风力发电与水力发电比较

水力发电，研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能，需要兴建不同类型的水电站。

水力发电系(Hydroelectric power)利用河流、[1]湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动力，推动发电机产生电能。利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。[1]水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。因水力发电厂所发出的电力电压较低，要输送给距离较远的用户，就必须将电压经过变压器增高，再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所，最后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压，并由配电线输送到各个工厂及家庭。

水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。

而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处，从而回复高位水源。

于1882年，首先记载应用水力发电的地方是美国威斯康辛州。到如今，水力发电的规模从第三世界乡间所用几十瓦的微小型，到大城市供电用几百万瓦的都有。

水力发电厂的种类

按集中落差的方式分类，有：堤坝式水电厂，引水式水电厂，混合式水电厂，潮汐水电厂和抽水蓄能电厂。

按径流调节的程度分类，有：无调节水电厂和有调节水电厂。

按照水源的性质，一般称为常规水电站，即利用天然河流、湖泊等水源发电。

按水电站利用水头的大小，可分为高水头(70米以上)、中水头( 15-70米)和低水头(低于15米)水电站。

按水电站装机容量的大小，可分为大型、中型和小型水电站。一般将装机容量在5,000kW 以下的称为小水电站，5,000至100,000kW的称为中型水电站，10万kW或以上的称为大型水电站或巨型水电站。

惯常水力发电的流程为：河川的水经由拦水设施攫取后，经过压力隧道、压力钢管等水路设施送至电厂，当机组须运转发电时，打开主阀(类似家中水龙头之功能)，后开启导翼(实际控制输出力量的小水门)使水冲击水轮机，水轮机转动后带动发电机旋转，发电机加入励磁后，发电机建立电压，并于断路器投入后开始将电力送至电力系统。如果要调整发电机组的出力，可以调整导翼的开度增减水量来达成，发电后的水经由尾水路回到河道，供给下游的用水使用。

水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源。但为了有水力发电效利用天然水能，需要人工修筑能集中水流落差和调节流量的水工建筑物，如大坝、引水管涵等。因此工程投资大、建设周期长。但水力发电效率高，发电成本低，机组启动快，调节容易。由于利用自然水流，受自然条件的影响较大。水力发电往往是综合利用水资源的一个重要组成部分，与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系。

水力发电是再生能源，对环境冲击较小。除可提供廉价电力外，还有下列之优点：控制洪水泛滥、提供灌溉用水、改善河流航运，有关工程同时改善该地区的交通、电力供应和经济，特别可以发展旅游业及水产养殖。美国田纳西河的综合发展计划，是首个大型的水利工程，带动整体的经济发展。

水利发电缺点总体概述：

1. 因地形上之限制无法建造太大之容量。单机容量为300MW左右。

2. 建厂期间长，建造费用高。

3. 因设于天然河川或湖沼地带易受风水之灾害，影响其他水利事业。电力输出易受天候旱雨之影响。 .

4. 建厂后不易增加容量。

5.生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的影响等。

6.需筑坝移民等，基础建设投资大。

7.下游肥沃的冲积土因冲刷而减少。

前世界上最大的水力发电机组转轮在三峡坝区加工完成，装船启运金沙江向家坝水电站。至此，三峡坝区已具备加工世界最大水电机组转轮的能力。

位于金沙江下游的向家坝水电站，是世界第四大电站，其安装的机组单机容量达81.2万千瓦，超过三峡成为世界最大水电机组。昨日启运的转轮，最大直径 10.5米、高4.7米、重406吨，是向家坝电站3号机组的核心部件，其尺寸、重量、技术含量和制造难度都为当今世界同类产品之最。