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目录 · 2.1 非再生能源發電. 2.1.1 經高壓蒸氣驅動發電機組(热力发电) · 2.2 再生能源發電. 2.2.1 外力直接驅動發電機組; 2.2.2 經高壓蒸氣驅動發電機組; 2.2.3 其它方式 ...
發電
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發電(英語:Electricitygeneration),泛指從其它種類的能源轉換為電力的過程。
在電力系統中,發電產生的電能會經由輸電系統和配電系統,傳送到使用者或是儲能系統。
渦輪發電機(英語:Turbogenerator)
現今主要使用的發電基本原理,於公元1820~1830年間,由英國科學家麥可·法拉第所發現。
法拉第電磁感應定律,是藉由一組以上的線圈在磁場中進行旋轉運動,藉以產生感應電流(動能轉換為電能)。
常見的方法為透過燃燒化石燃料或核反應驅動熱機產生動能,或是利用流體的動能(如水力或風力),來推動發電機並產生電能。
目次
1電的形式
1.1直流發電
1.2交流發電
2發電技術
2.1非再生能源發電
2.1.1經高壓蒸氣驅動發電機組(熱力發電)
2.2再生能源發電
2.2.1外力直接驅動發電機組
2.2.2經高壓蒸氣驅動發電機組
2.2.3其它方式驅動發電機組
3發電原理
4全球發電量與來源
5參考資料
6相關
7外部連結
電的形式編輯
依據發電後產生電的波形,可區分為:
直流電(DC)
交流電(AC)
直流發電編輯
過去直流發電大多以電化學的方式產生電力,泛稱為電池,以小功率的應用為主。
近年發展快速的太陽能電池,透過光電效應產生直流電,並藉由逆變器轉換成交流電,供應給使用者。
電池可分為屬於消耗品一次性的原電池,可重複充電與放電的蓄電池,以及當不斷注入燃料能持續發電的燃料電池,這三大類。
此外,另有以熱能直接轉換為電能的熱電偶,但輸出功率極少,目前主要用在感測器。
以及,運用電磁感應原理的直流發電機,不過這種現今比較罕見。
交流發電編輯
較為經濟的商業運轉發電方式,而且較容易升降電壓,所以目前世界各國大多使用此類發電。
在用戶端的電壓通常為110、220或240伏特,頻率為50或60赫茲。
為了減少能量損耗,在輸電系統中的電壓較高,約在數十萬到數百萬伏特之間。
發電技術編輯
非再生能源發電編輯
經高壓蒸氣驅動發電機組(熱力發電)編輯
火力發電:目前世界上發電廠最多發電量也最大的一種發電方式,可依據鍋爐燃料的不同大略分成下列幾種:
燃煤
燃氣(天然氣、液化石油氣、頁岩氣、可燃冰、沼氣)
燃油(石油或重油、頁岩油)
垃圾(焚化爐)
汽電共生
核能發電,依使用的緩速劑與冷卻劑的不同,又分為:
輕水反應爐(LWR):又分為壓水反應爐(PWR)、沸水反應爐(BWR)、進步型沸水式反應爐(ABWR)、超臨界水反應爐(SCWR)
重水反應爐(HWR):又分為加壓重水反應爐(PHWR)、蒸汽發生重水反應爐(SGHWR)
石墨慢化反應爐(GMR):又分為壓力管式石墨慢化沸水反應爐(RBMK)、高溫氣冷反應爐(英語:Veryhightemperaturereactor)(VHTR、HGCR)
其他:快中子增殖反應爐(FBR)、球床反應爐(PBR)、行波反應爐(TWR)……等,與第四代反應爐
核融合發電:目前還在研究階段(國際熱核融合實驗反應爐),尚未開始商業運轉。
其發電原料(氘、氚等)自然界中存量豐富。
再生能源發電編輯
外力直接驅動發電機組編輯
水力發電
潮汐發電
風力發電
人力發電
電瓶發電經高壓蒸氣驅動發電機組編輯
聚光太陽能熱發電:將陽光聚焦集熱板將水加熱,產生蒸氣以推動汽輪機及發電機
地熱發電:亦有低溫的地熱發電技術,原理是將介質由水改為冷媒,藉由液態冷媒吸收地熱後氣化膨脹,藉以推動汽輪機及發電機,冷媒冷卻成液態後再流入地下循環使用其它方式驅動發電機組編輯
