水力發電的用途

水力發電的原理

水是自然中最有用的動力，因為它最容易被掌控。流水可經由水閘或管線被輸送，更重要的，一條流可藉水壩區隔成能容納大量水的水庫，當需要時便釋出其所需的量。水力常被規劃成水力發電廠，通常建基於大型的水壩，最佳的地理位置是在高山地區且狹窄而兩側陡峭的河谷，水壩建於如此的河谷可以產生超過100公里長的蓄水庫。大規模的計劃或許就不只一個簡單的水壩和蓄水庫。在澳洲的雪山，雪河的水藉由一連串的地下通道，轉至十六個發電廠。水力亦被用來儲存其他發電廠多餘的能量，這可所謂的抽蓄發電廠來處理，及使用兩個分離且不同水平面的蓄水庫。正常運作下，位置較高的水庫的水被用來驅動渦輪產生電，而經過渦輪的水便儲存在較低的水庫。一但有多餘的電，便被用來抽取較低水庫的水回到較高的水庫。電力的需求在白天時達到最高點，這亦意味著，大多數的發電站，抽水的工作通常在夜間完成。



水力發電是利用河川、湖泊等位於高處具有位能的水流至低處，將其中所含之位能轉換成水輪機之動能，就是利用流水量及落差來轉動水渦輪。再藉水輪機為原動機，推動發電機產生電能。因水力發電廠所發出的電力其電壓低，要輸送到遠距離的用戶，必須將電壓經過變壓器提高後，再由架空輸電路輸送到用戶集中區的變電所，再次降低為適合於家庭用戶、工廠之用電設備之電壓，並由配電線輸電到各工廠及家庭用戶。



利用天然水流為資源。水力發電則係利用築壩蓄水，晝夜取捨，不盡不竭，既便利又為經濟。故近五十年來，世界各國發電，多由火力側重於水力，都在努力開發水力資源。美國全國發電量最初用火力者在百分之八十以上，至目前為止，水力已佔將及半數，由此可見開發水力之重要。而在燃料缺乏之國家，如瑞士、義大利等國，更須大量開發水力發電，以補其缺。



水力發電依其開發功能及運轉型式可分為慣常水力發電與抽蓄水力發電兩種：

臺灣的慣常水力發電廠共有36座，總裝置容量157萬千瓦，依其運輸型式又分為三種，水庫式電廠如德基、石門、曾文、霧社等水庫。調整式電廠:如龍澗、立霧等電廠及川流式電廠。

由於近年來臺灣地區耗電量急遽的增加，臺灣電力公司為了配合國家經濟建設的需要，積極開發優良水力資源，以充裕供電能力，因此，運用水位落差的原理，花日月潭風景區開發了明潭抽蓄水力發電工程。明潭抽蓄水力發電廠，裝置267千瓦抽蓄水輪發電機六部，以日月潭為上池，位於下游的水里溪河谷興建下池，利用上下池間約380公尺之落差作抽蓄水力發電，其方式是在晚間離峰用電時，所剩餘的電力將下池的水抽到上池儲存來，然後，在白天尖峰用電的時段，把上池所儲存高水位的水放出，帶動發電機產生電力



水力發電廠建築水壩，設立輸電線，最初成本高於火力發電廠，但近十年來此種差別已漸接近，三十年前，火力發電廠之建築費用平均每千瓦為美金100 ~ 150元。至目前為止，此數字已提高至每千瓦為美金150~200元，水力發電廠建築成本，則每千瓦為美金180~250元，雖然建築成本有別，若估計上燃料費用、運輸費用，則水力發電之總成本，較火力廠之總成本為低，此為一大便利。



世界各國利用其水力資源而設立之水力發電廠，至1940年底，約為七千萬馬力，但至1955年底，則已增加至一億二千一百萬馬力。在十五年內，又增加五千萬馬力以上，約增加73%，實為驚人。
但缺點是不能控制水流量及貯存河水。三是用抽水貯存的方式，在河流的上游及下游各建造一條水壩。當日間電力需求大時，上游的水壩打開水閘，讓水經過發電站流往下游的水壩，從而製造電力。晚間電的需求下降時，下游的水會被重新抽回上游的水壩貯存，以備下次使用。水力發電的好處是不會產生廢氣或廢料，而且用之不竭。不使用時也可貯起來，待需要時便可立即動用，無需特別處理。水壩既可用作發電設施，也可用來防止河水氾濫或引導河水灌溉農田。

2007-02-20 17:39:54 補充：
◇世界著名的水電站黃河三門峽水電站、長江三峽水電站、埃及阿斯旺水電站◇水力發電的優點A.可以用後再用，循環使用。B.可以節省非再生資源，例如化石燃料。C.不會造成空氣污染。D.在水量充足的季節，發電量大，容易調節。E.建水壩進行水力發電外，還可達到多目標用途。F.保養及管理費用低。

在一些地方假如有地势的高低差时,当水的流量也全年足够的话,所以用水力发电是很环保的.因为此方法发电是不会太破坏环境的.反正建水库/霸时顺道加上那些涡轮,水通过涡轮令叶轮转动就可以发电.

水力發電

當位於高處的水（具有位能）往低處流動時位能轉換為動能，此時裝設在水道低處的水輪機，因水流的動能推動葉片而轉動（機械能），如果將水輪機連接發電機，就能帶動發電機的轉動將機械能轉換為電能，這就是水力發電的原理。水力發電一般可分為川流式、水壩（庫）式及抽蓄式發電。抽蓄式發電是在白天用電尖峰時水庫放水發電，夜間時則利用過剩的電力，把水抽上水庫（電能轉換為位能），以供白天用電尖峰時發電。

歷史

歐洲在18世紀末，即已開始利用水力發電，世界各國推動電力化的工作，也多半由水力發電開始。利用天然的資源，水力發電無須燃料且能生生不息，技術層次亦在短時間內就已經達到一定的成就，故掌握水力資源並有效運用，成為近代人類文明的轉捩點。

水力發電的優點

A.可以用後再用，循環使用。

B.可以節省非再生資源，例如化石燃料。

C.不會造成空氣污染。

D.在水量充足的季節，發電量大，容易調節。

E.建水壩進行水力發電外，還可達到多目標用途。

F.保養及管理費用低。

興建水力發電站的條件

A.河流流量

B.在深且窄的狹谷

C.與用電區距離不遠

水力發電雖然佔全台發電量的比例不高，但因為他的營運成本較低，時效性也高，只要水渦輪機一轉，馬上就能發出電力，所以都當成尖峰時刻的救火隊，或被設計成抽蓄發電，目的在調節電能使用，以達到最經濟的效益。

最佳建廠地點

由於水是從高處往低處流，坡度越陡，產生的衝力就越大，被推動的發電機也就能產生更多的電；所以最理想的辦法是把渦輪架在大瀑布的下方。可是天然的大瀑布並不容易找，而河裡的水也會有減少或乾枯的時候，這樣就會影響到發電機的工作；因此大多數的發電廠都是在河谷地區建造水壩，把水攔住以解決這個問題。這些水力發電廠的發電機房是設在水壩內的底部，或比水壩底還低的地方。攔在水壩後面的水，是通過一個設在壩底或地下的導水管，直接衝向渦輪。因為被攔在水壩後面的水很多，水面很高，所以有很大的衝力。水壩能儲蓄足量的水，能解決水少不夠使發電機工作的困難。