站,或巨型水电站。小型水电站水能在转换为电能的过程中不发生化学变化,不排出有害物质,对空气和水体本身不产生污染,是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。水力发电的优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大,容易被地形、气候等多方面的因素所影响。这地方最好用风力和太阳能发电(三)中国水能利用现状据年的统计,中国水力发电装机为GW(包括抽水蓄能28.7GW),发电量TWh,分别占到全球水电总装机容量、发电量的26.9%和28.5%。中国水电装机规模是美国的3倍多,而且超过世界排名第二到第五的总和。可以说,中国已成为名副其实的水电大国,水电技术整体跻身世界前列。五、水能利用的意义水能资源最显著的特点是可再生、无污染。水能发电具有发电成本低、高效灵活的优点,同时还可以与防洪、灌溉、航运、养殖、旅游等多个方面组成水资源综合利用体系。三峡大坝除了可以正常发电之外,它还起到了很好的货船运输功能当然,建造大型水电工程,尤其是建造高坝与大水库,对自然生态环境多少会有所改变和破坏,因此在水电开发的全过程,项目的选择、建设、运营都要真正体现生态效益、经济效益和社会效益的统筹兼顾。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用,对促进国民经济发展,改善能源消费结构,缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义,因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇

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