太陽能光電:利用半導體材料的特性,把光能轉換成電能。
海水溫差發電發電原理編輯
依能源轉換的原理,可區分為:種類
簡介
範例
備註
摩擦起電效應
靜電、自由電荷的轉移
范德格拉夫起電機
電磁感應
動能使一組以上的線圈在磁場中進行旋轉運動,藉以產生感應電流
發電機
現今發電的主流
將燃料加熱至高溫電漿狀態,然後讓其在磁場中高速流動切割磁力線,藉以產生感應電流,將其熱能轉換成電能
磁流體發電
電化學
化學能轉為電能
電池、燃料電池
光電效應
光能轉為電能
太陽能電池、光伏陣列
熱電效應
熱能直接轉為電能
熱電偶
主要用於感測器
放射性物質在衰變時所放出熱量再將其直接轉為電能
放射性同位素熱電機
主要用於人造衛星、太空探測器、無人遙控設備
壓電效應
壓電材料的晶格形變轉為電能
主要用於感測器
核變化
使用同位素衰變時放出的β粒子,直接產生電子來發電
非熱轉換型核電池
理論上的技術
全球發電量與來源編輯
全球的發電量與電力來源變化:
1990年全球電力來源
煤:4,429,513GWh(37.2%)
水力:2,190,975GWh(18.4%)
核能:2,012,902GWh(16.9%)
天然氣:1,747,827GWh(14.7%)
石油:1,324,040GWh(11.1%)
生質能:105,260GWh(0.9%)
地熱:36,426GWh(0.3%)
廢棄物:24,141GWh(0.2%)
其它:25,109GWh(0.2%)
1990年全球總發電量:
11,869,194GWh
2000年全球電力來源
煤:5,995,467GWh(38.7%)
天然氣:2,771,466GWh(17.9%)
水力:2,695,584GWh(17.4%)
核能:2,590,624GWh(16.7%)
石油:1,188,490GWh(7.7%)
生質能:112,383GWh(0.7%)
地熱:52,171GWh(0.3%)
廢棄物:49,740GWh(0.3%)
其它:55,268GWh(0.4%)
2000年全球總發電量:
15,511,193GWh
2010年全球電力來源
煤:8,670,586GWh(40.1%)
天然氣:4,843,606GWh(22.4%)
水力:3,535,864GWh(16.4%)
核能:2,756,289GWh(12.8%)
石油:966,573GWh(4.5%)
風力:342,203GWh(1.6%)
生質能:275,160GWh(1.3%)
廢棄物:86,950GWh(0.4%)
其它:136,039GWh(0.6%)
2010年全球總發電量:
21,613,270GWh
2019年全球電力來源
煤:9,914,448GWh(36.7%)
天然氣:6,346,009GWh(23.5%)
水力:4,328,966GWh(16.0%)
核能:2,789,694GWh(10.3%)
風力:1,427,413GWh(5.3%)
石油:747,171GWh(2.8%)
太陽能光伏:680,952GWh(2.5%)
生質能:542,567GWh(2.0%)
其它:266,970GWh(1.0%)
2019年全球總發電量:
27,044,190GWh
資料來源:IEA[1]
目前各國的發電主流,仍是不論燃料種類的燒開水,利用水蒸發時會使體積膨脹約1700倍的特性,去推動蒸氣渦輪機,再帶動發電機裡的線圈在磁場裡旋轉,產生感應電流去發電。
參考資料編輯
^IEA:www.iea.org/data-and-statistics/
相關編輯
能源
燃料
發電機外部連結編輯
(英文)PowerTechnologiesEnergyDataBook
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=發電&oldid=72889063」
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