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    水电站在全世界范围内,水力发电站提供的电力占据全世界24%的用电,为超过10亿人提供电力。世界上的水电发电站共计输出675000兆瓦的电能,这些能量等于36亿原油产生的能量。在美国运作的水力发电站已经超过2000座了,这成为了美国最大可再生能源来源,可想这多么重要。
    平时生活中,看到河水流过,你很难想象它所携带的能量。如果你玩过漂流,那么你已经感受过河水的部分威力了。激流的速度是由携带大量水的河流向下游流动并通过狭小的通道时产生。当河水被挤到这个开口处,它的流速会变快。洪水就是大量水所蕴含的巨大能量的另一个例子。
    水电站驾驭水的能量,并利用简单的机械手段将这些能量转化为电能。水电站实际上是基于一种非常简单的概念水流过大坝,转动水轮机,而水轮机则带动发电机发电。
    水坝大多数水电站依靠水坝拦水,形成一个巨大的水库。进水口打开水坝上的闸门,水会在重力作用下通过被称为隧洞的水道,它将水流引向水轮机。水流在流过水道时压力上升。水轮机水流冲击并转动水轮机的巨大叶片,而水轮机则通过传动轴与位于其上方的发电机相连。水电站中最常见的水轮机是混流式水轮机,它看起来像安上了弯曲叶片的大盘子。根据水资源及能源教育基金(FWEE)提供的数据,水轮机可以重达172吨,它能以每分钟90转的速度转动。发电机水轮机叶片旋转时,发电机中的一系列磁铁也跟着一起旋转。巨大的磁铁旋转着通过铜线圈,移动电子从而产生交流电。
    连接水轮机和发电机的传动
    水库中的水被看作是存储起来的能量。当闸门打开时,水通过隧洞流出转化为动能,因为它是运动的。所能产生的电能的多少取决于几个因素,其中的两个是水流和水头的大小。水头是指水面到涡轮叶片的距离,水头和水流越大,产生的电能越多。水头通常取决于水库的蓄水量。
    抽水蓄能

    上文所述的是大多数水电站的工作原理。然而,还有另一类水电站,叫做抽水蓄能电站。在传统的水电站中,水库中的水流过水电站,流出并汇入下游的河流中。而抽水蓄能电站有两个水库:

    上水库 和传统的水电站一样,这座水库由水坝形成。这个水库的水流过水电站产生电能。

    下水库 水流流过水电站后流入下水库而不是汇入河水并向下游流。

    使用可逆式水泵水轮机,电站可以将水抽回上水库。这在用电低谷时实施。基本上,第二座水库将重新灌满上水库。通过将水抽回上水库,电站在用电高峰时将有更多的水来发电。

    水循环

    水循环对水电站非常重要,因为水电站依赖水流发电。如果水电站附近缺少降雨,水就不会在上游汇集起来。上游如果没有水汇集起来,流过水电站的水就会减少,发电量也会降低。

    水力发电的基本原理是利用运动液体的能量来推动水轮机的叶片。通常需要在河流中建造一座大坝来实现这个功能。而最近一项新的发明则是用一个小得多的水电系统为便携电子设备提供电力。

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