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十万个为什么:为什么水能是清洁能源

文章来源:十万个为什么 作者:【未知】 点击:次 时间:2018/1/8 13:05:27

水能是指天然水流蕴藏的能量,主要是指水的势能和动能。广义的水能资源包括河流水能、潮汐能、波浪能、海流和潮流能等,潮汐能、波浪能等常被称作新能源;狭义的水能资源是指河流水能。

对于水中蕴藏的能量,可以这样理解:水体在高位处具有势能,“水往低处流”的过程中势能转化为动能并释放出来;在太阳辐射和重力的作用下,水蒸发进入大气,又以雨雪等形式降落到陆地和海洋,处于高位的水体产生径流汇入河川,再流入海洋。这个过程称为“水文循环”,它周而复始,永不停止。因此水能资源具有重复再生的特点,和太阳能、风能、生物质能等同属于可再生能源。


水电站大坝


水电站大坝 工作人员在安装水电站涡轮机


水力发电原理图


人类利用水能,比风能还要早。中国在西汉时期已经有用水舂米的水碓了,古希腊农民则利用水轮把麦子磨成面粉。后来,欧洲人用水来粉碎矿石,挤缩布匹,还借助于水流的动力来驱动水轮等各种生产机械。19世纪晚期,水能成为发电的能源之一。1882年,全世界第一座水电站在美国威斯康星正式投入使用;中国第一座水电站——昆明石龙坝水电站建于1912年。

常规的水力发电是指对陆地水系的能源利用,其基本原理是,利用河川、湖泊等位于高处的水体所具有的势能,当水流降落至低处时,带动水轮机,从而将水中的势能转换成动能,再通过水轮机推动发电机产生电能。

典型的水电站由三部分组成:蓄水的水库、控制水流的大坝和产生电力的发电机。水电站具有发电成本低、高效灵活的优点,同时还可以与防洪、灌溉、航运、养殖、旅游等多个方面组成水资源综合利用体系。水能在转换为电能的过程中不发生化学变化,不排出有害物质,对空气和水体本身不产生污染,因此是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。当然,建造大型水电工程,尤其是建造高坝与大水库,对自然生态环境多少会有所改变和破坏,因此在水电开发的全过程,项目的选择、建设、运营都需要真正体现生态效益、经济效益和社会效益的统筹兼顾。来源: 十万个为什么  作者: 胡立业 科普中国

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