枯藤老树昏鸦
空调wifi西瓜
晚饭有鱼有肉
没电全都白瞎
电,这个现代文明最活跃的因子,
闯入人类生活以来显出了强大的威力,
使人类文明发生了神奇的变化,
丰富了人类绚丽多彩的生活。
生活处处离不开电
每天都在用电的你
真的了解 /一度电 / 吗?
一度电是什么概念?
一度电,不是电度表上的一个字,也不是0.5元。一度电(1 kW·h)是一个能量单位而不是我们通常见到的功率单位 ( kW )1度电=1千瓦时=1千瓦×1小时=1000瓦×1小时简单来说,一度电就是一台功率为1000W的电器工作1小时所消耗的电能。
一度电是怎么产生的呢?
根据所利用能源的不同,通常有火力发电、风力发电、光伏发电、核能发电、水力发电等。
火力发电是燃烧煤炭需要消耗310克的煤炭以及4升净水190克柴油和59克天然气产生160克二氧化碳、272克的碳粉尘6.2克的二氧化硫、15克的碳氧化物才能产生一度电水力发电没有那么多污染然而630立方米的水才能产生一度电光伏发电 一块250瓦的光伏板在阳光下晒4个小时的等效时长才能产生一度电风力发电 2MW的风机以额定速度转一圈3.5秒约发出1.94度电也就是大概风机转半圈能发出一度电
一度电:我来到世界不容易,你们且用且珍惜。煤炭:310克的我,才能成就1度的你!水:还有4升的我!天然气:还有59克的我!柴油:还有190克的我!二氧化碳:160克的我,陪伴1度的你出生!碳粉尘:还有272克的我!二氧化硫:还有6.2克的我!氮氧化物:还有15克的我!一度电:感恩的心,感谢有你……
一度电具体能做什么呢?
一度电的作用 可超乎你的想象噢!别看一度电的价格不高但是它能做的事情可真不少
无数个加班的深夜一度电以一盏台灯的方式陪着你可以为你点亮40个小时
在你刷手机的时候一度电默默的支撑路由器工作10天保障着你持续不断优质的网络
对于身为吃货的你一度电让一台66瓦的冰箱运转了15个小时以保证你吃到新鲜的食材
一度电还能在炎热的夏天支持空调
给你提供1.5小时的清凉
在你感冒不适的时候
一度电可将8公斤的水烧开
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玩游戏、看小说的时候支持着你一度电能给你的手机充满电100多次
玩手机的时候再也不用害怕出现:“您的电量已不足”
… …
是不是十分震惊呢
一度电还能干啥
可以使9w的节能灯照明100小时以上
可以使电动自行车跑80公里
可以与1000个市民通话15分钟
可以灌溉0.14亩小麦
可以生产15瓶啤酒
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与此同时
一度电 还可以
生产医用口罩100多个
医用手套10副护目镜4个
医用防护服3套左右
消毒液10升左右
……
节约一度电有什么用?
电是通过烧煤发出来的
省电就减少了煤的燃烧
少了排放物,就相当于低碳和环保了
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是不是没想到,一度电的作用这么大。
更没想到,每人节约一度电,
环保能量这么大呢!
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电能是如何发出来的?
