水力發(fā)電廠
利用水流的動(dòng)能和勢(shì)能來(lái)生產(chǎn)電能的工廠,簡(jiǎn)稱水電廠。水流量的大小和水頭的高低,決定了水流能量的大小。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析,其過(guò)程為:水能→機(jī)械能→電能。實(shí)現(xiàn)這一能量轉(zhuǎn)換的生產(chǎn)方式,一般是在河流的上游筑壩,提高水位以造成較高的水頭;建造相應(yīng)的水工設(shè)施,以有效地獲取集中的水流。水經(jīng)引水機(jī)溝引入水電廠的水輪機(jī),驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),水能便被轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。與水輪機(jī)直接相連的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能,并由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)升壓送入電網(wǎng)。
建造強(qiáng)大的水力發(fā)電廠時(shí),要考慮改善通航和土地灌溉以及生態(tài)平衡。水電廠按電廠結(jié)構(gòu)及水能開(kāi)發(fā)方式分類(lèi)有引水式、堤壩式、混合式水電廠;按電廠性能及水流調(diào)節(jié)程度分類(lèi)有徑流式、水庫(kù)式水電廠;按電廠廠房布置位置分類(lèi)有壩后式、壩內(nèi)式水電廠;按主機(jī)布置方式分類(lèi)有地面式、地下式水電站。
水力發(fā)電廠建設(shè)費(fèi)用高,發(fā)電量受水文和氣象條件限制,但是電能成本低,具有水利綜合效益。水輪機(jī)從啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷只需幾分鐘,能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷變動(dòng),因此水力發(fā)電廠可擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰及負(fù)荷備用。
小水電
從容量角度來(lái)說(shuō)處于所有水電站的末端,它一般是指容量5萬(wàn)千瓦以下的水電站。世界小水電在整個(gè)水電的比重大體在5%-6%。中國(guó)可開(kāi)發(fā)小水電資源如以原統(tǒng)計(jì)數(shù)7000萬(wàn)kW計(jì),占世界一半左右。而且,中國(guó)的小水電資源分布廣泛,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)和偏遠(yuǎn)山區(qū),適合因地制宜開(kāi)發(fā)利用,既可以發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)解決當(dāng)?shù)厝嗣裼秒娎щy的問(wèn)題,又可以給投資人帶來(lái)可觀的效益回報(bào),有很大的發(fā)展前景,它將成為中國(guó)21世紀(jì)前20年的發(fā)展熱點(diǎn)。
世界上,許多發(fā)展中國(guó)家都制訂了一系列鼓勵(lì)民企投資小水電的政策。由于小水電站投資小、風(fēng)險(xiǎn)低、效益穩(wěn)、運(yùn)營(yíng)成本比較低。在中國(guó)各種優(yōu)惠政策的鼓勵(lì)下,全國(guó)掀起了一股投資建設(shè)小水電站的熱潮,由于全國(guó)缺電嚴(yán)重,民企投資小水電如雨后春筍,悄然興起。國(guó)家鼓勵(lì)合理開(kāi)發(fā)和利用小水電資源的總方針是確定的,2003年開(kāi)始,特大水電投資項(xiàng)目也開(kāi)始向民資開(kāi)放。根據(jù)**和水利部的“十一五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃,將對(duì)民資投資小水電以及小水電發(fā)展給予更多優(yōu)惠政策。中國(guó)小水電可開(kāi)發(fā)量占全國(guó)水電資源可開(kāi)發(fā)量的23%,居世界**位。
火力發(fā)電廠
利用可燃物作為燃料生產(chǎn)電能的工廠,簡(jiǎn)稱火電廠。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析,其基本過(guò)程是:化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。世界上多數(shù)國(guó)家的火電廠以燃煤為主。煤粉和空氣在電廠鍋爐爐膛空間內(nèi)懸浮并進(jìn)行強(qiáng)烈的混合和氧化燃燒,燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。熱能以輻射和熱對(duì)流的方式傳遞給鍋爐內(nèi)的高壓水介質(zhì),分階段完成水的預(yù)熱、汽化和過(guò)熱過(guò)程,使水成為高壓高溫的過(guò)熱水蒸氣。水蒸氣經(jīng)管道有控制地送入汽輪機(jī),由汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)蒸氣熱能向旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)聯(lián)軸器拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能,電能由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)升壓送入電網(wǎng)。 [3]
垃圾發(fā)電廠
