水电是一种可再生性能源,能量来源其实就是水流产生的动能,简单来说,只要地球的水循环系统正常运转,就能够持续提供能量,不会像化石燃料一样面临枯竭的问题。

所以一直以来,全世界各个国家都在大力发展水利发电,虽然现阶段光伏发电和风电是大热门,但从经济效益上来,明显水电更具有性价比。

在这方面,我国又创造了一个奇迹:让1滴水发11次电!

那么这究竟是如何做到的呢?接下来就让我们一探究竟吧!



1.黄河上游澎湃“绿能”羊曲水电站

羊曲水电站位于青海省海南藏族自治州,三台40万千瓦混流式水轮发电机组全面投产,为青海及周边地区提供稳定的电力供应!

如果从年均发电量来看,羊曲水电站规模并不大,只有47.32亿千瓦时,大约能满足158万个家庭的年用电需求。

要知道三峡水电站装机容量达2240万千瓦,白鹤滩水电站装机容量为1305万千瓦,乌东德水电站装机容量为1020万千瓦,溪洛渡水电站装机容量为1386万千瓦等,这么看来,羊曲水电站的装机规模,远小于这些大型水电站。



但是这座水电站的存在却意义重大!它不仅可以推动当地经济发展,同时也是黄河上游水电开发的重要组成部分,羊曲水电站的建成投产对于优化能源结构、促进区域经济社会发展、推动黄河流域生态保护和高质量发展等方面,都具有重要的作用。

我国在黄河上游已经建成11座大中型梯级水电站群,总库容超过310亿立方米。



作为货真价实的绿色能源,我们不能只看羊曲一座水电站,而是应该整体来看,这样一来,当地就可以形成“库区效应”,换句话说,梯级水电站群对生态环境有着巨大的促进作用。

大家知道吗?有了这片梯级水电站群,黄河上游就增加了600平方公里的湿地面积,这不仅可以改善周边生态气候,还可以进一步提升防洪、防凌、灌溉、供水及生态保护等综合效益。



2.如何做到1滴水发11次电?

羊曲水电站是梯级水电站群的一部分,也正是因为如此,所以才要将梯级水电站群看作一个整体。如果单靠羊曲水电站“单打独斗”,是无法做到1滴水发11次电的!

这主要是靠黄河上游干流河段的11座大中型梯级水电站群实现的,主要原理是利用了水的势能和动能,在不同水电站之间的多次转换。

把十一个水电站看作是一个能够连续的水力发电系统,这些呈阶梯状分布在黄河干流上,前一级水电站的尾水成为下一级水电站的进水,依次类推,就可以到达1滴水发11次电的惊人成果。



“水往低处流”,当水流从高处流向低处,其中的势能就会转化为动能,冲击水轮机旋转,进而带动发电机发电。

当水流经过第一级水电站时,部分势能转化为电能,而水流出该水电站时,虽然势能减少,但仍具有一定的动能和势能,继续流向下一级水电站。

如果将这十一座发电站加在一起,它们的装机总容量就可以达到惊人的1183.92万千瓦,年均发电量为419.36亿千瓦时。这样一来,水电站产生的绿色能源就非常可观了!



3.羊曲水电站,国内首座镶嵌混凝土面板堆石坝

羊曲水电站坝址地形十分有特点,这里两岸河谷狭窄、岸坡陡峻,一般建造方法并不适合,这也给建设者们带来了一定的困难,正因为如此,羊曲水电站才会采用镶嵌混凝土面板堆石坝的方式。

它是在传统混凝土面板堆石坝的基础上,又在上游侧底部嵌入混凝土重力坝。



这样一来,就充分发挥了混凝土重力坝和堆石坝材料的各自优势,减少了狭窄河谷岸趾板开挖量约5万立方米,降低趾板岸坡高度60米,缩短面板及接缝斜长103米,同时降低了坝体沉降量。

此外羊曲水电站还是黄河流域首座数字孪生电厂,其中包括了数据中心建设、孪生底座建设、建设期智能应用开发,以及运维期智能应用整体设计开发等,水电站投入运行后,不需要大量人工,它自己就能自动运行维护。



4.水电站智能化建造模式

羊曲水电站在建造过程中,采用了大量无人驾驶自动化摊铺和碾压技术,无人驾驶挖掘机、运输卡车、无人驾驶自卸卡车通过导航卫星对施工场地进行数字化建模,将大坝的设计模型“切片”成层,形成每一层的施工规划和任务分配。

通过这种方式,羊曲水电站就被一层一层地“打印”出来,那么这到底是如何做到的呢?

在施工过程中,无人驾驶推土机和摊铺机,按照系统规划的路线和指令,对运来的坝料进行定位和摊铺。



无人驾驶碾压机则负责对摊铺好的坝料进行压紧,使坝体的各层夹层坚实稳定,在整个施工过程中,传感器会实时传输数据,中央人工智能系统利用这些数据来监控建筑质量。

这么做可要比人工高效多了,而且还能有效提高施工质量,同时还降低劳动强度和安全风险,将工人从繁重、重复和危险的工作环境中解放出来,减少了人工操作可能带来的失误和安全事故,也缓解了高海拔地区人力短缺的问题。



羊曲水电站在建设中与高校合作创新研发了高分子材料,并采用了纳固材料,比如说使过流面的耐磨性提升了10倍耐磨高分子材料。能够提高了防水抗渗等级,增强了大坝面板抗裂性能和耐久性的纳固材料。

不得不说,随着科技的发展,咱们国家在搞基建方面,真的是越来越强大了!



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