了解发电

有有关发电的疑问吗?康明斯的专家为发电主题提供了一188bet官网系列简单的答案和更深入的见解。

什么是发电?

发电是一种用不同类型的技术来描述电力生产的术语,例如,某些技术(例如蒸汽锅炉)已有一百多年的历史,而其他技术(例如风力涡轮机)更新。实际上,蒸汽锅炉和风车要老了很多。它们最初是为了移动机械和粉碎谷物而发明的,但它们仍然这样做,但现在主要用于发电。

最多发电设备通过在交流发电机中旋转机制来产生电力。如何制作机制旋转取决于使用了哪种技术。

电力是如何产生的?

发电厂和发电机中有很多电源。我们说,旋转运动被传输到交流发电机,交流发电机将运动转换为电力。这是怎么发生的?

交流发电机非常像电动机。电动机使用电力旋转转子。在交流发电机中,这是相反的 - 而不是使用电力创造运动,而是交流发动机使用运动来产生电力。实际上,许多电动机可以用作临时交流发电机。

交流发电机由两个部分组成:定子和一个转子。转子在交流发电机内旋转,旨在创建磁场。定子本质上是一个盒子,由许多铜线包裹在空心铁芯上。当转子在定子内旋转时,其磁场也旋转,并且该旋转在定子绕组内部产生电流。收集电流并将其发送到电网。

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发电机如何工作?

发电机是围绕往复式发动机和交流发电机建造的小型,独立的发电厂。发动机和交流发电机通常组合成单个外壳,该外壳可以像拖拉机拖车一样大,或者与手提箱一样小,具体取决于需要多少电力。具有适合不同燃料的发动机的发电机可用 - 柴油,汽油,生物燃料,天然气等。

较大的发电机用于多种应用和行业。它们可以用作主要力量或待机力。例如,部署在没有可靠电网的地区,例如,通常依靠基本发电机来满足其所有电力需求。在任何时间都无法接受的建筑物中,安装备用发电机以在停电时提供电力。数据中心医院是需要备用发电机的建筑物的例子。

发电厂的类型

涉及不同技术的发电厂有许多类型:往复式发动机(有时称为内燃机),蒸汽涡轮机,燃气轮机,水力发电涡轮机,风力涡轮机,地热,核等。

什么是水力发电厂和风电场?

水力发电厂和风电场是技术中的表亲,因为它们没有使用燃料(仅风和水流)发电。

他们还使用外部旋转涡轮叶片在交流发电机的旋转轴上施加扭矩。例如,胡佛大坝包含一个众所周知的水力发电厂,该电厂通过利用水流到大坝时释放的势能来创造大量电力。

对于风力涡轮机,每个塔都有一组涡轮刀片和交流发电机,可提取风能并将其转换为电。

什么是太阳能发电厂?

太阳能是在光伏面板中制造的,该电池使用阳光激活其包含的硅细胞。当来自太阳的光子击中硅细胞时,它们会从硅中存在的原子中敲出电子。细胞的设计方式使电子只能沿一个方向传播。因此,当电池的电子收集器连接到电载荷时,电子排队以从电池传播并进入电气载荷。换句话说,产生电流。

太阳能技术已扩展到带有蒸汽轮机的集中太阳能电厂。在某些配置中,镜子围绕塔架设置在塔周围,反射针对塔顶的受体。可以将其视为使用放大镜将太阳的射线集中起来开始火。塔的顶部有一个蒸汽锅炉,将热蒸汽从该蒸汽中向下管道到地面蒸汽涡轮机。

什么是地热电厂?

地热发电厂的管道深入地球,在那里,从附近的岩浆发出的热量加热了水。水变成蒸汽,蒸汽涡轮机和交流发电机将蒸汽用于发电。地热活动将水转向蒸汽的一个例子是怀俄明州黄石国家公园的许多热门间歇泉。

什么是燃气发电厂?

在依靠燃气轮机的燃气发电厂中,该过程是这样的:

  1. 空气被绘制到压缩的压缩机中。
  2. 压缩空气被带到燃烧器中,并将其与燃料混合,并点燃空气燃料混合物。
  3. 燃烧产生的加压气体导致涡轮叶片旋转。
  4. 与往复发动机一样,旋转运动也会传输到将其转换为电力的交流发电机。

喷气发动机以非常相似的方式操作,其不同是扭矩旋转刀片并推动喷气机。

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什么是柴油发电厂?

