水力發電原理與應用：水力發電

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水力發電（英語：hydroelectricity，hydroelectric power）是運用水的勢能（水能）轉換成電能的發電方式，其原理是利用水位的落差（勢能）使水在重力作用下流動（動能）。例如從河流或水庫等高位水源引水流至較低位處，水流推動水輪機使之旋轉，帶動發電機發電。高位的水來自太陽熱力而蒸發的來自低位的水份，因此可以視為間接地使用太陽能。由於技術成熟，是目前人類社會應用最廣泛的可再生能源。

以水力發電的工廠稱為水力發電廠，簡稱水電廠，又稱水電站。

水力發電利用水位的落差（勢能）使水在重力作用下流動（動能）衝擊帶動發電機的水輪機，再將動能轉換成電能。其中水力迴路的水泵是能量來源，在整個環節的最後將水流抬升至高水位，完成一迴路循環。

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，打開主閥(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。

水庫式水力發電（英語：Conventional hydroelectricity），又稱堤壩式水力發電。是以堤壩儲水形成水庫，其最大輸出功率由水庫容積及出水位置與水面高度差距決定。此高度差稱為揚程又叫落差或水頭，而水的勢能與揚程成正比。

川流式水力發電（英語：Run of the river hydroelectricity），又稱引水式水力發電或徑流式水力發電。川流...