无坝水电站
No dam Hydropower Station

坝式水电站能有效的利用一段河流的水能量,条件是该段河道要有较大的落差。坝式水电站的投资大、建设周期长,水库占用大面积土地,还会影响周边环境的生态平衡,水坝还会影响船舶通航与鱼类洄游。在河道落差不大的地方可建无坝水电站,无坝水电站是利用水的动能来发电的,由于没有水坝就不存在上述问题。

利用水流的动能与风能利用类似,所有风力机的形式都可以用于水流发电,主要有以下几种形式。

从固定方式看有水面漂浮式、水底固定式;从流体力学看有升力式与阻力式,从叶轮结构看主要有水平轴式与垂直轴式。这些结构形式的原理在风力机栏目都有介绍,在海流能发电栏目里也有介绍,下面是几种常用形式。

   漂浮式水车

漂浮式水车利用的是古老的水车工作原理,是漂浮在水面上的发电装置,见图1。有关结构参见海流能发电章节。

漂浮式水车

图1--漂浮式水车

   浮筒式水下风车

浮筒式水下风车也是漂浮在水面上的发电装置,但叶轮安装在浮筒下方,见图2。有关结构参见海流能发电章节。

浮筒式水下风车

图2--浮筒式水下风车

   漂浮式垂直轴水下风车

漂浮式垂直轴水下风车也是漂浮在水面上的发电装置,采用安装在浮筒下方的垂直轴叶轮带动上方发电机发电。见图3。有关结构参见潮流能发电技术(二)章节。

漂浮式水下垂直轴风车

图3--漂浮式水下垂直轴风车   

   水下固定安装风车

水下固定安装风车就是安装在水底的水平轴风力机,见图4。有关结构参见潮流能发电技术(一)章节。

水下固定安装风车

图4--水下固定安装风车

   水下安装垂直轴风车

这是安装在水下的带导流管的垂直轴风车,见图5。有关结构参见潮流能发电技术(二)章节。

水下导流管垂直轴风车

图5--水下导流管垂直轴风车

   水下导流管水轮机

水下导流管水轮机是安装在水下的带扩散器的水平轴轴风车,也称为导流管增速水轮机,见图6。有关结构参见潮流能发电技术(一)章节。

水下导流管增速水轮机

图6--水下导流管增速水轮机

采用导流管增速水轮机的发电装置可在前方设网,防止鱼类进入,也可防止杂物卡住叶轮。导流管增速水轮机也可固定在浮筒下面,构成漂浮式发电装置,见图7。

漂浮式导流管增速水轮机

图7--漂浮式导流管增速水轮机

采用无坝式发电装置虽然对河流能量利用率很低,但本身发电效率并不低,装置可大可小,放在河里就能发电,对于局部用电是简单方便的方式,稍大机组也可并网。在一条落差不大的河中布置多台发电装置也可实现对河流水能的利用,而且对环境与生态影响极小,别看机小,但多了也可形成规模,组成大的分布式水电站。

 
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