華盛頓州橋港市的約瑟夫酋長水壩,便是一項不須大型水庫的大型川流式發電案例]]
川流式發電(,ROR)為一種雖藉由水力但僅需要少量的水或不需儲存大量的水來進行發電的水力發電形式。川流式水力發電幾乎完全不需要水的儲存,或僅需要興建極小的儲水設施,而在興建小型儲水設施時,這種儲水設施便被稱為調整池或是前池。由於沒有大型儲水設施的建置,川流式發電對於引用水源的季節性水量變化十分敏感,因此川流式發電廠通常被定義為來源。而如果川流式發電廠中建置一座可在任何時間調節水流量的調整池,將可作為一座調峰電廠或是基載電廠。
桂山發電廠的粗坑壩,供應下游的川流式發電廠粗坑發電廠進行發電,其壩高僅6.8公尺,對於環境影響有限。]]
概念
川流式發電被認為是最理想於維持發電廠所在溪流最小的流量或調節湖泊或水庫注入來源的上游水量。
這類型的水力發電模式,通常會在發電廠所在溪流的上游興建一座小型水壩,以利於有足夠的水流量可進行發電,然後透過進水口、導水路,再進入壓力鋼管,將水以位能轉換動能向下衝入位在較低海拔高度的水輪機,水流進入水輪機後旋轉帶動發電機發電,後由尾水管吸出,最終排出發電廠 ,然後水透過水輪機轉動發電後,會再度排放至該條河川的下游。
川流式發電廠在廠房外觀與設計上,與傳統的水力發電方式有著顯著的不同。傳統的水力發電形式,也就是水庫式發電,會興建大型的水庫來蓄存大量用來發電的水流,然而此種方式將可能會淹沒大片土地。相較之下,川流式發電並沒有上述中對於水壩或水庫興建上不利的問題,這就是為何川流式發電會被認為是較為環保的電力生產方式 在加拿大,自從1980年代以後,已不再興建會對環境造成重大影響的大型水庫。
“川流式(run-of-the-river)”一詞,在世界各地的水力發電術語中皆有不同的意義來表達,部分國家的術語中,如果水力發電廠發電時沒有進行儲水,卻設置一座有限的儲水設施,也會被定義為川流式發電,部分的水力發電廠設計者也會將計畫興建的發電廠類型定義為川流式發電,以降低社會大眾在水力發電對於環境影響的關注目光。(BIS)對於川流式發電的定義如下:
目前,一些川流式發電廠的規模與發電量已經媲美於傳統的水庫式發電。例如:2006年加拿大不列顛哥倫比亞省的一項川流式水力發電興建案,其設計裝置容量達到1,027兆瓦。雖然,川流式水力發電的優勢在於不需要大型水庫的興建,然而,川流式發電的特性,因此衍生需要在上游建有大型水庫才能夠穩定替下游供水的問題,所以部分的川流式發電廠也會興建在大型水壩或是水庫的下游。其中一個案例是1995年,裝置容量1,436兆瓦的,其上游的大型水壩與水庫,便是1980年代的項目。
優勢
當能源生產開發聚焦於所在的發電廠大小以及位置之下,川流式發電的開發能夠創造出一個對於周遭環境生態與居民集住地來說永續能源生產又能低環境影響的極大優勢。。因此川流式發電不能協調發電的輸出量以滿足供電需求。它的發電量極大的取決所在河川的季節性和水流量,當溪水流量極大時(如春季山洪的大量河水)便能夠製造出大量的電力,
加拿大不列顛哥倫比亞省的山區以及豐富的大型河川已使該地區成為全球的試驗各種新興川流式發電技術的地方。截至2010年3月,該省政府收到628張尚未決議的水權申請牌照,並且這些申請的目的皆僅用於發電 - 代表該地區擁有超過750個具有潛能的水力發電開發點。
顧慮
川流式發電中,對於興建時的全方面影響,目前仍然沒有完全明白或考慮周全,包括以下內容:
- 截流大量的河水,並減少河流流量,影響水流速度與河流深度,大限度的減少了魚類與其他水生生物棲息地的範圍;夏季時,降低流速的河水會河水水溫升高而影響河流中的鮭魚與其他魚類。並且不包括指定條件改變時是否需更改水權的條款,這意味著維持水生生物基本生存水量和發電時節流河水的衝突更加無法掌控或往後發電廠管理者會任意決定是否增加發電水量,並減少向下游流放水生生物所需的基本水量。
主要案例
- ,巴西,帕拉州
- 約瑟夫酋長水壩,
- ,
- ,加拿大,不列顛哥倫比亞省
- ,
- 印度,薩特萊傑河
- ,巴基斯坦,印度河
*
- ,巴基斯坦,穆紮法拉巴德,杰赫勒姆河
- ,巴基斯坦,自由克什米爾,穆紮法拉巴德,杰赫勒姆河
- ,印度,奇納布河
- ,加拿大,魁北克省
- ,尼泊爾,456 MW
- ,加拿大,不列顛哥倫比亞省
- 福雷斯特克爾水力發電開發案,加拿大,不列顛哥倫比亞省
- ,巴基斯坦,昆哈河
- 上鳥羽谷水力發電廠,加拿大,不列顛哥倫比亞省
- ,(UKHP)斯里蘭卡,塔勒沃凱萊
臺灣
東興發電廠,便是一項極小型的川流式水力發電案例,該廠僅有裝上兩部裝置容量共800KW的發電機,水頭高度僅17公尺。]]
臺灣由於本身的地形與氣候因素,導致河川坡陡流急,不利於大型水庫的興建,因此臺灣大多數的水力發電廠皆是川流式水力發電廠,從最高數百公尺的水頭,至最低20公尺以下的水頭高度,皆能夠建立川流式發電廠。
參見
*水輪發電機
*水輪機
*水力發電
*抽水蓄能式發電
註釋
資料來源
- Freedman, B., 2007, Environmental Science: a Canadian Perspective; 4th edition, Pearson Education Canada, Toronto, pp 226,394.
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