拉闸限电的情况已经很多年没有发生了，但是最近这个话题又走到了头条，众所周知的主要原因还是因为我们限制了对澳大利亚动力煤的进口，导致火电厂的动力煤跟不上，恰巧这个事件发生在了煤炭需求量最大的冬季。而我们的发电结构又以火电为主，但是今天不去探讨敏感的时事话题，来说一下水力发电。
水力发电或水电，是指将水的动能或是势能转换转化为电能，由于水的源源不断的循环，并且发电过程不产生污染，是被公认的清洁可再生能源，太阳能也是一种非常清洁的可再生能源，但由于其发电效率的低下，还是不能与水力发电相媲美。早在几百年前，人们已经开始使用水的动能，驱动轮盘来研磨谷物，但如今水轮发电机的应用，使得水力发电厂有了惊人的发电量。水力发电的一般流程为：河川的水经由大坝拦截后，通过压力隧道、压力管道等的一系列设施后被输送到了电站，当需要发电时，机组成员打开主水阀，开启水门，被运送来的水直接冲击到了水轮机上，水轮机随即带动发电机旋转，发电机加入励磁后，就建立起了电压，断路器投入后，电力则被立即送入电网。而发电机的发电量则通过调节水门导翼的开度来完成。
水轮机磨坊
发电站底部的水轮机安装
三峡发电站内部机组
超大型励磁绕组
水力发电站简易图
水力发电的主要类型有两种：第一、水库式或堤坝式水力发电。我们的三峡水力发电站就是典型的水库形式的，三峡大坝通过大容量蓄水的方式储存了大坝上游水的势能，看到三峡发电站出水的照片可以看出其出水口与水库水平面的巨大落差使得水库的水获得了强劲的势能。第二、川流式水力发电，又称引水式水力发电或径流式水力发电。川流式水力发电站几乎不需要建坝蓄水，或者说几乎不用蓄水，有的甚至没有大坝，完全是利用水的动能来发电，这种发电站比较佛系，比较依赖季节性的雨水，一旦水流趋于平缓发电量就极为有限，这种发电模式不需要建造大型大坝，对环境影响有限。
三峡大坝属于典型的堤坝式水力发电站
美国约瑟夫酋长水坝，便是一座大型川流式发电站
水力发电的技术已经趋于成熟，你可以看到大到2300万千瓦的三峡发电站，也有小到几百瓦的田间地头的微型发电设备。而目前全世界最大的水力发电厂就是咱的三峡水力发电厂，每年可发出900亿度的电，理论上可以满足大半个上海（1566.67亿度）的用电。十个最大的水力发电站有3个在我们国家，他们分别是溪洛渡水电站（年发电量571.2度）向家坝水电站（年发电量337亿度）。大型水电站的确有着诸多优点：比如运行过程的无污染物排放，运营成本低廉且稳定，可以实现按需供电，并且在关键时刻可以蓄洪调频，有效降低洪水对下游的侵害，或许这就是我们乐此不疲的大力兴建超大型水电站的原因。这么多年我们在水电开发上面也取得了令人骄傲自豪的成绩，并且成功的走出了国门。
我们的溪洛渡水电站也是世界第三大水电站
向家坝水电站也是榜上有名的水电站
但是在这些光鲜亮丽的成绩背后也需要考虑到，科技永远是把双刃剑。水力发电的代价还是巨大的，主要有五个方面。第一、考虑水电站建设的成本动辄上千亿，而寿命又是有限的。第二、大坝截流出现的“高山巨湖”现象，对生态环境，生物多样性以及栖息地的破坏是永不可逆的，并且水库的巨大压力改变了地壳的原有受力情况，甚至诱发地震，人类史上第一次由水库诱发地震的案例发生在1932年的阿尔及利亚。第三、每当水库开始蓄水，“高山巨湖”底下的植物进行厌氧分解，产生大量甲烷气体排放，而甲烷这种温室气体的效应是二氧化碳的36倍！同时随着库区蓄水，名胜古迹也随之被一起淹没。第四、人们被迫离开居住了几千年的家乡迁移到陌生环境中去，而那片故土被永远淹没在了水下。第五、不可抗拒因素导致的溃坝将是灭顶之灾。
三峡库区175M蓄水高度
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