水力发电
水力发电过程就是
充分利用水往低处流的自然规律
将水的势能转换为机械能、电能的过程
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简单来说,
就是在水位落差大的河流修建大坝和水电站,
把水流引入水电站,
冲击水轮机或水车旋转,
带动发电机转子旋转,
电就发出来了。
风力发电
在山川田野、戈壁荒漠、蔚蓝海面上,
“翩翩起舞”的“大风车”,
就是风力发电机组。
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风力发电机组是利用风力带动风车叶轮旋转,
将风能转化为机械能,
发电机再将机械能转化为电能。
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风力发电机组输出的电能,
通过集电线路输送到风电场升压站,
升压站升压后再输送到电网,
就变成了千家万户可以使用的清洁风电了。
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光伏发电
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光伏发电是根据光生伏特效应原理,
利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能,
主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,
主要部件由电子元器件构成,
太阳能电池经过串联后进行封装保护,
可形成大面积的太阳电池组件,
再配合上功率控制器等部件,
就形成了光伏发电装置。
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光伏电站一旦建成之后,
只要有光照,就可以发电,
不再与外界产生物质交换,
但光伏发电获得的能源,
同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
火力发电
以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂,
统称为火电厂。
以燃煤火电厂为例,
这得从“烧开水”说起,
首先把煤炭通过输送设备(输送带),
送到锅炉里燃烧产生热量,
(相当于咱们家用的一个大火炉子)
加热锅炉里的水(相当于水壶)
产生高温高压蒸汽,
蒸汽通过管道到达汽轮机,
推动汽轮机带着发电机一起旋转,
电就从发电机里发出来了。
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核能发电
核电站与火电站的发电方式极其相似,
主要区别就是锅炉不一样,
核电站的"锅炉"是核反应堆,
或者说是"核锅炉"。
简单来说,
核燃料在“反应堆”的设备内,
发生裂变而产生大量热能,
再用处于高压力下的水把热能带出,
在蒸汽发生器内产生蒸汽,
蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转,
电就源源不断的产生出来。
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压水堆核电站主要结构
了解了电的来源和发电原理,那么电站发电需要吃多少“粮食”呢?
一度电需要耗费多少“原材料”?
水力发电
由于各电站水头差不同,
不好以固定的单位来衡量一度电所需水量,
以长江三峡为例,
大约每4.2吨长江水三峡电站可发1度电,
4.2吨水可供深60厘米普通浴缸洗3次。
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三峡电站多年平均年径流量约4300亿立方米,
除去防洪弃水,
平均每年可发电882亿度,
每天发电量约占全国1/30。
风力发电
风电的“粮食”是风,
一般风速达到3m/s风车就可以旋转发电。
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以国家能源集团内蒙古官村风电场为例,
1.5兆瓦机组的叶片每转动一圈可以产生约1.4度电,
1座10万千瓦的风电场一年的发电量约为2.6亿千瓦时,
能供4万户普通家庭使用一年。
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光伏发电
按照常规的太阳能电池组件来计算,
1KW组件大约10个平方,
光照1小时就可发1度电。
常规一家三口电器齐全的情况下,
平均一天耗电6度,
所以理论上,
有一个10平方米的空间放一个1kw太阳能电池组件,
每天光照6小时,
就可做到自给自足。
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目前世界上一次性单体投资规模最大的光伏电站——国电投格尔木并网光伏电站
火力发电
火力发电靠什么燃料呢?
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火力发电靠的是石油、煤炭和天然气等燃料。
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以煤炭为例,
中国大唐东营发电公司煤机组,
每发一度电约需要258g左右煤炭资源,
相当于我们常用的一次性纸杯一杯左右。
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核能发电
核电站要发电,
需要“吃”一种特制的“粮食”。
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这种“粮食”我们叫做核燃料,
目前商用核电站的主要使用铀作为核燃料。
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铀燃烧后几乎零排放,
一千克铀-235相当于一个鸡蛋大小,
约可以发电2280万度,
相当于深圳三分之二家庭的日用电量,
所以我们常说,
“一个鸡蛋”点亮半个深圳。
虽然核弹和核电站都已铀为原料
但两者对纯度的要求完全不同
核弹要求铀的纯度在90%以上
而核电站的核燃料一般只需纯度3%左右的铀
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正如烈度白酒可以点燃
啤酒却不能点燃的道理一样
核电站是不会像核弹那样爆炸的
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各种电能自带“光环”各有特点自成一体又在惠及人类的过程中相互兼顾、共同发挥作用那么他们各自有些特点呢?
五种发电方式都有哪些优缺点?
