小河為人類做了哪些好事
小河為人類做了許多事情:連接水源與小河,直接提供可飲用的水(因為沒有污染, 或是污染較少),風景欣賞,觀光。
水產養殖、水力發電;另外它也為人們在忙碌之余提供觀光、游泳、泛舟、露營、垂釣或打獵等游憩場所。
儲能水電站的效率據說能達到80%,即抽水用電1度,用水的勢能發電能有0.8度,真有這么高的效率嗎
儲能水電站是大型電網電能調蓄技術最成熟也是最通行的方式,既簡單又復雜。簡單是說它的原理簡單,復雜是指它的系統復雜(能量轉換次數最多),場景復雜。另外就是效率相對于化學儲能(電池和電容)和動能儲能(慣性運動)比較低?;瘜W方式最直接效率最高但最不環保,動能方式效率最環保效率次之但最難搞(匹配、控制及運維),水勢能方式效率最低但最容易。
蓄能水電站效率低的主要原因來自于水流程損失。水程損失大部分是水泵效率和水輪機的損失,最好離心水泵效率僅在80%以上90%以下,但離心泵的流量口徑小及不自吸的特點被大型泵站所棄用。大型泵站更多用軸流泵,最好軸流泵的效率僅60%_70%。水輪機的效率不用細算肯定比水泵低,因為水輪機是軸流泵的逆功能,而其水動能損失不可避免,能達到60%就不錯了。
所以不用細算,蓄能水電站的效率不可能達到80%。
我有一個離心泵自動引水裝置專利技術未得到泵站推廣應用甚為遺憾!
這個效率估計差不太多,抽水效率九成,發電效率還是九成,合起來就是八成。這樣,就有理由懷疑,這樣干,是不是有點劍走偏鋒??刹豢梢?,研究一下,怎樣保持燃煤鍋爐在臨界狀態下的零輸出小循環。使得它,在需要的時機,可以快速投入全功率輸出。這樣一來,既可以適應峰谷,風光水源的波動,也可以節約傳統資源。
大型抽水蓄能電站最大效率可能有80%。
大型水泵抽水效率在85~92%,大型水電機組發電效率在95~98%,粗算起來,應在80%以上。
實際上,由于管道及渦流造成一定的能量損失,抽水蓄能電站的抽蓄能量轉換率一般在72~83%之間。
儲能水電站也即抽水蓄能水電站,其主要包括上水庫、下水庫以及水泵水輪機,其工作原理是:在用電低谷時期,利用電網中多余的電能將水從下水庫抽到上水庫,在用電高峰時期,再利用上水庫中的水體流向下水庫發電。在抽水、水發電的過程中都會進行能量損失,現階段控制水泵和水輪機的效率在90%以上是完全可以做到的,也就是效率到達80%是理論上可以做到的,但在實際運行情況下,一般都會低于80%,而對于這種類型的電站其更應該看重的是效益,而非效率。
抽水蓄能電站的工作原理
抽水蓄能電站看似是一種比較傻的做法,因為用電抽水、再用水發電,無疑會造成能量損失,也就是得不償失,其實這卻是電力行業一個難以解決的巨大問題,那就是電能無法儲存,既然無法儲存,在用電低谷時段,一旦電網有富裕的電能,就會造成浪費,與其浪費,還不如先將水抽到高處,暫時儲存起來,雖然這種做法有一定的能量損耗,但是也比白白浪費強。
而等到用電高峰時段,則可以將高處儲存起來的水體下泄下來進行發電,從而在高峰時段發電,以彌補電網供電的不足,那么這種用電模式就誕生了一種新型的水電站,也即抽水蓄能電站。
通過這種工作方式,就可以知道抽水蓄能電站要做的工作是:抽水、儲存水、水力發電,所以其必須的四個部件是:水泵(抽水)、水輪機(發電)、上水庫和下水庫(用來存放水),其中水泵和水輪機可以共用,也就是可逆式的水輪泵機。
抽水蓄能電站的能量損耗
抽水蓄能電站的能量損耗主要包括兩部分損耗,抽水損耗和發電損耗。對于抽水損耗,可以理解為泵機損耗、水頭損耗,泵機損耗也可以理解為泵機電能轉化的效率,能量不可能是百分之百的轉化,所以泵機會有一定的效率,一般情況下,其效率會隨著功率而變化,在額定功率附近,其效率一般最高,現階段技術可以達到93%~95%;水頭損失則可以理解為水體在管道內摩擦、水體經過彎道、進口等部位的水體能量損失,這部分和管道長度、設置有關系,但是占比不是很大,一般也就1%以內,也就在抽水過程中,將轉化效率控制在90%是可以的。
同樣在發電過程中,其損耗也包括水輪機損耗和水頭損耗,其原理與上面相同,一般情況下,在水輪機額定出力附近,其效率最高,對于不同形式的機組不同,例如葉片設置、進口形式等等,一般情況下,其額定效率也可以控制在90%以上;水頭損失和抽水過程類似,但是一般也不太大,也就是發電過程中,將轉化效率控制在90%也是可以做到的。
在抽水、發電的轉化效率都控制在90%的基礎上,那么抽水蓄能電站的總效率也就控制在81%了,但是這些需要發生在抽水時泵機在額定功率附近、發電時水輪機在額定出力附近時,如果不能滿足這兩個條件,那么效率自然也不會達到如此高。
一般情況下,發電和抽水都取決于電網用電,所以這種額定工況很少,也就是一般情況下,抽水蓄能電站的效率都會低于80%。
抽水蓄能電站更看重效益,而非效率
對于抽水蓄能電站,即便效率達到80%以上,仍是不劃算的,因為抽水、再發電已經造成了能量浪費,對于這種類型電站更應該看重其存在的價值和效益。
電網結構是復雜的,其用電負荷和發電負荷都存在較大的不確定性,如果用電負荷大于發電負荷,則會造成用電無法得到滿足;而用電負荷小于發電負荷,則會造成發出的電能浪費,而抽水蓄能電站就是專門解決這一矛盾和問題的。
隨著豐枯電價、分時電價等電網政策,在用電低谷時期,進行抽水蓄能,在用電高峰時期,采用蓄水進行發電,就能解決這一用電矛盾和問題,所以,抽水蓄能電站即便效率再低,其發揮的效益卻是巨大的,這也是抽水蓄能電站能夠快速發展的原因。
我國抽水蓄能電站的發展歷程
國外有關抽水蓄能電站的發展已有一百余年的歷史,而我國則是從上世紀60年代開始的,我國于1968年和1973年先后建成崗南和密云兩座小型混合式抽水蓄能電站,裝機容量分別為11MW和22MW,由此掀開了抽水蓄能電站的發展歷程。
從改革開放后,我國抽水蓄能電站迎來了大發展,1991年,裝機容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能電站投入運行,是我國當時最大規模的抽水蓄能電站。
截止目前我國已經成為全國抽水蓄能電站總裝機容量最大的國家,而位于我國河北的豐寧抽水蓄能電站總裝機容量3600MW,已經于2020年開始蓄水投運,其也成為目前世界上總裝機容量最大的抽水蓄能電站。
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