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简介
几千年来，人们一直在使用流动的水的能量，今天它是最强大的清洁、可再生和最实惠的能源。到目前为止，美国已经使用这种能源一百多年了。使这种资源可再生的是水，水蒸发回到云端，以雨水的形式落回地面，完成了水循环，使它成为一种宝贵的能源，可以反复使用。它在全球可再生能源发电中占有最大份额。基本原理是水从高海拔流到低海拔，使涡轮机旋转，这个旋转运动被用来通过水力发电厂的发电机发电。
印度的水电潜力
截至2017年4月30日，印度在水力发电方面排名全球第七。印度的发电潜力估计为84000兆瓦，负载率为60%。印度已经用水发电122.31太瓦时(太瓦小时)，平均容量系数为33%。
在Godavari、Mahanadi、Nagavali、Namsadhara和Narmada河流域的水电项目具有巨大的电力潜力，但由于一些当地人的反对而未得到开发。
印度最大的水电站位于马哈拉施特拉邦的Koyna河上，发电能力为1920MW。
印度的巴格拉纳加尔大坝是世界上最高的直式重力坝，也是印度所有大坝中最大的。
工作原理
储存水的势能被转化为动能，并被用来旋转涡轮从而通过发电机产生电力。这样产生的能量取决于水的储存高度和每秒撞击涡轮叶片的水的数量(质量)，也称为水的质量流速。
最好的设计考虑因素是保持水库的水位尽可能高，流道尽可能低或可能低于地面。因为这都是关于水库的水高度与流向涡轮的水流高度之间的差值。差异越大，输出的功率就越大。
水电站组成
1.储层
它是大坝后面的蓄水区。水库的水位越高，产生的电力就越多。水库在雨季蓄水，以便在干旱条件下使用。
2.大坝
大坝是为了使水储存在水库中的更高高度而建造的结构，从而为水提供所需的势能。
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3.进水口或水闸
这个闸门是用来调节冲击涡轮叶片的水流速率的。水电厂闸门的主要作用是调节从水库到发电机组的水量。
4.消防栓
压力管道是将水从水库输送到涡轮机的管道。水在压力管中的动能和势能决定了水轮机产生的功率。压力管中的水流由进气闸门控制。
5.拦污栅
顾名思义，它可以防止碎片(泥浆)或其他杂质进入涡轮机。它位于蓄水池和涡轮之间，在压力管的长度之间。在冬天，它通常用电加热，以防止被冰噎住。
6.缓冲槽
调压舱是水电厂最重要的安全部件之一，它安装在压力管道上。它的作用是防止压力管被水锤击。当涡轮机上的负荷突然下降时，控制流向涡轮机的水闸突然关闭，在压力管中产生巨大压力。为了防止压力管在如此高的压力下爆炸，水被转移到调压舱。类似的是，当涡轮负荷突然增加时，闸门在短时间内打开，在压力管中产生气隙，这可能会给涡轮机的旋转带来麻烦，所以喘振罐也填补了这个空白。闸门通过调速器的动作来响应涡轮上的变化负荷。
7.溢洪道
在水电站中，溢洪道是大坝的安全特征。它可以防止大坝在雨水过多或洪水的情况下受损。它应该能够排出所需的水量，并使水库的水位保持在安全的最大水平。
8.水轮机
它是一种把水的能量转化为轴的旋转，进而驱动发电机发电的机器。在一个水力发电厂里，有不止一个涡轮机，它们把水的能量转化为机械能。有不同的涡轮类型使用取决于水库的高度，水量和发电量。
9.发电机
发电机是用来把附在水轮机上的轴的转动运动转化为电能的。这种电通过升压变压器转换成高压。然后，这些高压电力通过输电线路传输到不同的发电站。
水电站运行
- 我们知道，在水力发电厂，大坝就像一堵坚固的墙，使水库的水位升高，从而增加其势能。蓄水池和压力管的高度差，是我们得到的所有压力的主要原因，这些压力会打击涡轮机，从而产生所需的功率。
- 一旦我们打开控制闸门，水通过压力管流向涡轮机，但通过这条路径，我们有喘振罐和垃圾架沿着压力管的长度。有一个调压舱的主要原因是为了防止压力管水锤。这是一个非常重要的部分，我们在涡轮前面有一个阀门，它根据涡轮的负荷控制进入涡轮的水流。
- 但是这个阀门的开启和关闭是由调速器动作直接控制的。调速器根据涡轮上的负荷来工作。所以当涡轮的负荷减少时闸门会在短时间内关闭。这将导致压力管压力升高，从而破坏压力管，但由于有了调压罐，这种压力得到了补偿，从而解决了问题。当涡轮负荷瞬间增加时，调压舱也有助于掩盖气隙。它给水，使水轮机的流量保持一致和平稳，从而防止功率输出的波动。
- 垃圾架是用来清除进入涡轮的水中的所有杂质的。它减少了涡轮的磨损，从而增加了涡轮的寿命。
- 水撞击涡轮叶片，将水的压力能转化为机械能，再由发电机转化为电能。电力的电压通过升压变压器增加，我们都设置将这种高压电力通过传输线传输到最近的电网。
为了更好地解释水力发电厂是如何发电的，请看下面的视频:
抽水蓄能水电站
从涡轮通过尾水管下来的水储存在储水罐中。这些水被泵回水库，当电力消耗很低时，特别是在晚上，主要是所有电器都关闭的时候。当需要时，这些水被用来获得电力，主要是在白天。
导流或自由流发电
在这种发电方式中，河流的一部分被输送到涡轮机中，从而产生电力。它完全依赖于河水的自然流动，甚至不能全年提供能源。
注意:根据目前的研究，人们正在努力使涡轮机对鱼类更友好。鱼类领袖正在改善水库中鱼类的自然栖息地。
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优势
- 最好的可再生能源，在印度有着巨大的潜力。
- 即使在增加负荷的情况下，也能获得无波动的连续供电，增加了供电的灵活性。
- 水的供应可以得到控制，这可以帮助下游的农田。
- 维护和运行成本低
- 它可以控制下游地区的洪水。
- 旅游业是大坝带来的额外好处。
缺点
- 初期建设成本太高。
- 依赖于降雨或雪的融化。
- 它阻断了鱼类的流动，从而扰乱了它们的自然栖息地。
- 下游安居乐业的居民不得不离开家园。
- 大坝总有溃坝的可能，这对下游居民来说将是一个巨大的悲剧。
- 由于施工现场大量使用水泥，增加了二氧化碳的产量。
应用程序
- 水力曾经被用于机械铣削。
- 为城镇、工业、学校、医院等生产电力。
在这篇文章中，您了解了水力发电厂的主要组成，工作，优缺点和应用。如果你觉得这篇文章很有用，别忘了点赞并分享。
