“三峽水電站大壩高程185米,蓄水高程175米,安裝32臺單機容量為70萬千瓦的水電機組,總裝機容量達到2250萬千瓦,從2012年7月4日已成為全世界最大的水力發(fā)電站和清潔能源生產(chǎn)基地”
這就是百度百科中查到的資料,因此在大家的印象中,三峽水電站就是全球第一,但事實上它裝機容量確實是全球第一,但年發(fā)電量卻不如裝機容量不及它2/3的伊泰普水電站!
三峽水電站選址在我國最長的河流長江中游的宜昌市西陵峽段,1993年初開工興建,2003年7月10日,第一臺機組并網(wǎng)發(fā)電,到2009年全部完工,2010年10月26日,三峽工程水庫試驗性蓄水首次達到175米最終水位。
三峽庫區(qū)是一個極其狹長的河道型水庫,全長640多千米,庫區(qū)面積1084平方千米,庫容量超過393億立方米。
三峽電站的機組布置在大壩的后側(cè)(下游側(cè)),總共安裝了32臺70萬千瓦(700MW)水力渦輪機組,左岸14臺、右岸12臺、右岸地下6臺,另外還有2臺5萬千瓦的電源機組,因此總裝機容量為2,250萬千瓦(有些資料中是2240萬千瓦,不計算電源機組)全球第一,年發(fā)電量約1,000億千瓦·時。
三峽水電站裝機容量遙遙領先,為什么發(fā)電卻不如伊泰普水電站
這里確實有個問題,從年發(fā)電量來,三峽甚至還不如裝機容量只有1400萬千瓦的伊泰普水電站,比如在2016年,伊泰普水電站的年發(fā)電量為103,098GWh,而三峽水電站則只有93,533GWh,雖然相差不是特別大,但伊泰普水電站裝機容量不足三峽的2/3,究竟是什么原因?qū)е铝藘烧咧g如此反差?
決定發(fā)電量的幾個要素
水力發(fā)電利用的是水資源的重力勢能,那么能決定它的幾個參數(shù)就是總水量多少(河流徑流量),水壩前后的有效水位落差,以及總裝機容量與年發(fā)電時間。
長江年均徑流量為9600億立方米,壩體前后有效水位落差約113米(實際可利用水位小于此高度),裝機容量上文已經(jīng)有述。
伊泰普水電站所在的巴西與巴拉圭交界的巴拉那河,年均凈流量為5582億立方米,壩高196米,壩體前后有效水位落差為120米左右(實際有效水頭為118米)。
兩個電站都在中游,徑流量比例也接近一半,落差也差不大,整體優(yōu)勢上三峽非常明顯,因為決定發(fā)電量最關鍵的一個因素是徑流量,而三峽大壩所在的長江,徑流量是巴拉那河的2倍,但問題是三峽電站的發(fā)電量居然不如伊泰普水電站,難道是三峽設計先天不足?
決定性因素:發(fā)電有效流量與年發(fā)電時間
長江的徑流量盡管很大,但有一個非常不利的因素,長江存在豐水期和枯水期,每年的夏秋季(5-10月)是長江的豐水期,抗洪搶險一般就發(fā)生在這幾個月份,此時的上游來水超出了三峽庫區(qū)的極限,就需要泄洪,當然在洪峰到來之前,還要把三峽庫區(qū)的水位降到防汛限制水位,以便留出足夠的庫容迎接洪峰,防止直接沖擊下游。
三峽大壩泄洪
因此大量的徑流量就這樣被泄洪槽白白地排入了下游,這些水會被計算在徑流量之內(nèi),但對發(fā)電卻沒有任何幫助,不過對調(diào)節(jié)水庫的泥沙淤積是有用的。長江豐水期的流量占了全年總量的70%以上,長江豐水期大約有50%左右的流量就是這樣被消耗的。
而巴拉那河地處南美熱帶雨林,流域內(nèi)降水豐富,盡管也存在枯水期,但時間比較短,主要集中在8~9月,而且巴拉那河支流水系遍布南美洲東西部,徑流量還存在互補,因此對伊泰普水電站全年發(fā)電時間比較有利的。
不過伊泰普水電站還是吃虧于總徑流量偏低,因為三峽水電站年發(fā)電量自2014年超過伊泰普水電站之后,就只有2016年略低,其余年份都是吊打伊泰普,所以三峽電站要說世界第一,還真名副其實,但這個名號是從2014年才真正開始的。
伊泰普水電站控制室
延伸閱讀:發(fā)電站發(fā)出來的電沒人用時,電能到哪里去了?
這可能是大家一直疑惑的問題,這發(fā)電站日夜不息的在發(fā)電,但晚上大家都不用電時這些多余的電都去哪了呢?
估計有朋友會回答,你不用電,不代表工廠不用電不是嗎?但事實上凌晨時段確實是用電低谷,發(fā)電站此時多余的電,去了哪里?
答案倒是非常簡單,整個電網(wǎng)中都沒有多余的電,用電端用多少,發(fā)電機發(fā)多少,當然還有線損與變電所等損耗,整體上是能量守恒的,不存在多余一說,這是負荷降低時發(fā)電站也會減少水流量,關閉發(fā)電機組等保證水力資源不浪費等。
當汛期或者太陽能與風能無法限制這些機組時候,只能泄洪或者關閉,或者使用出水蓄能將這些能量利用起來,等到用電高峰期再發(fā)電回饋電網(wǎng)。
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