中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

科技     2021年07月20日

全世界最大的水電站發電量不是全球第一

這個話題引發了眾多朋友討論,在我們的印象中,三峽大壩無論是規模還是裝機容量,都是妥妥的全球第一,現在有人告訴你發電量不是全球第一,是不是有種被欺騙的感覺?

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

而事實上還真就是這樣,在三峽建成前,伊泰普水電站是全球最大的水電站,但在三峽建成後,伊泰普裝機容量(1400萬千瓦,三峽2250萬千瓦)屈居第二位,但它的年發電量依然壓過三峽一頭!為何裝機容量第一的三峽發電量不如伊泰普?

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

伊泰普水電站

三峽大壩的發電機組到底裝在哪裡?

三峽大壩位於長江三峽西陵峽內的宜昌市夷陵區三斗坪,下游38千米處就是葛洲壩水電站,三峽大壩屬於混凝土重力大壩,壩長2335米,底部寬115米,頂部寬40米,壩頂高度185米,正常蓄水位175米,通航船閘上下游水頭落差113米,是全世界最大的水利工程!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

上文這些數據你應該能大概了解一個三峽大壩的規模,那麼各位關心的水電站又是裝在哪裡呢?先上一張三峽大壩的資料圖,各位是否能判斷出水力發電機組的安裝位置:

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

請問發電機組裝在哪個位置?也許有朋友會猜不就是冒出水正在發電的中間位置嗎?當然相信更多的朋友已經猜到發電機組是在中間泄洪道的兩側!

左岸14台70萬千瓦發電機組

右岸12台、右岸地下6台70萬千瓦機組

總計2240萬千瓦,這不還少10萬千瓦呢,去哪了?因為還有2台5萬千瓦的電源機組,總計2250萬千瓦。

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

三峽的發電機組主要由德國福伊特(VOITH)公司、美國通用電氣(GE)公司、德國西門子(SIEMENS)公司組成的VGS聯營體和法國阿爾斯通(ALSTOM)公司、瑞士ABB公司組成的ALSTOM聯營體提供

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

相信各位一定很好奇,為什麼三峽要搞那麼多供貨商,這不應該同意供貨方便維修維護麼?但其實看到如下的條款你就明白這是為什麼了!

簽訂供貨協議時,都已承諾將相關技術無償轉讓給中國國內的電機製造企業。

70萬千瓦的機組有多大?各位看看水輪機就知道了

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

水力渦輪

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

轉子

與常見的小型發電機不一樣,三峽70萬千瓦的發電線圈在定子上,轉子上也有勵磁線圈,但電流不大,如果70萬千瓦輸出的是18KV的電壓,那麼定子的電流會是22453A,如果是35KV,那麼電流會在141454A左右(一般大型發電機電壓不會超過35KV)!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

水力渦輪和定子的結合工作方式

這個電流會大到讓你傻眼,不過定子上電阻很低,也有強大的散熱迴路,大型發電機常用用的散熱方式水氫氫冷卻,定子用水冷,因為不需要轉動,冷卻迴路設計方便,而轉子高速轉動用氫氣冷卻,內部循環,通過熱交換器向外部交換,氫氣純度要求96%以上,以免發生爆炸!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

2012年7月4日,三峽電站最後一台機組正式交付併網發電,三峽工程正式全面建成投產

為何伊泰普水電站能蓋過三峽一頭?

從此前公布的一份發電量來看,儘管伊泰普水電站在三峽電站建成後裝機容量屈居第二,但年發電量仍然高居榜首!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

世界20大水電站

儘管三峽水電站排名第一,但年發電量卻是第二,實在有些憋屈,這究竟是怎麼回事?

準確地說發電量和裝機容量之間有關係,但卻不是線性關係,因為發電量還和很多因素相關,比如如下幾個因素:

1、年徑流量

2、壩體前後水位落差

三峽所在的長江的年徑流量約為9600億立方米,三峽所在的上游年徑流量大約在3000億立方米,三峽的徑流量不會小!伊泰普水電站所在巴拉那河徑流量為5582億立方米,伊泰普水電站壩址所在年徑流量2860億立方米,兩者流量還是三峽水水電站稍勝一籌。

長江流域

那麼水頭高度呢?三峽的前後落差大約是113米,而伊泰普水電站則是120米,兩者以伊泰普水電站稍勝一籌,按理來說應該差不多,但是伊泰普水電站依然要比三峽高,難不成真的是設計和管理上有所不足?

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

伊泰普水電站引水管

其實在上文中還是少考慮了一個很重要的選項,那就是汛期和枯水期之間的徑流量差,長江的汛期集中在5-10月,占全年徑流量的70%以上。

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

巴拉那河是南美第二大河,汛期則集中在10月-2月,汛期和枯水期差異也比較大,汛期大約45000立方米/秒,枯水期也能達到6200立方米/秒,而長江枯水期甚至不足4000立方米/秒!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

枯水期的武漢天興洲

另一個相關的則是庫容,三峽水庫庫容大約393億立方米,伊泰普水電站的水庫庫容約為290億立方米,兩者與徑流量相比都小得很,比如即使是枯水期,庫容滿也就十幾天時間,所以想要用庫容來發電確實有些困難,主要還是徑流量比較均衡!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

不過如果用科學管理和搭配庫容調節,那麼三峽水電站也能將發電效率提高,而且三峽水電站最大的優勢是裝機容量巨大,比伊泰普水電站高出1/3,這個巨大的優勢搭配科學的管理,從2014年起就已經超過伊泰普水電站!

中國三峽大壩裝機容量世界第一,為什麼年發電量卻落後於第二?

總的來說,三峽水電站全球第一的說法並不過分,畢竟現在總裝機容量和年發電量均已經吊打伊泰普,很多自媒體說事的資料還停留在十年以前!