人類除了“燒開水”外,還有什麼其他形式可以將能量轉換成電能?

很有意思,有人總結人類現有發電方式,可以用“燒開水”來概括。

什麼叫“燒開水”?

2018年我國發電佔比:火電、水電、核電、風電分別佔比75.08%、13.15%、4.17%、6.1%

人類除了“燒開水”外,還有什麼其他形式可以將能量轉換成電能?

而火電和核電的基本原理是化學燃燒或核反應產生的熱量將水加熱成高溫高壓的水蒸汽,再由水蒸汽推動汽輪機,汽輪機轉動帶動轉子發電機發電。

人類除了“燒開水”外,還有什麼其他形式可以將能量轉換成電能?

汽輪機安裝

實際上,以人類目前的技術水平,至少有三種方式將能量轉化為電力。

人類除了“燒開水”外,還有什麼其他形式可以將能量轉換成電能?

第一種就是“燒開水”,基本的原理是用力推動在磁場中的線圈發電,是法拉第電磁感應定律的應用。火電和核電是科學家利用瓦特的發現,巧妙的將熱量轉化為動能的一種行之有效的方式。還有一種利用熱能的方式是內燃機,這是利用可燃的燃油產生高溫高壓氣體,推動汽缸做活塞運動,將熱量轉化為動能的方式。火力和核熱轉化的動能最終讓轉子發電機高速轉動。與之類似的有水電、風電、潮汐力發電等等,它們是以天然的外力推動齒輪組,帶動發電機發電。

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直列式內燃機工作原理

第二種是半導體的光生伏特效應,這是大家熟知的光伏發電,其原理是光照可以使半導體材料不同部位之間產生電位差。太陽光照在半導體p-n結上,形成新的“空穴-電子”對,在p-n結電場的作用下,空穴由n區流向p區,電子由p區流向n區,接通電路後就形成電流。這就是“光生伏特效應”。與此類似的是光電效應,但光電效應是光照射金屬使電子散逸,與光伏效應是完全不同的。光電效應在發電中應用非常少。

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光伏發電站和風電站的工作過程

第三種就是化學能,主要是電池反應。基本原理是伏打反應,它是在電解質中,兩種金屬材料之間會形成電位差。原電池、乾電池、鋰電池等等電池的產電方式基本類似。

人類除了“燒開水”外,還有什麼其他形式可以將能量轉換成電能?

丹尼爾原電池示意圖

當然,還有其他的電力產生方式,比如熱敏電阻、壓敏電阻等。

你知道的還有哪些發電方式,評論區來PK呀!


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