垃圾發(fā)電作為火力發(fā)電的一種,截至2007年底,中國(guó)垃圾焚燒發(fā)電廠總數(shù)已達(dá)75座,其中建成50座,在建25座垃圾焚燒發(fā)電廠的收益穩(wěn)定、運(yùn)營(yíng)成本低廉并享有一定的稅收優(yōu)惠政策,能給投資者帶來(lái)穩(wěn)定的收益,但是垃圾發(fā)電帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題不容忽視。
核能發(fā)電廠
利用核能來(lái)生產(chǎn)電能工廠,又稱核電廠(核電站)。原子核的各個(gè)核子(中子與質(zhì)子)之間具有強(qiáng)大的結(jié)合力。重核分裂和輕核聚合時(shí),都會(huì)放出巨大的能量,稱為核能。技術(shù)已比較成熟,形成規(guī)模投入運(yùn)營(yíng)的,只是重核裂變釋放出的核能生產(chǎn)電能的原子能發(fā)電廠從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析,是由重核裂變核能→熱能→機(jī)械能→電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
太陽(yáng)能發(fā)電廠
太陽(yáng)能發(fā)電廠是一種用可再生能源——太陽(yáng)能來(lái)發(fā)電的工廠,它利用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的光電技術(shù)來(lái)工作的。德國(guó)利用太陽(yáng)能來(lái)發(fā)電可供55萬(wàn)個(gè)家庭用電所需,是利用太陽(yáng)能發(fā)電的世界不錯(cuò)。
風(fēng)能發(fā)電廠
截止到2003年底,全國(guó)風(fēng)能資源豐富的14個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū))已建成風(fēng)電場(chǎng)40座,累計(jì)運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1042臺(tái),總?cè)萘窟_(dá)567.02MW(以完成整機(jī)吊裝作為統(tǒng)計(jì)依據(jù))。
地?zé)岚l(fā)電廠
地?zé)崮苁侵纲A存在地球內(nèi)部的可再生熱能,一般集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶,起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。**地?zé)崮艿膬?chǔ)量與資源潛量十分巨大,每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)于100PW·h,但是地?zé)崮艿姆植枷鄬?duì)比較分散,因此開(kāi)發(fā)難度很大。由于地?zé)崮苁莾?chǔ)存在地下的,因此不會(huì)受到任何天氣狀況的影響,并且地?zé)豳Y源同時(shí)具有其它可再生能源的所有特點(diǎn),隨時(shí)可以采用,不帶有害物質(zhì),關(guān)鍵在于是否有較**的技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。地?zé)崮茉?*很多地區(qū)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,開(kāi)發(fā)技術(shù)也在日益完善。對(duì)于地?zé)崮艿睦?,包括將低溫地?zé)豳Y源用于浴池和空間供熱以及用于溫室、熱力泵和某些熱處理過(guò)程的供熱,同時(shí)還可以利用干燥的過(guò)熱蒸汽和高溫水進(jìn)行發(fā)電,利用中等溫度水通過(guò)雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備發(fā)電等,這些地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)逐步成熟,而且對(duì)從干燥的巖石中和從地?zé)嵩鰤嘿Y源及巖漿資源中提取地?zé)崮艿挠行Х椒ㄟM(jìn)行研究可以進(jìn)一步提高地?zé)崮艿膽?yīng)用潛力,但是地?zé)崮艿目碧胶吞崛〖夹g(shù)還有待改進(jìn)。
太空發(fā)電廠
太空發(fā)電廠可能是迄今為止人類(lèi)有望實(shí)現(xiàn)的較大規(guī)模軌道建筑,如果建造完成,那么太空發(fā)電廠面積將達(dá)到6平方公里,部署在3.6萬(wàn)公里的軌道高度上。如此之大的人造建筑甚至可用肉眼察覺(jué)到,研究人員稱從地面看軌道電站好像一顆恒星高高掛的天空中。把太陽(yáng)能發(fā)電廠轉(zhuǎn)移到太空中的優(yōu)勢(shì)很明顯,即不會(huì)因?yàn)闀円沟膯?wèn)題導(dǎo)致能量輸出受到影響,而且天氣問(wèn)題也不必去考慮,沒(méi)有云層會(huì)遮擋住電站對(duì)陽(yáng)光的采集。較重要的是,太空發(fā)電廠也不占用土地資源。
當(dāng)然,建造軌道發(fā)電站還需要克服幾個(gè)重大問(wèn)題,比如如何把能量傳遞到地球上,方法是用微波或者激光。日本科學(xué)家的方案是通過(guò)微波遠(yuǎn)程傳遞把能量接入地面。但是軌道電站的重量將達(dá)到1萬(wàn)噸。美國(guó)宇航局在研的**級(jí)火箭一次僅能將120噸的載荷送入軌道。同時(shí)太陽(yáng)能電池板的安裝也是個(gè)問(wèn)題,定期也需要更換,這里都涉及到龐大的資金供應(yīng)。
當(dāng)前在電力系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的仍是火力、水力、核能發(fā)電廠。
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