水力发电
水力发电是一种再生、清洁能源
既廉价又没有污染
所以受到很多国家欢迎
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水电站在发电的同时还可以控制洪水泛滥
改善航运条件、生态环境
枯水期还可以为下游补水
但水电站是“靠天吃饭”,
碰到少雨季节或者突发洪水超过最大拦蓄容量,
就只能采取少发电甚至停发电。
风力发电
风电最大的优点就是清洁、可再生、零排放,
1座10万千瓦的风电场一年可节约标煤9.3万吨,
减排二氧化碳25.6万吨,
减少向大气排放粉尘1.2万吨。
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2012年,中国风电装机突破6000万千瓦,
取代美国成为世界第一风电大国。
截至2020年底,
中国风电累计装机容量达到28153万千瓦。
在全球排名前十的风电运营商及风机制造商里,
我们均能看到中国企业的身影!
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风电的最大的缺点就是只能“靠天吃饭”,
当风速小于3米/秒或者高于25米/秒时,
风电机组就只能停机待命了。
光伏发电
太阳能光伏发电发电过程简单,
没有机械转动部件,不消耗燃料,
不排放包括温室气体在内的任何物质,
无噪声、无污染;
太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。
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目前太阳能电池的转换效率低
是阻碍光伏发电大面积推广的瓶颈,
但这一缺点会随着技术的提高逐渐淡化。
火力发电我国的火电站技术成熟,选址灵活,布厂方便,可有效降低电网输配电耗损。初投资费用低,占地面积小,建造周期短。机组受环境、气候等不利因素较小。运行平稳、可靠,给我们供暖的热电站也正是利用了火力发电多余的热量,大大的提高了能源利用率。但火力发电的主要问题是污染大,耗能大,后期成本高,可持续发展前景暗淡。
核能发电核能是安全、经济、高效的清洁能源,是人类应对气候变化重要能源选择,也是实现碳达峰碳中和目标重要选项。一座百万千瓦级核电站一年相当于减少燃煤约300万吨,减少排放二氧化碳600万吨,二氧化硫2.6万吨,氮氧化物1.4万吨,烟灰3500吨。这相当于每年新种植了1.7万公顷树木。但是核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。核能电厂投资成本大,选址要求高。
各种发电方式各有所长,
那么我国近几年电网用电比例有哪些调整呢?
我国能源结构有哪些变化?
先来看2000——2019年的发电装机容量数据

我国2020年的电源结构比例图
↓↓↓

通过数据我们可以看出,
我国的电源消费结构正向清洁低碳加快转变,
火电站开发增速放缓,
清洁能源占比逐年增加。
中央发电企业不断加大水电、风电、光伏等清洁能源发电投资力度,仅2020年,全年完成固定资产投资4814.8亿元,同比增长27.4%。加快推进绿色低碳转型发展和能源结构优化,努力在“碳达峰”“碳中和”进程中发挥主力军作用。
我国电源侧未来发展方向?
水电站十四五期间,我国将因地制宜开发常规水电,并加快推进抽水蓄能等调节性电源建设。风电场在“30·60目标”引导下的中国能源革命和能源转型中,未来十年乃至更长的时期内,风电产业将保持持续高速增长,将成为践行“绿水青山就是金山银山”的主力军。光伏电站2020年我国光伏新增装机48.2GW,连续8年位居全球首位。在光伏能源的进一步发展方面,我国将始终占据前沿,预计2021年新增规模55GW-65GW,国内电站大基地开发将成为新的趋势。火电站在以后一段时间内,清洁高效利用的煤电还将在我国能源结构中发挥托底、保供的基础性作用。但火电将从电量型电源,更加快速转变为电力型电源。核电站我国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略中,将聚变能作为解决能源问题的最终一步,如果国际热核聚变实验堆(ITER)计划一旦达到其既定目标,就有望打破聚变界“再等50年”魔咒 ,在本世纪中叶实现聚变能的利用。