水力能源教学课件

1第五章 水力能源l水力能源的特性与种类l水力能源的评估l台湾水力能源开发现况l水力能源开发对环境之效应l水力能源开发的方向2水力怎么水力怎么发电？l传统水力电源的开发，依地理环境之不同而有各种方式，但均系利用水的落差及流量来推动水轮机，带动相关之发电机来发电。3水力怎么水力怎么发电？l所谓落差，即前池水位及水轮机中心线标高之差前池是水路末端水压钢管前的一水池川流式并无调整能力4水力怎么水力怎么发电？l在调整池式电厂则具有一日的蓄水，在水库式电厂则具有很大的储水量所谓流量，即水从高处流经水轮机叶片时之水量落差及流量大小均与发电量成正比例l各种水力发电最大不同点，大致在其取水方式。6电源开发规划电源开发规划主要着眼于满足未来用电需求，而影响未来用电负载之因素很多，包括：1.政府经济成长预测及策略2.近期负载成长实绩3.产业结构变化4.节约能源与汽电共生预测5.人口成长率6.国外经济与能源情势7电源开发规划电源开发规划主要着眼于满足未来用电需求，而影响未来用电负载之因素很多，包括：1.政府经济成长预测及策略2.近期负载成长实绩3.产业结构变化4.节约能源与汽电共生预测5.人口成长率6.国外经济与能源情势8电源开发方案修订l每年电源开发方案修订，主要依据事项有：1.施工中电源工程进度2.政府审核及规划中电源计划进度检讨3.国际能源供应情势4.新厂址取得时程5.现有机组运转情形6.紧急替代计划9电源开发负载现况101112水力能源的特性与种类l落差发电基本原理：物流体自高处落下，由位能变成动能推动水轮机带动发电机。所以水力发电的两个要素为(1)落差或称为高程差(2)流量或称为单位时间的流水体积13落差发电l落差发电-坝式电力系统在河川的中上游利用人工构造物建一挡水设施，借着高差直接将位能转换为动能，进而换成电能。141516落差发电l落差发电-川流式电力系统在中下游河段，建一较小的拦河堰，把大量的水体引到水轮机，带动发电机，直接由动能变成电能。1718落差发电l落差发电-抽蓄式水力发电在河川的上游建一个水库(上池)，下游也建一个调节池。日常尖峰用电可以将上池的水放下发电，晚上则由核电厂的剩余电力回送下池的水道上池，构成有效水力的重复使用。19潮汐发电l单库单项发电系统l单库双向发电系统l双库连续发电系统20温差发电l利用水面的温海水雨水面下的冷水交换作用产生水流而发电，一般而言系统包括*厂房*海水管路系统*动力传输系统21水力能源的评估l水力能源的计算水位差与流量l水力能源经济益本比与最大获益l其他能源的比较火力、核能与风力22台湾水力能源开发现况l理论水力蕴藏量1163万千瓦l可发水力能源约为理论值的50%l最大蕴藏量浊水溪(189)与高屏溪(185)23台湾水力能源开发现况24台湾水力能源开发阶段l光复前的水力发电(-34)-总装置22万千瓦l光复后复旧期(34-39)-抢救既有电力l初步的水力发电建设(39-41)-大甲溪计划l规划建设阶段(41-64)-曾文与德基(136KW)l水力发电由主转辅(64-)25能源系统图26士林水力发电工程l本计划系配合鲤鱼潭水库第二期工程大安溪导水路工程，利用士林导水路落差与流量于隧道出口末端设置电厂发电。本计划于大安溪中游士林吊桥处河床兴建一混凝土重力坝，坝后形成调整池，调蓄上游大安溪流域之流量，进水口设于坝上游右侧，引水经5,552公尺之压力隧道至景山溪上游山腹内，设地下电厂发电，发电尾水泄放入鲤鱼潭水库调蓄，供下游公共给水。