电从哪里来？带你了解什么是太阳能发电？

摘要： 常规水电站将水拦截至水库或者拦截河流形成大坝，集中水流的落差（动能和重力势能）形成水头经过汇集后，调节水流的流量，并将它冲击水轮机，带动发电机，将集中的水能转换为电能...

各位朋友大家好，我是小马哥，随着先进科技融入日常，所有活动都离不开电能支持。电力用途非常多样，不仅用于驱动机械，也用于提供光明，还广泛应用于金属加工、化学处理、纤维制造、信息传递、音频传播等众多行业，是科技进步和国民经济快速发展的关键支撑。在电力普及之前，人们只能借助煤油灯、蜡烛等手段来照亮环境。生产方式仍旧是传统人力，电力的普及进入日常，为生活提供了便利，充实了我们的日子，促进了文明的发展，加速了社会的进步。

当前全球电能转换主要有两种方式，一种是利用磁产生电，另一种是太阳能发电。所谓磁生电，指的是闭合的导线在磁场中运动并切割磁力线时，便会形成电流。这一现象由英国科学家法拉第所揭示。在图示的D位置安装一个叶轮，该叶轮持续旋转，使得导体在磁场里不断进行切割磁力线的动作，由此引发感应电流的产生。

太阳能发电是怎样实现的呢？关键部件是太阳能电池板，该部件由硅基半导体构成，当接受到太阳光时，其表面会捕获能量，并在两端形成相反极性的电荷。通常单块电池板能输出0.5伏的直流电，若将十块串联，可得到约4伏的直流电。由于这种发电方式产生的是直流电，需要借助变流器将其转变为交流电，才能供设备使用。

光伏发电具有很高的安全性，运行非常稳定，使用寿命长，晶体硅电池的使用年限可以达到二十至三十五年，这种能源是取之不尽用之不竭的。家庭光伏发电系统不仅可以满足自身的用电需求，剩余的电力还可以卖给电网公司。不过，光伏发电站的建设受到环境条件的制约，需要占用较大的土地面积，而且能量转换的效率不是特别高。为了推动家庭光伏发电的发展，国家正给予大力度的政策支持。

下面就来盘点一下其他几种发电方式（都属于磁生电）

利用水的势能发电

常规水电站通过拦截水流，在水库或河流上筑坝，利用水流落差（动能和势能）制造水头，汇集水流并控制其流量，然后用水流冲击水轮机，由水轮机驱动发电机，将集中的水能转变为电能，再借助变压器、开关站和输电线路等设备，将电能输送至电网。水电站落成后，库区周边的生态环境受到波及，堤坝区域出现侵蚀现象，导致土地被冲刷，泥沙流失严重，洪水期间，河段下游居民不再需要依赖防护堤，此举有利有弊。

抽水储能水电站

根据字面意思，这是指把水从地势较低的水库搬运到地势较高的水库，然后再次发电。为什么要实施这种方法呢？因为夜晚用电需求降低，很多电站的发电能力有富余，这时可以利用过剩的电力，把低处水库的水抽送到上游水库，让水以势能的形式储存起来。到了白天，继续进行发电过程，实现水的循环利用，把水的势能转换成电能。抽水储能水电站的应用有效缓解了电力负荷的峰谷差异，因而实现了“削峰补谷”的功能，并且已成为世界各国重点推进的建设项目。

潮汐发电

月球和太阳的引力作用，加上地球自身旋转的影响，形成了名为“潮汐”的现象。在沿海的港湾或者能够感受潮汐变化的河口地带，会修建堤坝和闸门，并建造水库来蓄积海水。当海水上涨时，将其以势能的形式储存起来，等到海水退去时，再将储存的海水以势能的形式释放出去，利用其冲击水轮机，驱动发电机，进而发电。

潮汐发电站和普通水电站运作方式一致，均需具备一定的高度差。部分潮汐电站仅利用涨潮或落潮时发电，属于单向运作模式。另有一些则采用双向运作模式，涨落潮时均可发电。当水库内外水位相同时，发电便无法进行。潮汐能是一种无污染且不破坏生态的可持续能源，因此受到政府的高度重视和鼓励。

利用水的内能发电

水受热后，会摄取能量，导致温度上升，进而使得内部能量增大，水分子的活动也会变得更加剧烈，当水转化为水蒸气时，其内部能量达到峰值，进而能够驱动汽轮机进行发电。

火电站/地热发电

发电厂通过燃烧锅炉来产生能量，就像家庭煮水时会产生水汽一样，这些水汽可以驱动汽轮机，进而带动发电机发电。火电厂主要使用煤炭、天然气等作为燃料，同时也会利用工业废弃物作为能源，实现资源回收利用。

地热能量源自地球深处的铀，钾，钍等放射性元素蜕变释放的热量。这种能量主要体现为温泉，沸泉以及热水河等形式。通过这些形式进行发电，地热资源能够持续供应而不会枯竭，属于环保且可再生的能源类型。在中国，西藏地区的地热资源储量占全国总量的百分之八十。羊八井地热田是国内正在开发利用的最大规模湿蒸汽田。火电站的建造对环境的要求不高，在偏远地区修建，能显著改善当地供电状况。

核电站

核电站以铀为燃料，铀在巨型装置即反应堆内进行分裂，从而释放出巨大能量。循环水泵将冷却介质送往该核心设备，冷却介质受热后进入蒸汽产生装置，蒸汽产生装置负责将热液体转化为气体。冷却介质再经由水泵送回核心设备。此过程构成一个闭合循环系统。只要存在一个回路，就会有另一个回路，一个回路里的蒸汽发生装置，会生成蒸汽来驱动汽轮设备，汽轮设备再带动发电装置来产生电能。

这是第二道回路系统，那么是否存在第三道回路系统呢？显然存在，第二道回路系统中的蒸汽流经汽轮机后被导向冷凝器进行降温处理，此时采用海水作为冷却介质，随后蒸汽凝结成水，再被输送至第一道回路系统中的蒸汽发生装置以产生新的蒸汽。在此过程中也携带了发电站排放的废热。核电站的发电功率调节存在一定难度，那么多余的电能如何处理呢？这些过剩的电能会被传输至抽水蓄能水电站进行储存。因此抽水蓄能电站与核电站是彼此的“对应”设施。核电站对环境的破坏轻微，一旦出现核事故，会对邻近区域带来灾难性的后果。

风能发电

风力发电系统由三个主要部件构成，分别是叶片，机身和支架结构。风使叶片转动，然后借助增速装置提升转速，从而提升发电效能。风力发电被视为最具大规模开发前景的清洁型可再生资源利用途径。风力在碰到阻碍时会损失力量，因此风力发电设施多建在开阔的平原或者海洋上，部分欧洲国家，海上风力发电非常普遍，知名的“伦敦阵列”就是一个海洋风力发电的工程。

电力是我们当前日常生活中必不可少的能源，若城市遭遇停电，由此带来的经济损失极为巨大，目前我们所使用的电力大多源自火力发电，而火力发电主要依赖煤炭作为燃料，煤炭的燃烧过程会对大气环境造成污染，进而危害当地居民的身体健康，煤炭的燃烧还会加速温室效应的加剧，对周边的生态环境发展造成难以弥补的损害。部分新能源转换功率有限，因此应当注意节省能源，也要留意节约水资源，我们每个人都要从自身开始行动。