人们常把手头富余的钱送到储蓄所里存起来,在需要花钱的时候,再把钱取出来.不知道你听说过没有,还有一种特殊的储蓄所,在这种储蓄所里存进去、取出来的不是钱,而是电能,人们形象地称之为“电能储蓄所”.也许你会说,那不就是蓄电池吗?不错,蓄电池确实能通过充电,把从外部输入的电能转化为化学能储存起来,当人们需要时,可以再把化学能转化为电能向外输出.虽然蓄电池具有电能的储存功能,可是它储存电能的能力实在是太小了,还称不上储蓄所.下面我们要向大家介绍的是一种真正意义上的电能储蓄所,这就是抽水蓄能电站.
为什么要建抽水蓄能电站呢?原来,在目前国内外众多的发电站中,火力发电站占了绝大多数.火力发电有个比较明显的缺点,就是无论在白天还是黑夜,发电机都要不停地工作,不可随意停机.如果过多地开机、停机,不仅会严重地影响机器的使用寿命,而且还会使发电效率大大地降低.于是,抽水蓄能电站便应运而生.
目前,世界上已在实际应用的蓄能电站只有抽水蓄能电站一种.那么什么是抽水蓄能电站呢?它又是如何工作的呢?
抽水蓄能电站就是利用电厂送入电网中的多余的电来驱动水泵,把水从低处(下池)抽到高处(上池)储存起来,在用电高峰时,再把高处池子里的水泄放出来,并带动水轮机转动发出电来.这种利用抽水蓄能来发电的电站,就叫做抽水蓄能电站.它的工作原理就是把多余的电能转化为水的重力势能储存起来,在需要的时候,再把水的重力势能转变成电能.这有点像人们日常生活中存款和取款的储蓄所,不同的是,抽水蓄能电站在抽水和发电的循环过程中会损失掉一部分能量.也就是说,存进去的能量多,取出来的能量少.即使如此,可算起总账来还是比较合算的.这是因为大部分本来会白白浪费掉的电能被储存了起来,并可以重新得到利用.
抽水蓄能电站是利用水力资源的一种重要方式,它巧妙地利用了用电低谷时电厂过剩的电力,把水从低处抽到高处储存起来,到用电高峰时再用它发电,以缓解和补充电力的不足.因此,它就像“电能银行”一样,既可以储电又可以发电.由于它的建设费用低,且不受河流地域的限制,可以建在用电区域中心附近,有利于减少电能输送的损失,并且水也可以反复利用,随时应急,因此备受人们的青睐.目前,这类电站约占发达国家电站总数的15%左右.
抽水蓄能电站的建设,是因为上世纪初人们从瑞士建造的一座水电站中得到的启发,那座水电站能把洪水期用不完的水抽到岸上高地的湖泊中储存起来,等到枯水季节再把水放下来发电.由此人们联想到,如果利用夜间剩余的电能把水抽到高处,等到白天用电高峰时,再把水放下来发电,这不就等于把电能储蓄起来了吗?因此人们给这种水电站起了一个非常形象的名字——抽水蓄能电站.
我国这类电站建设的起步较晚,最早的是台湾省于1981年4月至1985年8月建成的明湖抽水蓄能电站.它是以著名的日月潭为上水库,将水里溪拦断建坝作下水库,落差为309米,总装机容量为100万千瓦.
我国大陆的第一座大型抽水蓄能电站是1988年9月开工建设的广州抽水蓄能电站,它位于从化市吕田镇的南昆山,南距广州90千米,高达535米的落差和240万千瓦的装机总容量,使它成为我国第一个高水头、大容量的抽水蓄能电站,也是目前世界上规模最大的同类抽水蓄能电站.
我国第二座较大型的抽水蓄能电站是1997年9月建成投产的卓雍湖抽水蓄能电站,装机总容量为9万千瓦.它位于藏南的浪卡子县境内,以水面面积为600平方千米的羊卓雍湖为上水库,以雅鲁藏布江为下水库,水头落差高达840米,虽然装机容量不是很大,但修建却极为困难.工程建设人员克服了重重困难把它建成并投入使用,发挥了很大效益.
在我国华东地区,工业发达,人口稠密,用电高峰与低谷相差达数千万千瓦.靠近用电中心的天荒坪抽水蓄能电站于1999年建设并投入使用.它位于浙江省安吉县天目山中部,上水库利用天荒坪的天然盆地筑坝而成,平均落差约566米,装机总容量为180万千瓦,且机组将抽水与放水发电的两种功能集于一身,使用十分方便.用电低谷时抽水到高处的上水池,用电高峰时放水发电,每年可以增发近40亿度电.
这种抽水蓄能电站比一般的水电站优越,它可以循环使用发电的水,所以无论是枯水期还是丰水期,对发电能力的影响都不是太大.并且水库可以造得较小,不会淹没大量的农田,其造价只相当于普通水电站的一半.它的另一个显著特点是发电速度快,当电网供电不足时,它可以在一分钟左右的时间内由抽水变为放水发电,把电能迅速地输送出去,比火力发电站生火加热发电快多了.
大家可能会担心,用100度电抽上去的水再放水发电,发不了100度电,因此认为这样储蓄电能不合算.我想大家从下面的一个事实中可能会受到启发:瑞士人知道西欧白天的电价是夜间的两、三倍后,索性买下了邻国夜间的廉价电力,用来抽水蓄能,白天再放水发电,这样不仅满足了国内的电力消费,而且还作为电力出口,结果是大发其财.