發電量不是全球第一?裝機第一的三峽大壩,發電量還不如第二名?

“三峽水電站大壩高程185米,蓄水高程175米,安裝32臺單機容量為70萬千瓦的水電機組,總裝機容量達到2250萬千瓦,從2012年7月4日已成為全世界最大的水力發電站和清潔能源生產基地”

這就是百度百科中查到的資料,因此在大家的印象中,三峽水電站就是全球第一,但事實上它裝機容量確實是全球第一,但年發電量卻不如裝機容量不及它2/3的伊泰普水電站!

全球裝機容量第一的三峽水電站

三峽水電站選址在我國最長的河流長江中游的宜昌市西陵峽

,1993年初開工興建,2003年7月10日,第一臺機組併網發電,到2009年全部完工,2010年10月26日,三峽

工程水庫試驗性蓄水首次達到175米最終水位。

三峽庫區是一個極其狹長的河道型水庫,全長640多千米,庫區面積1084平方千米,庫容量超過393億立方米。

三峽

電站的機組佈置在大壩的後側(下游側),總共安裝了32臺70萬千瓦(700MW)水力渦輪機組,左岸14臺、右岸12臺、右岸地下6臺,另外還有2臺5萬千瓦的電源機組,因此總裝機容量為2,250萬千瓦(有些資料中是2240萬千瓦,不計算電源機組)全球第一,年發電量約1,000億

千瓦·時。

三峽水電站裝機容量遙遙領先,為什麼發電卻不如伊泰普水電站

這裡確實有個問題,從年發電量來,三峽甚至還不如裝機容量只有1400萬千瓦的伊泰普水電站,比如在2016年,伊泰普水電站的年發電量為103,098GWh,而三峽水電站則只有93,533GWh,雖然相差不是特別大,但伊泰普水電站裝機容量不足三峽的2/3,究竟是什麼原因導致了兩者之間如此反差?

決定發電量的幾個要素

水力發電利用的是水資源的重力勢能,那麼能決定它的幾個引數就是總水量多少(河流徑流量),水壩前後的有效水位落差,以及總裝機容量與年發電時間。

長江年均徑流量為

9600億立方米,壩體前後

有效水位落差約113米(實際可利用水位小於此高度),裝機容量上文已經有述。

伊泰普水電站所在的巴西與巴拉圭交界的巴拉那河

,年均淨流量為

5582億立方米,壩高196米,壩體前後有效水位落差為120米左右(實際有效水頭為118米)。

兩個電站都在中游,徑流量比例也接近一半,落差也差不大,整體優勢上三峽非常明顯,因為決定發電量最關鍵的一個因素是徑流量,而三峽大壩所在的長江,徑流量是巴拉那河的2倍,但問題是三峽電站的發電量居然不如伊泰普水電站,難道是三峽設計先天不足?

決定性因素:發電有效流量與年發電時間

長江的徑流量儘管很大,但有一個非常不利的因素,長江存在豐水期和枯水期,每年的夏秋季(5-10月)是長江的豐水期,抗洪搶險一般就發生在這幾個月份,此時的上游來水超出了三峽庫區的極限,就需要洩洪,當然在洪峰到來之前,還要把三峽庫區的水位降到

防汛限制水位,以便留出足夠的庫容迎接洪峰,防止直接衝擊下游。

三峽大壩洩洪

因此大量的徑流量就這樣被洩洪槽白白地排入了下游,這些水會被計算在徑流量之內,但對發電卻沒有任何幫助,不過對調節水庫的泥沙淤積是有用的。長江豐水期的流量佔了全年總量的70%以上,長江豐水期大約有50%左右的流量就是這樣被消耗的。

而巴拉那河地處南美熱帶雨林,流域內

降水豐富,儘管也存在枯水期,但時間比較短,主要集中在8~9月,而且

巴拉那河支流水系遍佈南美洲東西部,徑流量還存在互補,因此對伊泰普水電站全年發電時間比較有利的。

不過伊泰普水電站還是吃虧於總徑流量偏低,因為三峽水電站年發電量自2014年超過伊泰普水電站之後,就只有2016年略低,其餘年份都是吊打伊泰普,所以三峽電站要說世界第一,還真名副其實,但這個名號是從2014年才真正開始的。

伊泰普水電站控制室

延伸閱讀:發電站發出來的電沒人用時,電能到哪裡去了?

這可能是大家一直疑惑的問題,這發電站日夜不息的在發電,但晚上大家都不用電時這些多餘的電都去哪了呢?

估計有朋友會回答,你不用電,不代表工廠不用電不是嗎?但事實上凌晨時段確實是用電低谷,發電站此時多餘的電,去了哪裡?

答案倒是非常簡單,整個電網中都沒有多餘的電,用電端用多少,發電機發多少,當然還有線損與變電所等損耗,整體上是能量守恆的,不存在多餘一說,這是負荷降低時發電站也會減少水流量,關閉發電機組等保證水力資源不浪費等。

當汛期或者太陽能與風能無法限制這些機組時候,只能洩洪或者關閉,或者使用出水蓄能將這些能量利用起來,等到用電高峰期再發電回饋電網。

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