水电站工作原理

水电站工作原理

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。

下面是传统水电站的基本组成部分：

•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(AC)。

•变压器——变电站中的变压器将交流电转化为电压更高的电流。

•输电线——每座电站都有四条输出电线：包括同时产生的三相电，再加上一条它们三个共用的零线或地线。

•尾水——利用过的水通过叫做尾水渠的水道重新流入下游的河水中。

连接水轮机和发电机的传动轴（美国垦务局供图）

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。