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輸入計算

數學公式

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結果

水力發電輸出功率
1,667.7
千瓦(kW)
功率(W) 1,667,700 W
功率(MW) 1.6677 MW
全年發電量 14,609,052 kWh/year

什麼是水力發電功率計算器?

這款計算器可估算水力發電設施利用流動水能所能產生的電力。只要輸入體積流量、垂直落差(水頭)、水輪機與發電機的效率,以及水的密度,計算器就會回傳理論輸出功率(瓦、千瓦與百萬瓦),並進一步估算全年發電量。

使用方法

輸入以立方公尺每秒(m³/s)為單位的流量、以公尺(m)為單位的落差(即水下落的高度)、以百分比表示的整體效率(現代電廠通常為 80~90%),以及水密度(淡水一般為 1000 kg/m³)。計算器會立即算出可用功率。

公式解析

核心方程式為 $$P = \eta \times \rho \times g \times Q \times H$$ 其中 \(\eta\) 為以小數表示的效率、\(\rho\) 為水密度(kg/m³)、\(g\) 為重力加速度(9.81 m/s²)、\(Q\) 為流量(m³/s)、\(H\) 為落差(m)。其中 \(\rho \cdot g \cdot Q \cdot H\) 代表總水力功率;再乘上效率,即可反映水輪機、發電機與壓力鋼管中的能量損耗。

水電大壩剖面圖,顯示水頭高度 H 以及通過壓力鋼管流向水輪機的水流量 Q。
水力發電的關鍵變數:水頭 H(落差)與驅動水輪機的流量 Q。

實例計算

假設一座小型電廠的流量為 10 m³/s、落差為 20 m、效率為 85%,並使用淡水(1000 kg/m³)。則 $$P = 0.85 \times 1000 \times 9.81 \times 10 \times 20 = 1{,}667{,}700 \text{ W} \approx 1{,}667.7 \text{ kW}$$(約 1.67 MW)。若全天候持續運轉,每年約可產出 1,460 萬 kWh 的電力。

常見問題

該使用多少效率?現代大型水輪機可達 90%;小型或較舊的系統則常落在 70~85%。請採用該電廠水輪機與發電機的綜合效率。

什麼是「落差」(水頭)?落差是指水從取水口落至水輪機的垂直高度,是決定水壓與功率的關鍵因素。

為何全年發電量只是估算值?實際輸出會隨季節流量與停機時間而變動。全年數字假設計算出的功率全年 24 小時不間斷運轉,屬於理想上限值。

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