水力发电的10个创新

2011年2月：华盛顿州朗维尤（Longview）的鱼梯的景色，在那里Steelheads游泳。

图片提供Tess McBride/USFWS（根据CC by 2.0许可）

如果您是像淡水一样鳟鱼，您想看到的最后一件事是大坝。大坝阻止了少年鱼的上游运动到它们会产生并在余下的日子里生活的水。环保主义者长期以来一直为破坏大坝造成的灾难性。输入鱼梯。

技术最先进的鱼梯之一是在克拉克叉河上的汤普森瀑布水力发电厂的蒙大拿州。这是美国大陆上的第一个全长鱼梯，专门为公牛鳟鱼设计受到威胁的物种。耗资800万美元，72英尺（22米）的高梯子有48个步骤，鱼可能会攀登[来源：Holyoak，ppl蒙大拿州]。

上游游泳被排出的水吸引到梯子底部的小开口。他们开始爬上钢和混凝土鱼梯，与每一步都与潮水作斗争。48个台阶或游泳池中的每一个宽度约5英尺（1.5米），长6至10英尺（1.8至3米），顶部和底部都有开口。鱼最终到达一个17英尺（5米）的聚集游泳池，然后是一个握住坦克。一旦进入坦克，科学家就检查并标记了鱼，然后将其释放到大坝上方[来源：Holyoak，ppl蒙大拿州]。

鱼梯并不总是像它们设计的那样工作。马萨诸塞州阿默斯特大学单独的一项研究发现，只有一小部分鱼类安全地通过了大坝研究人员观察到的[来源：亚当斯]。

您可以在此插图中看到典型的水力发电厂的所有部分，包括Penstock Pipes。

©HowS兴发首页xtuffWorks

大自然知道一两件事。您要做的就是看。当一位水电工程师和医学科学家在20世纪末将他们的Noggins放在一起时，他们提出了一种新的方式，将现有水力发电站的力量提高了近10％[来源：Piesold和Caro]。他们所做的只是应用人血创建类似形状的船只penstock管。

螺旋杆骨与步枪桶相似，该步枪桶的内部刻有螺旋凹槽。匆匆水流过螺旋形的penstock，就像子弹通过枪管开始旋转。管道将水的流动直接集中在电动涡轮机上，从而改善了涡轮机的性能[来源：Piesold和Caro]。

发明家里克·迪克森（Rick Dickson）在阅读了关于博物学家和探险家查尔斯·威廉·比贝（Charles William Beebe）博士（如图所示）后，受到启发创建水圈，后者在1930年代的一个沐浴者中倾斜了海洋深处。

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在纸上看起来不错，但是发明家里克·迪克森（Rick Dickson）说，他的想法在测试时可以起作用。迪克森（Dickson湖泊或海洋。他称之为水圈并认为它可以产生多达500兆瓦的连续可再生能源[来源：舀]。

尽管他尚未建立原型或确保专利，迪克森的水圈是一种封闭的，圆柱形的水力水坝，在海洋或湖水的不同压力下起作用[来源：舀]。

迪克森的其他发明并不完全类似于水力发电的图标 - 胡佛水坝。

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水圈导致迪克森采取了另一个发明，即空气 - 抢劫生成器，他认为这是未来。AWG是一个充满空气的大型空心圆柱体，并在不同的深度固定在海底。电气发电机位于气缸内。为了产生动力，阀将水在巨大压力下进入设备。流水进入真空室，迫使活塞爬上一个定子，转子旋转的发电机的固定部分。当活塞向定子上移动时，它会产生电力[来源：免费新闻稿]。

当活塞到达定子顶部的金属停靠站时，它会释放一个连接到空心的阀浮潜管子位于气缸底部。管道打开，使空气减压。这再次迫使转子向定子降落，再次发电。还将水从圆柱体上推出，并将浮潜管从海洋表面拔出。水像间歇泉一样从管子顶部射出。然后，释放阀关闭，摄入量重新开放，循环重复自我。根据其大小和将其放置在海洋中的深度，AWG最多可以产生一千兆的连续力量[来源：免费新闻稿，，，，超越化石燃料]。该设备在发布时尚未被原型或专利。

一个基于波浪电力的发电机于2008年坐落在葡萄牙海岸上。技术故障在两个月后迫使波浪能农场离线。它使用了浮动管，其浮动运动泵送液压流体来驱动发电机。

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波浪的回声猛撞在岩石的海岸或沙滩上，是一种舒缓的声音。您知道这也是一个充满活力的声音吗？动能是运动的能量，涌入的水充满了它。那是因为波动被风和海洋地质[来源：关心科学家联盟]。

