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发电方式知多少?

    世界上目前共有八种主要的发电方式,水力发电、火力发电、燃油发电、核力发电、风力发电、太阳能发电、温差发电、潮汐发电。另外还有光伏发电 、岩浆发电 、细菌发电 、生物发电、风筝发电、牛粪发电 、稻壳发电。这些非主要发电方式都是比较少见且条件要求很高的。下面就让我们一一认识这些主要的发电方式吧。

 1、水力发电。
    水力发电系利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处,将其中所含之位能转换成水轮机之动能,再藉水轮机为原动力,推动发电机产生电能。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能,再转变成电能的过程。

2、火力发电。
    由于地球上化石燃料的短缺,人类正尽力开发核能发电、核聚变发电以及高效率的太阳能发电等,以求最终解决人类社会面临的能源问题。最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善,输变电技术的改进,特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求,20世纪30年代以后,火力发电进入大发展的时期。
    火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分,主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。为提高综合经济效益,火力发电应尽量靠近燃料基地进行。在大城市和工业区则应实施热电联供。

3、燃油发电。
    在柴油发电机组汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在柴油发电机组活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。柴油发电机组各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。这样柴油发电机就完成了一个工作循环。 随着一个又一个工作循环重复进行,柴油发电机组连续运转,这样就完成了由化学能到电能的转换过程。

4、核力发电。
    核力发电是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的热力发电。由于控制核聚变的技术障碍,目前商业运转中的核能发电厂都是利用核裂变反应而发电。核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量,使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。利用蒸汽通过管路进入汽轮机,推动汽轮发电机发电,使机械能转变成电能。一般说来,核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异,其奥妙主要在于核反应堆。

5、风力发电。
    把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电能,这就是风力发电。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。
6、太阳能发电。
    太阳能的利用还不是很普及,利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题,但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。目前从民用的角度,在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术,而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

7、温差发电。
    温差发电,利用海水的温差进行发电。海洋不同水层之间的温差很大,一般表层水温度比深层或底层水高得多。发电原理是,温水流入蒸发室之后,在低压下海水沸腾变为流动蒸气或丙烷等蒸发气体作为流体,推动透平机旋转,启动交流电机发电;用过的废蒸气进入冷凝室被海洋深层水冷却凝结,再进行循环。汤姆逊效应的物理学解释是:金属中温度不均匀时,温度高处的自由电子比温度低处的自由电子动能大。这种自由电子的扩散作用一直进行到电场力对电子的作用与电子的热扩散平衡为止。

8、潮汐发电。
    潮汐发电与普通水力发电原理类似,通过出水库,在涨潮时将海水储存在水库内,以势能的形式保存,然后,在落潮时放出海水,利用高、低潮位之间的落差,推动水轮机旋转,带动发电机发电。在海湾或感潮河口,可见到海水或江水每天有两次的涨落现象,早上的称为潮,晚上的称为汐。 潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。

    虽然我们有这么多的发电方式,而且也在一步步朝着环保发电的共同目标迈进,因此我们在了解这些知识后,就更有义务保护环境,节约用电。 【来源:科普中国http://www.kepuchina.org,有删节;作者:果壳网/王西子,编辑:卷扬机】

昱思创/市场部

2015-12-20

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