Rivieren stromen duizenden kilometers ver en bevatten enorme hoeveelheden energie. De ontwikkeling en het gebruik van natuurlijke waterenergie in elektriciteit wordt waterkracht genoemd. De twee basiselementen waaruit hydraulische energie bestaat, zijn stroming en opvoerhoogte. De stroming wordt bepaald door de rivier zelf, en de kinetische energiebenutting bij direct gebruik van het rivierwater zal zeer laag zijn, omdat het onmogelijk is om de hele rivier met waterturbines te vullen.
Hydraulisch gebruik maakt voornamelijk gebruik van potentiële energie, en er moet een daling in het gebruik van potentiële energie plaatsvinden. De natuurlijke waterverval van rivieren vormt zich echter over het algemeen geleidelijk langs de rivierstroom, en over een relatief korte afstand is de natuurlijke waterverval relatief laag. Passende technische maatregelen moeten worden genomen om de waterverval kunstmatig te vergroten, wat betekent dat de verspreide natuurlijke waterverval wordt geconcentreerd om een bruikbare waterhoogte te vormen.
Voordelen van waterkracht
1. Regeneratie van waterenergie
Waterenergie is afkomstig van natuurlijke rivierafvoer, die voornamelijk wordt gevormd door aardgas en watercirculatie. Door de circulatie van water kan waterenergie worden gerecycled en hergebruikt, en daarom wordt waterenergie "hernieuwbare energie" genoemd. "Hernieuwbare energie" neemt een unieke positie in binnen de energiesector.
2. Waterbronnen kunnen volledig worden benut
Waterkracht gebruikt alleen de energie in de waterstroom en verbruikt geen water. Waterbronnen kunnen daarom optimaal worden benut en, naast energieopwekking, ook profiteren van overstromingsbeheersing, irrigatie, scheepvaart, watervoorziening, aquacultuur, toerisme en andere aspecten, en bijdragen aan multi-purpose ontwikkeling.
3. Regulering van waterenergie
Elektrische energie kan niet worden opgeslagen; productie en verbruik vinden gelijktijdig plaats. Waterenergie kan worden opgeslagen in reservoirs, die worden geproduceerd op basis van de behoeften van het elektriciteitsnet. De reservoirs fungeren als energieopslagplaatsen voor het elektriciteitsnet. De regulering van reservoirs verbetert het vermogen van het elektriciteitsnet om de belasting te reguleren, wat de betrouwbaarheid en flexibiliteit van de elektriciteitsvoorziening vergroot.
4. Omkeerbaarheid van waterkrachtopwekking
Een waterturbine die water van een hoge naar een lage plek leidt, kan elektriciteit opwekken en waterenergie omzetten in elektrische energie. De waterlichamen op de lagere niveaus worden vervolgens door elektrische pompen geabsorbeerd en naar reservoirs op hogere niveaus gestuurd voor opslag, waar elektrische energie wordt omgezet in waterenergie. Het benutten van de omkeerbaarheid van waterkrachtcentrales voor de bouw van pompaccumulatiecentrales speelt een unieke rol bij het verbeteren van de belastingregulerende capaciteit van het energiesysteem.
5. Flexibiliteit van de eenheidswerking
Waterkrachtcentrales zijn eenvoudig uitgerust, werken flexibel en betrouwbaar, en zijn zeer eenvoudig te verhogen of te verlagen. Ze kunnen snel worden gestart of gestopt, afhankelijk van de behoeften van de gebruiker, en zijn eenvoudig te automatiseren. Ze zijn zeer geschikt voor piekafvlakking en frequentiemodulatie binnen het elektriciteitsnet, en dienen tevens als noodreserve, lastaanpassing en andere functies. Ze kunnen de betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet verhogen, met uitstekende dynamische voordelen. Waterkrachtcentrales zijn de belangrijkste dragers van dynamische belastingen binnen het elektriciteitsnet.
6. Lage kosten en hoge efficiëntie van waterkrachtproductie
Waterkracht verbruikt geen brandstof en vereist geen grote investeringen in mankracht en faciliteiten voor de exploitatie en het transport van brandstof. De apparatuur is eenvoudig, met minder operators, minder hulpenergie, een lange levensduur en lage operationele en onderhoudskosten. De productiekosten van elektrische energie in waterkrachtcentrales zijn daarom laag, slechts 1/5 tot 1/8 van die van fossiele-brandstofcentrales. Bovendien is de energiebenuttingsgraad van waterkrachtcentrales hoog, namelijk meer dan 85%, terwijl die van fossiele-brandstofcentrales slechts ongeveer 40% bedraagt.
7. Het is bevorderlijk voor de verbetering van het ecologische milieu
Waterkrachtcentrales vervuilen het milieu niet. Het enorme wateroppervlak van het reservoir reguleert het microklimaat van de regio en de temporele en ruimtelijke verdeling van de waterstroom, wat bevorderlijk is voor de verbetering van het ecologische milieu in de omliggende gebieden. Voor kolencentrales stoot elke ton ruwe steenkool ongeveer 30 kg SO₂ uit, en meer dan 30 kg fijnstof. Volgens de statistieken van 50 grote en middelgrote kolencentrales in het hele land stoot 90% van de centrales SO₂ uit met een concentratie van meer dan 860 mg/m³, wat een zeer ernstige vervuiling is. In de huidige wereld, waar steeds meer aandacht wordt besteed aan milieuvraagstukken, zijn het versnellen van de bouw van waterkrachtcentrales en het vergroten van het aandeel waterkrachtcentrales in China van groot belang voor het verminderen van milieuvervuiling.
Nadelen van waterkracht
Grote eenmalige investering – enorme grond- en betonwerken voor de bouw van waterkrachtcentrales; Bovendien zal dit aanzienlijke overstromingsschade veroorzaken en hoge herhuisvestingskosten met zich meebrengen; De bouwperiode is ook langer dan de bouw van thermische centrales, wat de omloopsnelheid van de bouwfondsen beïnvloedt. Zelfs als een deel van de investeringen in waterbeschermingsprojecten wordt gedeeld door verschillende begunstigde departementen, is de investering per kilowatt waterkracht veel hoger dan die van thermische centrales. Bij toekomstige exploitatie zullen de besparingen op de jaarlijkse exploitatiekosten echter jaar na jaar worden gecompenseerd. De maximaal toegestane compensatieperiode is afhankelijk van het ontwikkelingsniveau en het energiebeleid van het land. Als de compensatieperiode korter is dan de toegestane waarde, wordt het redelijk geacht de geïnstalleerde capaciteit van de waterkrachtcentrale te verhogen.
Risico op falen – Door overstromingen blokkeren dammen een grote hoeveelheid water, natuurrampen, door de mens veroorzaakte schade en de kwaliteit van de constructie, wat catastrofale gevolgen kan hebben voor stroomafwaarts gelegen gebieden en infrastructuur. Dergelijke storingen kunnen gevolgen hebben voor de stroomvoorziening, dieren en planten, en kunnen ook aanzienlijke verliezen en slachtoffers veroorzaken.
Schade aan het ecosysteem – Grote reservoirs veroorzaken grote overstromingen stroomopwaarts van dammen, waardoor soms laagland, valleibossen en graslanden worden verwoest. Tegelijkertijd tast het ook het aquatische ecosysteem rond de plant aan. Het heeft een aanzienlijke impact op vissen, watervogels en andere dieren.
Plaatsingstijd: 3 april 2023