工程师和科学家提出了各种设备来利用波浪产生的基本能量。实际上，科学家说，如果我们只能在美国海岸（特别是西海岸）中提取15％的能源，那么美国就能产生与全国所有水电大坝一样多的电力[来源：关心科学家联盟]。

海洋可再生能源的TIDGEN涡轮机发电机单元已准备在Cobscook Bay Tidal Energy Project网站安装

图片提供海洋可再生能源

说到基本能量，您曾经在海洋中游泳吗？外向了浪潮将您从岸上拖走？潮汐带有强大的冲击力，我们可以用它们来发电。

2012年，美国的第一个潮汐电力项目之一开始向该公司传达权力电网。该项目是缅因州海岸附近的水下涡轮机，由Ocean Renewable Power Co.建造。涡轮机类似于老式的割草机，但本质上是一种海底风车。当潮汐冲入伊斯特波特附近的科布斯库克湾时，涡轮机的箔旋转。该地区的潮汐在缅因州最高，达到20英尺（6米）。2100万美元的发电机可以为25至30套房屋供电[来源：锋利的，，，，伍德德]。

Riverstar系统将涉及将模块放置在整个水道（如此处图所示的庄严的科罗拉多河），而不是在一个特定位置将其堵塞。

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该河流以发电为20世纪。大坝不仅改变了景观，而且还会影响野生动植物（还记得我们提到的那些鱼梯吗？）。如果我们可以在没有建造水坝和水库的情况下利用河流的力量怎么办？一家名为Bourne Energy的加利福尼亚公司认为，它找到了答案[来源：Bourne Energy]。

该公司的Riverstar系统像大坝一样，一直沿着河流而不是在一个地方收获动能。它的工作方式如下：工程师在河上放置了许多“模块”。每个模块由涡轮机，稳定器，系泊系统和能量转换系统组成。高张紧钢电缆将每个设备固定在适当的位置，并将其连接到阵列中。流动的水穿过涡轮机，随着它们旋转，它们会收集河流的能量，从而驱动发电机。伯恩官员说，Riverstar可以在河上产生50千瓦，水速为4节。该公司补充说，Riverstar不会影响移民鱼类的模式或阻碍河流交通。

Vivace可以在底特律河中找到其第一所房屋。

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2007年，密歇根大学的教授迈克尔·伯尼茨（Michael Bernitsas）通过观察鱼的流动方式，找到了一种利用流动河流动能的方法。他创建了一个他叫的设备体内，这对于水生清洁能量引起的涡旋振动是较短的[来源：涡流能量，，，，拉斐]。

正如任何鳟鱼渔夫都能告诉您的那样，当一群鱼流过水时，鱼会弯曲他们的身体并产生微小的漩涡状涡流。鱼将身体从涡流中推开，以推动自己向前。Vivace的工作方式相同。工程师在河流或海底上放置一系列圆柱体。传递电流流过圆柱体，从而产生涡旋，从而将圆柱体上下移动。每个圆柱体内部是一个磁铁，它在金属线圈上移动，产生电气直流电流。然后，Vivace接收直流电流并将其转换为AC。与其他基本技术不同，伯尼茨的发明可以利用缓慢移动的河流来利用能量[来源：涡流能量，，，，拉斐]。

涡轮机无处不在，您可以用水力发电。在海洋中。在河中。在管道中。这是世界上最大的水下涡轮机，于2011年10月19日在法国西部普洛维兹克的布雷希克湾（Brehec Bay）拍摄。

弗雷德·坦尼亚/法新社/盖蒂图像

下水道线，淡水线，废水管道和管道 - 几乎每个城镇都有某种水管在其中蜿蜒。如果有一种方法可以利用冲水穿过市政管道的力量怎么办？一项新的发明就是这样做的。

一家名为Leviathan的以色列公司创建了一个可以封闭在管道中的水轮机。当水冲过涡轮机时，它会产生电力。该设备称为Benkatina涡轮机，从流过封闭的水管，下水道，运河和管道的水中运行，从工厂中清除废水[来源：Leviathan Energy]。

您可以在房屋中使用水龙头和其他一些零件来创建水力发电厂。

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想象一下，将您的房屋变成一个迷你水电厂。这正是富尔顿创新的想法。这家总部位于密歇根州的公司创建了Lilliputian水力发电技术，可以为电钟，扬声器，扬声器提供动力时钟和电视，使用浴室水龙头中的水。

Fulton's Splashpower技术的核心是一种称为微型水力发电器的设备。这样的发电机通过使用房屋或建筑物中的水流来产生电力。每次您运行水使用Splashpower迷你发电机，您可以使用洒水系统，紧急照明，水柔软剂甚至室外营地照明，也可以使用迷你式电气设备来为电池充电[来源：飞溅力]。