本计划之设计水头259.58公尺，电厂装机二台，每台容量4万瓩，总装置容量8万瓩。本计划已于民国八三年八月开工，九年七、九月各一部机商转。27景山水力发电计划l本计划系配合鲤鱼潭水库之落差及放水量于水库下游兴建景山电厂发电，以充分开发国内水力资源，增加电力系统之尖峰供电能力。本计划设计水头72.8公尺，设计流量35.0秒立方公尺，装置容量22,000瓩，完成后可增加系统净尖峰能力14,820瓩，年发电量69.92百万度。本计划预订于民国九三年一月开工，九六年一月商转。2829德基德基发电厂厂l位于台中县境内，系一水库式发电厂，是大甲溪流域沿线五座水力电厂之枢纽。58年底开工，63年3部机组先后商转，总装置容量234千瓩。本工程原名达见大坝工程，耗资新台币51亿余元，承先总统蒋公赐名德基发电厂。30德基德基发电厂厂31明潭抽蓄明潭抽蓄发电厂厂l与大观二厂(总装置容量1,000千瓩)同属抽蓄式水力电厂，皆位于南投县，均利用深夜剩余电力抽水储存于上池日月潭，尖峰负载时放水发电。本厂于76年9 月兴工，82年至84年间六部机组陆续商转，总装置容量1,602千瓩，为亚洲第一、全球第四大之抽蓄电厂。32明潭抽蓄明潭抽蓄发电厂厂33巨工巨工发电厂厂l巨工电厂为一调整池式发电厂，位于南投县水里乡巨工村，水里溪与铳柜溪交会三角地带，为浊水溪流域日月潭区电力开发主要电厂之一。34浊水发电厂更新计划l浊水发电厂位于云林县林内乡乌涂村，系引用云林农田水利会所属之浊干线灌渠之流量发电。该厂兴建于民国十二年，运转迄今已逾七十年，机组老旧且效率偏低，亟待更新，近为配合政府集集共同引水计划及六轻工业用水分水工程之兴建，未来可供发电流量稳定增加，故积极进行其更新可行性研究，经初步评估结果，电厂拟装设竖轴卡普兰式水轮发电机组一部，装置容量3,450瓩，年发电量为23.86百万度。预计于民国九二年七月开工，民国九四年七月商转。35新武界隧道及栗栖溪引水计划l本计划拟于武界坝上游左岸新建武界进水口引水，经新建武界引水隧道放入日月潭，并于栗栖溪河床标高约760公尺处建混凝土拦河坝及进水口一座，拦取溪水，经新建重力式引水隧道引入新武界隧道汇合，再引入日月潭统合应用，除确保日月潭水源外，并增加日月潭进水量，可提高日月潭发电系统利用率及运转可靠性。本计划预订于民国八八年一月开工，九三年四月完成。36大大观发电厂一厂厂一厂l大观发电厂包括一所惯常水力发电厂简称为大观一厂，及一所抽蓄水力发电厂简称大观二厂。两厂发电用水均取自日月潭，潭水来自浊水溪上游，在南投县仁爱乡武界地区筑坝拦水，经13,727公尺长之隧道，引注于日月潭，形成离槽水库，满水面积8.3平方公里，最大水深27公尺，最大储水量可达一亿四仟二百四十万立方公尺。潭水清澈，风光明媚，为本省观光胜地之一。37万大万大发电厂位置及厂位置及设备概况概况l万大发电厂位于浊水溪上游，南投县仁爱乡亲爱村万大，为该流域电力开发之枢纽。38万大万大发电厂位置及厂位置及设备概况概况l万大发电厂为浊水溪水力发电工程重要一环，因位居该水系最上游，除可获年平均发电量约二亿六千七百万度外，由于雾社水库之调节功能，可增加日月潭进水量，使其下游之大观、巨工、明潭三发电厂可靠电力增加，俾益工业发展甚巨。39万大万大发电厂位置及厂位置及设备概况概况l民国二十八年万大发电工程重要设施之雾社大坝兴工。l民国三十二年万大发电厂第三部机竣工，开始发电，装置容量15,300瓩。