水電站有哪四種形態？

水電站有四種形態：水庫式（有水庫，可調峰調頻）、徑流式（來多少水發多少電）、抽水蓄能（抽水上山儲能，需要時放水發電）、微型水電（通常低於 100 千瓦，用於離網供電）。2023 年全球水電裝機約 1400 吉瓦。

水庫式水電站（Reservoir Hydropower）是最典型的形態：一座大壩攔截河流形成巨大水庫，水經專用管道下洩驅動水輪機。水庫賦予它極大的運營靈活性——高峰開閘放水增加出力，低谷蓄水備用，進行調峰調頻。水庫大小決定調節能力：小水庫只能日調節，大水庫可實現季調節，最大的水庫能實現多年調節。它的代價同樣真實：淹沒土地、遷移居民、阻斷洄游魚類通道、改變下游泥沙輸運格局。

徑流式水電站對河流生態的影響通常遠小於水庫式，因為它不大面積淹沒土地，也不顯著改變流量的季節分佈。但它的出力高度依賴來水，枯水期大幅下降，因此在電力系統規劃中被視為「不穩定的綠色電源」，必須與其他靈活電源或儲能系統配合。低水頭大流量的河段常用卡普蘭輪或燈泡式水輪機，後者把發電機封裝在流線型外殼內直接置於水流通道中。

抽水蓄能（PSH）在技術上不屬於發電裝置而屬於儲能裝置：用電力把水從下水庫抽到上水庫完成充電，電網需要時放水發電。往返效率約 70% 至 85%，比鋰離子電池稍低，但儲能容量可輕鬆達到千吉瓦時級別，佔全球電網儲能總量 90% 以上。美國弗吉尼亞州巴斯縣電站裝機 3006 兆瓦，是全球最大的單體儲能設施；日本抽水蓄能裝機約佔其總髮電裝機的 9% 至 10%。

微型水電（Micro Hydropower）通常指裝機容量低於 100 千瓦的小型水力發電裝置，特別適合山區溪流和偏遠村莊的離網供電。尼泊爾是全球微型水電滲透率最高的國家之一，截至 2022 年已建成微型和小型水電站約萬餘座，為無數山區村莊提供了電力。四種形態共同支撐起全球最大的再生電力來源：2023 年全球水電年發電量超過 4300 太瓦時，相當於太陽能、風能、生物質之和。

水庫大小決定了調節能力——小水庫只能日調節，大水庫可以實現季調節，最大的水庫可以實現多年調節，將豐水年的盈餘儲存起來供枯水年使用。

這個問題在書中的展開位置： 《能源文明全圖解》，第九章 9.2