水能，可再生能源，也是一種清潔能源。水能發電主要是利用水的流動性這一特點，利用落差使水的動能和勢能轉化為電能。是多水國家首選的發電方式。在上游透過建大壩、水庫等方式製造落差，在動能最大處安裝發電機組使水能帶動發電機轉子工作來產生電能。

一種是用落差來發電，也就是通常所說的水利發電；

一種是利用潮水的漲落來發電，也就是嘲汐發電；

還有一種是利用海水來發電，利用海水中大量的離子，再加以一定的磁場，利用離子在磁場中的運動而在水中的兩個極板間形成電勢差（也就是電壓）來發電。

某種意義而言，水力發電就是將水流的勢能轉化成電能的過程，具體而言的話就是利用水流從高處落下時勢能推動水輪機產生機械能，再以水輪機推動發電機產生電能。

水力發電是相對火電、核電比較清潔環保的一種發電方式，當然產生電力之後因為需要經過升壓變壓器進行升壓、輸送線路、降壓變壓器、配電線路之後才能使用！

人們是如何利用水能發電的？

一、水力發電的原理：

水力發電過程其實就是一個能量轉換的過程。

江河水流一瀉千里，蘊藏著巨大能量，把天然水能加以開發利用轉化為電能，就是水力發電。構成水能的兩個基本要素是流量和落差，流量由河流本身決定，直接利用河水的動能利用率會很低，因為不可能在整個河流的截面水佈滿水輪機。

水力利用主要利用勢能，利用勢能必須有落差，但河流自然落差一般沿河流逐漸形成，在較短距離內水流自然落差較低，需透過適當的工程措施，人工提高落差，也就是將分散的自然落差集中，形成可利用的水頭。

因此在天然的河流上，修建水工建築物，集中水頭，然後透過引水道將高位的水引導到低位置的水輪機，使水能轉變為旋轉機械能，帶動與水輪機同軸的發電機發電，從而實現從水能到電能的轉換。發電機發出的電再透過輸電線路送往使用者，形成整個水力發電到用電的過程。

二、水力發電的發展

在中國電力需求的強力拉動下，中國水輪機及輔機制造行業進入快速發展期，其經濟規模及技術水平都有顯著提高，中國水輪機制造技術已達世界先進水平。

目前，中國水輪機及輔機制造行業綜合實力明顯增加，全行業呈現出蓬勃發展、充滿活力的可喜局面，行業趨好的標誌表現在經濟執行質量的提高和經濟效益的顯著增長。2010年，中國水輪機及輔機制造行業規模以上(全年銷售收入在500萬元以上)企業68家，實現銷售收入44.70億元，同比增長2.35%;實現利潤總額3.23億元，同比增長4.16%。

目前，節能、環保、高效機組已成為發電裝置產品的發展方向，作為水力發電裝置重要組成部分的水輪機，未來也將朝著大功率和高參數方向發展。大型混流式水電機的中國產化還帶動了中國貫流式水輪機和衝擊式水輪機的技術進步，中國水輪機制造業在國際市場上的地位不斷提高。

2010年，中國水電裝機規模達到2.11億千瓦，新增核准水電規模1322萬千瓦，在建規模7700萬千瓦。根據中國對國際社會做出的“2020年非石化能源將達到能源總量15%”承諾，中國水電行業2020年裝機容量須達到3.8億千瓦。而即使按照中國公佈的《可再生能源中長期發展規劃》，確定到2020年水電裝機容量要達到3億千瓦，國內11年內將新增單機容量50千瓦以上的大型水電機組近300臺，每年平均新裝25臺50萬千瓦及以上大型水電機組。若按2020年達到3.8億千瓦的裝機容量，中國所需的水輪機及輔機裝置將進一步增加，中國水輪機及輔機行業發展前景廣闊。

三、水力發電的簡介

水力發電系(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位於高處具有勢能的水流至低處，將其中所含勢能轉換成水輪機之動能，再借水輪機為原動力，推動發電機產生電能。利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉動，將水能轉變為機械能，如果在水輪機上接上另一種機械(發電機)隨著水輪機轉動便可發出電來，這時機械能又轉變為電能。水力發電在某種意義上講是水的位能轉變成機械能，再轉變成電能的過程。因水力發電廠所發出的電力電壓較低，要輸送給距離較遠的使用者，就必須將電壓經過變壓器增高，再由空架輸電線路輸送到使用者集中區的變電所，最後降低為適合家庭使用者、工廠用電裝置的電壓，並由配電線輸送到各個工廠及家庭。

四.水力發電的種類

按集中落差的方式分類，有：堤壩式水電廠，引水式水電廠，混合式水電廠，潮汐水電廠和抽水蓄能電廠。

按徑流調節的程度分類，有：無調節水電廠和有調節水電廠。

按照水源的性質，一般稱為常規水電站，即利用天然河流、湖泊等水源發電。

按水電站利用水頭的大小，可分為高水頭（70米以上）、中水頭（ 15-70米）和低水頭（低於15米）水電站。

按水電站裝機容量的大小，可分為大型、中型和小型水電站。一般將裝機容量在5,000kW以下的稱為小水電站，5,000至100,000kW的稱為中型水電站，10萬kW或以上的稱為大型水電站或巨型水電站。

