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除了傳統(tǒng)發(fā)電方法,還有什么環(huán)保發(fā)電方法?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 10:37:07
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除了傳統(tǒng)發(fā)電方法,還有什么環(huán)保發(fā)電方法?【專家解說】:火力發(fā)電屬于傳統(tǒng)能源發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、太陽能發(fā)電屬于環(huán)保新能源發(fā)電。1、水力發(fā)電水力發(fā)電的基本原理是利用水位

【專家解說】:火力發(fā)電屬于傳統(tǒng)能源發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、太陽能發(fā)電屬于環(huán)保新能源發(fā)電。
1、水力發(fā)電
水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差 ,配合水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力,也就是利用水的位能轉(zhuǎn)為水輪的機(jī)械能,再以機(jī)械能推動發(fā)電機(jī),而得到電力??茖W(xué)家們以此水位落差的天然條件,有效的利用流力工程及機(jī)械物理等,精心搭配以達(dá)到最高的發(fā)電量,供人們使用廉價又無污染的電力。
于1882年,首先記載應(yīng)用水力發(fā)電的地方是美國威斯康辛州。到如今,水力發(fā)電的規(guī)模從第三世界鄉(xiāng)間所用幾十瓦的微小型,到大城市供電用幾百萬瓦的都有。
2、火力發(fā)電
火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來加熱水,使水變成高溫、高壓水蒸氣,然后再由水蒸氣推動發(fā)電機(jī)來發(fā)電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠。
火力發(fā)電站的主要設(shè)備系統(tǒng)包括:燃料供給系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其他一些輔助處理設(shè)備。
火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)(以鍋爐為核心)、汽水系統(tǒng)(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(tǒng)(以汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器等為主)、控制系統(tǒng)等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽;電氣系統(tǒng)實現(xiàn)由熱能、機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變;控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
火力發(fā)電的重要問題是提高熱效率,辦法是提高鍋爐的參數(shù)(蒸汽的壓強(qiáng)和溫度)。90年代,世界最好的火電廠能把40%左右的熱能轉(zhuǎn)換為電能;大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到60%~70%。此外,火力發(fā)電大量燃煤、燃油,造成環(huán)境污染,也成為日益引人關(guān)注的問題。
熱電廠為火力發(fā)電廠,采用煤炭作為一次能源,利用皮帶傳送技術(shù),向鍋爐輸送經(jīng)處理過的煤粉,煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?jīng)一次加熱之后,水蒸汽進(jìn)入高壓缸。為了提高熱效率,應(yīng)對水蒸汽進(jìn)行二次加熱,水蒸汽進(jìn)入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。從中壓缸引出進(jìn)入對稱的低壓缸。已經(jīng)作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業(yè),其余部分流經(jīng)凝汽器水冷,成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經(jīng)過凝結(jié)水泵,經(jīng)過低壓加熱器到除氧器中,此時為160度左右的飽和水,經(jīng)過除氧器除氧,利用給水泵送入高壓加熱器中,其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料,最后流入鍋爐進(jìn)行再次利用。以上就是一次生產(chǎn)流程。
3、核能發(fā)電
核能發(fā)電的核心裝置是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆按引起裂變的中子能量分為熱中子反應(yīng)堆和快中子反應(yīng)堆。
快中子是指裂變反應(yīng)釋放的中子。熱中子則是快中子慢化后的中子。目前,大量運(yùn)行的是熱中子反應(yīng)堆,其中需要慢化劑,通過它的原子核與快中子彈性碰撞將快中子慢化成熱中子.熱中子堆使用的材料主要是天然鈾(鈾-235含量3%)和稍加濃縮鈾(鈾-236含量3%左右)。根據(jù)慢化劑、冷堆劑和燃料不同, 熱中子反應(yīng)堆分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆和石墨水冷堆。至今已運(yùn)行的核電站以輕水堆居多,中國已選定壓水堆作為第一代核電站。
核反應(yīng)堆的起動、停堆和功率控制依靠控制棒,它由強(qiáng)吸收中子能力的材料(如硼、鎘)做成。為保證核反應(yīng)堆安全,停堆用的安全棒也是由強(qiáng)吸收中子材料做成。
4、風(fēng)力發(fā)電
把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡單,風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn),它把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
風(fēng)輪是集風(fēng)裝置,它的作用是把流動空氣具有的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個或3個葉片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,已采用的發(fā)電機(jī)有3種,即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時都迎著風(fēng)向,從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。
限速安全機(jī)構(gòu)是用來保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。
塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu),稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定的,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的,先要儲存起來。如今風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄
5、太陽能發(fā)電
太陽能的利用還不是很普及,利用太陽能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問題,但是太陽能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。地球軌 道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為1369w/㎡。地球赤道的周長為40000km,從而可計算出,地球獲得的能量可達(dá)173000TW。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1kw/m2,地球表面某一點24h的年平均輻射強(qiáng)度為0.20kw/㎡,相當(dāng)于有102000TW 的能量,人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地?zé)崮苜Y源除外),雖然太陽能資源總量相當(dāng)于現(xiàn) 在人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時而變,這是開發(fā)利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。 盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一,但已高達(dá)173,000TW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大,狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。