与其他发电厂相比,柴油发电厂的发电能力相对较小。这些发电厂经常将往复式发动机用于发电。这些往复式引擎就像汽车的引擎一样:

  • 注入燃料时,空气进入压缩机。
  • 活塞随着空气和燃料混合物的燃烧而升高并降低。
  • 活塞连接到产生旋转运动的曲柄轴。
  • 旋转运动被转移到交流发电机上,该发电机将运动转换为电流。

往复式发动机的电厂实际上可以燃烧各种燃料,包括天然气,重油等。

什么是燃煤电厂?

在燃煤电厂中,该过程如下:

  • 燃料源向锅炉中的加热水发射。
  • 锅炉中的加热水变成蒸汽。
  • 蒸汽会导致蒸汽涡轮机的叶片转动
  • 转弯运动被转移到交流发电机,这会产生电力。

核电站的过程是相同的,但是由于铀原子的裂变而不是燃料的燃烧,水煮沸了。

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核电厂及其如何工作?

核电厂,蒸汽涡轮机的过程是相同的,但是由于铀原子的裂变而不是燃料的燃烧,水煮沸了。

核电站容纳了发生核裂变的一个或多个反应堆。大铀原子分开以形成较小的原子,在此过程中释放出大量能量。铀以氧化铀颗粒的形式将其带到反应堆中,这些铀颗粒堆积在称为燃料棒的密封金属管中。将燃油棒插入充满水的大容器中,并加压反应堆容器。一旦核裂变开始,燃料杆就会加热反应器容器中存在的水,从而产生蒸汽。然后,这种蒸汽继续旋转蒸汽轮机和电动交流发电机套件,从而产生电力。

在此过程中的任何时候都不涉及化石燃料,因此核电厂不会产生任何碳排放。然而,它们产生的是许多高度放射性的耗油棒,没人知道该怎么办。

截至2021年,在美国,大约有94个核反应堆在美国的57个发电厂安装,全球约有450个反应堆。

联合循环发电厂

蒸汽涡轮机可以在燃气轮机上背包,制造一种“组合循环”植物,该植物使用燃气轮机中的废热制成蒸汽。燃气轮机的排气热现在会产生额外的电力。这就是为什么组合循环发电厂比简单循环发电厂具有更好效率和更高的产量。

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不同发电技术的好处

每种类型的发电厂和发电技术都具有优势和缺点。

核电站生产大量电力,几乎没有燃料,几乎没有排放,但是核废料是尚未解决的主要问题。

燃气轮机产生的排放量较小,比大多数基于蒸汽轮机的发电厂更有效,但维护量昂贵。它们还可以在天然气上运行最佳,无处不在。

往复式发动机具有极大的灵活性:它们具有快速启动和快速停止的能力,并且可以在各种燃料上运行,非常有效,并且成本相对较低。

风力涡轮机和太阳能电池板不产生直接排放,不需要燃料,但是它们的输出是可变的,有时是不可预测的 - 在无风的一天中,风电场不会产生很多电力。

随着全球对更清洁发电的渴望和对子孙后代的排放减少,向清洁,可再生能源的转变不断增长。在电网上有如此多的风和太阳能农场,重要的是要拥有足够的柔性发电厂,可以迅速启动和停止以补偿风和太阳能的可变性。燃气轮机和往复式发动机非常适合于电力公司,这是电力公司的流行选择。

发电的能源

所有发电系统和发电厂都通过将以一种或另一种形式的能源转换为电力来工作。

太阳能电池板和风电场转换了其环境中的能量 - 纵火和风能。同样,水力发电植物提取了堵墙的水的势能,或河流中存在的动能以发电。风,阳光和水的能量被认为是可再生的,因为它的来源不断补充,即使其可用性取决于天气条件。

其他发电技术需要燃料作为能源。几乎所有可以燃烧的东西都被用作发电的燃料。有一些电厂在市政垃圾,旧轮胎,下水道气,玉米壳,工业废物等上运行。这是,大多数不可再生的电力来自化石燃料,化石燃料,包括煤炭,天然气和石油蒸馏器在内作为柴油。

生物燃料是燃料越来越重要的类别,因为它们是碳中性的。这意味着,当它们燃烧时,释放的碳并非来自化石来源。生物燃料是由有机材料制成的,例如能源作物,农业副产品,甚至使用了油炸油。金宝搏娱乐城生物燃料具有固体,液体和气态形式,导致发电应用中的各种用途。例如,生物柴油是一种广泛使用的液体生物燃料类型。

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