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綠色未來:探索*佳可再生能源,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

太陽能、風能、水力發(fā)電等可再生能源是可以反復利用的自然能源,不用擔心它們會耗盡。

但是,如果這些能源不提高發(fā)電效率,不產生浪費的話,就不能說是效率上和經濟上都很劃算的發(fā)電方法。


本文將討論每種發(fā)電方式的效率,比較可再生能源的效率和發(fā)電損耗,以及發(fā)電效率可能降低的原因。

什么是發(fā)電效率?

発電


發(fā)電效率是指可再生能源轉換成多少電能的比例。

首先,對發(fā)電效率的重要性和能源轉換效率的結構進行說明。作為能源源,使用煤氣和電燒水的熱水器,溫暖房間的空調和暖氣器等,能源轉換以各種各樣的形態(tài)進行。

發(fā)電效率是一種能量轉換效率,它表示可再生能源轉換為電能時的比例,如光和熱能。為了利用可再生能源發(fā)電,必須將太陽能、風力和水力等所具有的能量轉換為電能。

如果能在不浪費全部能源的情況下轉換成電能,發(fā)電效率就會達到100%,如果只能轉換一半的話就會下降到50%,也就是說,在使用相同成本的設備發(fā)電的情況下,發(fā)電效率越高,是越理想的能源,可以說是高效的設備。



哪種再生能源發(fā)電率是*高的?

可再生能源的發(fā)電效率取決于發(fā)電方法。

我們來看一下一般可再生能源的發(fā)電效率。

太陽能發(fā)電

太陽能發(fā)電是利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)將日照時到達地球表面的太陽光的光能轉化為電能。 對于典型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)來說,此時的發(fā)電效率約為20%。

衛(wèi)星使用的太陽能發(fā)電系統(tǒng),發(fā)電效率約為40%,但由于制造成本較高,不如通用設備經濟,未得到廣泛應用。

風力發(fā)電

風力發(fā)電,利用風能轉動風車,用發(fā)電機將其轉化為電能,據(jù)說發(fā)電效率可達60%左右,但理論上不可能再提高效率了。


將風車旋轉的能量轉化為電能時,發(fā)電過程中會產生摩擦等損耗,降低了實際發(fā)電效率。

因此,典型的風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率*高約為45%,平均約為20%至40%。

水力發(fā)電

水力發(fā)電利用水的勢能來發(fā)電。 流入水道時的摩擦損失很小,大部分可以轉化為動能,所以即使加上發(fā)電系統(tǒng)造成的損失,發(fā)電效率也在80%左右。

它是可再生能源中*有效的發(fā)電方式。

地熱發(fā)電

地熱發(fā)電通過利用地下巖漿的熱量將水轉化為蒸汽的能量來運行發(fā)電機來發(fā)電。

發(fā)電原理與火電、核電相同,但由于蒸汽溫度比火電或核電低,發(fā)電效率不是很高,約為10%~20%。

生物質發(fā)電

生物質發(fā)電通過燃燒動物和植物等有機燃料來運行發(fā)電機來發(fā)電。

燃燒方式包括直接燃燒和產生氣體來驅動燃氣輪機,但與地熱發(fā)電一樣,由于溫度較低,發(fā)電效率約為20%。

為什么發(fā)電效率會損失?

發(fā)電效率達到 100%當然是理想狀態(tài)。 然而,能量轉換過程中會產生損耗,從而逐漸降低發(fā)電效率。

為什么發(fā)電效率會下降?

發(fā)電效率達不到100%的原因

當能量轉換形式時,會分配成不同類型的能量。 因此,無論技術多么先進,都不可能將某一特定類型的能量 100% 轉換成不同類型的能量。


例如,比較一下白熾燈和 LED 燈泡之間的能量轉換。

在使用電能并將其轉化為光能時,白熾燈泡會變得非常熱,以至于表面無法用手觸摸,而 LED 燈泡則不會變得那么熱。

白熾燈表面發(fā)熱是因為在轉換電能時浪費了熱能。


而 LED 燈泡不會像白熾燈那樣發(fā)熱,因為熱能損失較少。

由于浪費的能量損失較少,因此發(fā)電效率較高,即使功率較小,LED 燈泡也能比白熾燈泡提供更高的亮度。

為什么太陽能發(fā)電效率不是100%?

太陽能發(fā)電作為一種常見的可再生能源,在將光能轉化為電能時也會造成能量損失。

太陽能發(fā)電能量損失的原因之一是太陽能發(fā)電系統(tǒng)內部的布線和電路的電阻。

就像白熾燈泡一樣,電能以熱能的形式損失掉,降低了發(fā)電效率。

此外,太陽能電池板不能吸收所有的光作為能量。

原因是太陽光中含有紫外線、可見光、紅外線等各種波長的光,但有些波長的光是不被太陽能電池板吸收的。

此外,未被太陽能電池板反射的能量也會損失,隨著能量逐漸分散,發(fā)電效率降低。

提高發(fā)電效率對充分利用可再生能源至關重要

能源轉換效率對于有效利用有限資源非常重要。 如果能源轉換效率高,就能減少不必要的能源損耗,*大限度地利用能源。

發(fā)電效率高的設備當然更理想,但如果為了提高發(fā)電效率而增加設備成本,則會失去經濟效益。 因此,有必要從發(fā)電效率和發(fā)電設備成本兩方面考慮成本效益。

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