l民国三十三年雾社大坝工程，因二次大战而停工。l民国四十年光复后，成立雾社工程处，准备复工。l民国四十二年委托美国垦务局研究设计，将原设计之重力溢流坝改为拱形重力坝。l民国四十六年雾社水库部份工程竣工，开始蓄水，万大发电厂一、二部机计20,700瓩装竣并入系统供电。l民国四十九年雾社水库工程于八月底完成40大大观发电厂二厂厂二厂l大观二厂紧临一厂北侧系一所新建完成之抽蓄水力发电厂，以日月潭为上池，另于水里溪中游筑一混凝土重力坝为下池，进水口设于日月潭西岸，其下游接两条头水隧道，两座平压塔，两条埋入式压力钢管，下端共分为四支，安装四部抽蓄水轮发电机组，各有一条尾水道。紧临尾水道出口即为下池。41l大观发电厂l厂址:南投县水里乡车埕村明潭巷73号l联络电话:(049)277406542高屏发电厂竹门分厂更新计划l鉴于高屏发电厂竹门分厂至今已有九十年之运转记录，不但逾使用年限，且运转效率低。为确保运转安全，提升效率，亟需更新厂内设备。本更新计划系拟将竹门分厂进水口、重力隧道与明渠予以局部补修，并更新数座排砂闸门，新设前池、压力钢管、半地下厂房及尾水道等。更新后之电厂装设管状(S-type)水轮发电机组一部，设计流量14秒立方公尺，设计水头22.63公尺，装置容量2,670瓩，年发电量20.38百万度。本计划预定于民国九一年七月开工，九三年七月商转。43碧海水力发电计划l本计划系于和平溪支流和平南溪中游河床标高545.0公尺处构筑混凝土重力坝一座，坝后形成调整池，调蓄上游流量，于坝上游右侧设进水口，引水经一条长7,140公尺之压力隧道至下游和平溪本流河床标高100.0公尺处右岸山腹内设地下电厂发电，厂内装设竖轴佩尔顿式水轮发电机组乙部，装置容量6.12万瓩，发电尾水泄放入和平溪本流。本计划已奉政府核定准予实施，预定民国八九年一月开工，九五年一月商转。44台湾台湾电源源发展方案展方案45台湾十大土木史迹台湾十大土木史迹l淡水红毛城（城堡，建造期一六二九年）l(王留)公圳（灌溉设施，建于一七四至一七六二年）l l新店溪上游水力新店溪上游水力发电设发电设施（水力施（水力发电发电，建于一，建于一九三至一九五年）九三至一九五年）l三义乡龙腾断桥（桥梁，一九五至一九八年）。l阿里山森林铁路（铁路，一九三至一九一二年）l下淡水溪铁路桥（桥梁，一九一一至一九一三年）l彰化扇形车库（铁路，一九二二年）l乌山头水库（灌溉设施，一九二至一九三年）l l日月潭水力日月潭水力发电发电工程工程（水力（水力发电发电，一九一九，一九一九至一九三七年）至一九三七年）l l雾雾社大社大坝坝（大（大坝坝，一九，一九三九至一九五九年）三九至一九五九年）46水力能源开发对环境之效应l经济面的冲击单目标与多目标发电计划l环境面的冲击水源区的冲击人文与生态的变化行水区的冲击河相与河川特性47水力能源开发对环境之效应l社会面的冲击土地使用的限制水权重分配使用者付费的影响l法律面的冲击从水利处转到环保署从经济评估到环境影响评估48水力能源开发的方向l非工程性的现况改善l社会公平性的研拟l环境质量的维持l小型水力发电的推广l水力与其他电力系统联合运作的评估49环境质量的维持50KEY WORDSlHYDROPOWER lPUMPED STORAGE POWER PLANTlTHEORECTICAL HYDROENERGYlOCEAN THERMAL ENERGYlTIDAL ENERGYlWATER RIGHT IN HYDROSYSTEM