发电

技术

2022

我们解释了发电是什么、它的类型以及它是如何产生的。此外,电力部门的阶段。

我们日常生活的大部分时间都依赖于电能。

什么是电能的产生?

的一代 电力 包含一组 流程 它可以通过不同的方式生产 ,或相同的,转换其他形式的 活力 可在 自然 (化学能源, 动力学, 热的, , 等)在可用电能中。

发电能力是人们关注的主要问题之一 人性 当代,因为它 消耗 自 19 世纪发现以来,它已经变得普遍和常态化,以至于在我们的日常生活中变得不可或缺。我们的家园, 行业公共照明,甚至我们的个人电器,都依赖于持续稳定的电力供应。

因此,世界能源消耗量呈上升趋势。虽然 1900 年全球能源消耗仅为 0.7 太瓦(0.7 x 1012 W),但在 2005 年估计约为 500 艾焦(5 x 1020 J),相当于 138,900 太瓦。

工业部门是最大的消费者,因此发达国家(所谓的第一世界)的消费比例最高。例如,美国消耗了全球 25% 的能源。

因此,寻找新的、更有效的获取方法是一个需要投入大量科技资源的领域,尤其是在 工业化 和燃烧 化石燃料 这不仅变得显而易见,而且令人震惊。

电能是如何产生的?

可以使用不同类型的能量来转动发电机涡轮。

一般而言,电力是在称为发电厂或发电厂的大型设施中生产的,这些设施利用不同类型的 原材料 或自然过程“制造”电力。

为此,大多数发电厂都有交流发电机,这是产生电能的大型设备。 交流电.它们由一个线圈组成,线圈是一个大的、旋转的材料卷 电导体 排列成线程,和一个 磁铁 保持不变。

通过高速旋转磁铁内部的线圈,会发生一种称为电磁感应的现象: 磁场 结果调动了导电材料的电子,产生了能量流,然后必须“准备”通过一系列变压器进行分配。

那么,问题是如何使线圈高速且稳定地旋转。在 19 世纪用电进行的实验中,它是通过骑自行车产生的,当然,它产生的电量很小。

在发电厂的情况下,需要更复杂的东西:涡轮机,它是一种能够传输 机械能 到线圈,使其旋转,从使用另一种力。

例如,您可以使用瀑布中的落水,或不断吹来的风,或者在大多数情况下, 蒸汽 上升的大量沸水,为此必须依次产生恒定量的沸水 ,通过 燃烧 各种类型的材料。

可以看出,产生电能的完整过程无非是将化学能转化为热能(燃烧),再转化为动能和机械能(通过调动涡轮机),再转化为电磁能,即, , 在电力方面。

电力部门的阶段

电力通过电力线分配。

例如,电力部门负责整个电力生产电路,从开始到在我们每个家庭的消费。该行业的整个能源生产周期包括以下几个阶段:

  • 一代。从逻辑上讲,第一阶段包括在现有的任何类型的发电厂中通过可用手段获取电力。
  • 转型。一旦获得电力,它通常会经历一个转换过程,为沿电网运输做好准备,因为电力与其他产品和货物不同,不能储存以备日后消费,而必须立即传输。

位于发电厂附近的所谓的变电站或变电站,以及靠近发电厂的变电站,负责这一点。 人口 消费者,因为它的任务是调节电压,使电力可运输(高电压)和可消耗(低电压)。

  • 分配。电力最终必须通过称为电力线的布线网络提供给我们的家庭或消耗电力的行业,该网络通常由不同的能源分配和营销公司处理。
  • 消耗。最后,每个消费家庭或工业工厂都有一个链接装置,将配电网络与室内设施连接起来,让能源随时随地出现在我们需要的地方。

发电类型

风能发电相对便宜且安全。

发电通常按其生产的发电厂类型或相同的类型进行分类,根据使用的具体程序,正如我们之前解释的那样,动员涡轮机依次旋转线圈。时间产生电力。因此,我们有:

  • 热电能 化石燃料.热电厂是指利用热能发电、煮沸大量水或类似地加热其他气体,这要归功于各种材料的燃烧 有机的 (煤炭, 石油, 天然气 或其他化石燃料)在内部锅炉中。在这些情况下,膨胀的气体负责移动涡轮机,然后它被冷却以能够重复循环。
  • 热核能。热核能的工作原理与热电的工作原理没有什么不同,不同之处在于旋转涡轮机所需的热量是通过各种方式获得的。 化学过程 裂变 原子 重,即轰击某些原子核 元素,迫使它们变成其他更轻的元素并释放出巨大的能量。在这些被称为反应堆的工厂中,相同的逻辑 原子弹,但适用于和平目的。缺点是产生放射性废物,处理难度大,毒性大。
  • 地热能。同样,在这种情况下,发电厂的运行遵循热电模型,但不需要燃料或锅炉,因为使用了发电厂的内部热量。 地壳.为此,需要一个合适的构造位置,即一个具有构造活动的区域,允许将水倒入地球深处并利用产生的蒸汽来启动电动涡轮机。
  • 太阳能热能。与之前的案例类似,这种类型的发电厂利用了 阳光,通过复杂的镜子系统将其聚焦和集中,以便在 温度 在 300 到 1000°C 之间,从而开始热电发电过程。
  • 光伏能源。这种类型的能量也可以通过利用阳光获得,但意义不同:通过大面积的光伏电池,由对阳光敏感的二极管组成,在它们的末端产生小的电位差。这些都需要大型网站 太阳能板 发电,但同时不需要原材料,也不需要 污染 太多了 环境.
  • 水力发电。在这种情况下,发电厂的电动涡轮机不是通过热量的作用移动,而是通过利用瀑布的机械能来移动。为此,一个 地形 特定于此,例如白内障、瀑布、强大的河流或可以植入水坝的水体或 水坝.除了对这些水体及其 生态系统 拥有,它是一种形式 清洁能源,便宜又安全。
  • 海水能 或波浪能。这是用于从潮汐或海浪中获取电能的工厂的名称,这些工厂通过沿海设施,通过浮动装置,利用水的推动力来启动涡轮机。然而,它们不是很强大,也不是很有利可图的获取能量的方式,至少目前是这样。
  • 风力.如果在之前的案例中利用了水的自然运动,那么在风力发电厂中利用了风力,尤其是在 地区 因为它不断地吹,像沿海地区、大平原等。为此,他们拥有整个领域的巨型螺旋桨,对风的通过很敏感,在移动时将机械能传递给电动涡轮机。这是一种相对便宜且安全的电力生产形式,但不幸的是,它的功率很小,并且在景观美化方面成本很高。

再生能源

获得电力是一个复杂且要求高的过程 对环境造成的影响,尤其是在其传统变体中,例如化石燃料。此外,在后一种情况下,可用燃料的储量有限,因为煤和石油的地质起源非常缓慢且时间长,这使我们无法以与消耗它们相同的速度补充行星库存。

出于这个原因,能源部门的许多努力都投资于寻找可能的可再生能源,或对现有能源的改进,例如太阳能、水力发电和地热能。

然而,人类在能源问题上的巨大希望指向了原子聚变作为一种安全、可靠、无污染和可再生的能源的可能性:氢原子是世界上最丰富的元素。 宇宙,并合并以产生大量的能量,就像它发生在心脏的 星星 在空间中。

可惜,幸福 技术 它仍然离我们很远,因此人类将不得不做出更大的努力,使其能源消耗适应世界的可能性,否则我们对无限电能的渴望会冒着完全毁掉它的风险。

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