五.水力發電的流程

慣常水力發電的流程為：河川的水經由攔水設施攫取後，經過壓力隧道、壓力鋼管等水路設施送至電廠，當機組須運轉發電時，開啟主閥(類似家中水龍頭之功能)，後開啟導翼（實際控制輸出力量的小水門）使水衝擊水輪機，水輪機轉動後帶動發電機旋轉，發電機加入勵磁後，發電機建立電壓，並於斷路器投入後開始將電力送至電力系統。如果要調整發電機組的出力，可以調整導翼的開度增減水量來達成，發電後的水經由尾水路回到河道，供給下游的用水使用。

六.水能發電的優勢

水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源。但為了有效利用天然水能，需要人工修築能集中水流落差和調節流量的水工建築物，如大壩、引水管涵等。因此工程投資大、建設週期長。但水力發電效率高，發電成本低，機組啟動快，調節容易。由於利用自然水流，受自然條件的影響較大。水力發電往往是綜合利用水資源的一個重要組成部分，與航運、養殖、灌溉、防洪和旅遊組成水資源綜合利用體系。

總結

水力發電是再生能源，對環境衝擊較小。除可提供廉價電力外， 還有下列之優點：控制洪水氾濫、提供灌溉用水、改善河流航運，有關工程同時改善該地區的交通、電力供應和經濟，特別可以發展旅遊業及水產養殖。美國田納西河的綜合發展計劃，是首個大型的水利工程，帶動整體的經濟發展

擴充套件資料

1).新能源發電之太陽能發電

太陽能發電根據利用太陽能的方式主要有透過熱過程的太陽能熱發電（塔式發電、拋物面聚光發電、太陽能煙囪發電、熱離子發電、熱光伏發電及溫差發電等）和不透過熱過程的光伏發電、光感應發電、光化學發電及光生物發電等。目前主要應用的是直接利用太陽能的光伏發電(PV，Photovoltaic)和間接利用太陽能的太陽能熱發電(CSP，Concentrating Solar Power)兩種方式。其中直接利用光能進行發電的光伏發電由光伏(PV)電池、平衡系統組成；間接利用光能是將太陽能轉換成熱能，由儲熱進行發電的太陽能熱發電（光=熱-電），CSP根據收集太陽能裝置的佈置方式可分為槽式( Linear CSP)、塔式(Power Tower CSP)和盤式(Dish/EngineCSP)三種類型。

2.).新能源發電之地熱發電

地熱發電是把地下熱能轉換成為機械能，然後再把機械能轉換為電能的生產過程。根據地熱能的儲存形式，地熱能可分為蒸汽型、熱水型、乾熱巖型、地壓型和岩漿型五大類。從地熱能的開發和能量轉換的角度來說，上述五類地熱資源都可以用來發電，但目前開發利用得較多的是蒸汽型及熱水型兩類資源。

地熱發電的優點是：一般不需燃料，發電成本在多數情況下比水電、火電、核電都要低，裝置的利用時間長，建廠投資一般都低於水電站，且不受降雨及季節變化的影響，發電穩定，可以極大地減少環境汙染。

目前利用地下熱水發電主要有降壓擴容法和中間介質法兩種。

3).新能源發電之海洋能發電

海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能和海水鹽差能等。潮汐能是指海水漲潮和落潮形成的水的動能和勢能；波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能；海流能（潮流能）是指海水流動的動能，主要指海底水道和海峽中較為穩定的水流，以及由於潮汐導致的有規律的海水水流；海水溫差能指海洋表面海水和深層海水之間的溫差所產生的熱能；海水鹽差能是指海水和淡水之間或者兩種含鹽濃度不同的海水之間的電位差。

4).海洋能發電具有以下幾大特點。

(1)能量蘊藏大且可以再生。地球上海水溫差能的理論蘊藏量約500億kW，可開發利用的約20億kW;波浪能的蘊藏量約700億kW，可開發利用的約30億kW；潮汐能的理論蘊藏量約30億kW；海流能（潮流能）的總功率約50億kW，其中可開發利用的約0.5億kW;海水溫差能蘊藏量約300億kW，可開發利用的在26億kW以上。

(2)能量密度低。海水溫差能是低熱頭的，較大溫差為20～25℃；潮汐能是低水頭的，較大潮差為7～10m;海流能和潮流能是低速度的，最大流速一般僅2m/s左右；波浪能，即使是浪高3m的海面，其能量密度也比常規煤電的低1個數量級。

(3)穩定性比其他自然能源好。海水溫差能和海流能比較穩定，潮汐能與潮流能的變化有規律可循。

(4)開發難度大，對材料和裝置的技術要求高

5).新能源發電之生物質能發電

生物質能資源是可用於轉化為能源的有機資源，主要包括薪柴、農作物秸稈、人畜糞便、食品製造工業廢料和廢水及有機垃圾等。利用生物質能發電的最有效的途徑是將其轉化為可驅動發電機的能量形式，如燃氣、燃油及酒精等，然後再按照通用的發電技術發電。

生物質能發電技術的主要特點如下：

(1)要有配套的生物質能轉換技術，且轉換裝置必須安全可靠，維修保養方便；

(2)利用當地生物質能資源發電的原料必須具有足夠數量的儲存，以保證持續供應；

(3)所用發電裝置的裝機容量一般較小，且多為獨立執行方式；

(4)利用當地生物質能資源發電，就地供電，適用於居住分散、人口稀少、用電負荷較小的農牧業區及山區；