三大發(fā)電原理

1、光伏發(fā)電 光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊?種技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。 太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保 護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件， 再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電 裝置。太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下， 空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光 電效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。一、太陽(yáng)能發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光熱電轉(zhuǎn)換方式， 另一種是光電直接轉(zhuǎn)換方式。（1） 光熱電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電， 一般是由太 陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的

2、蒸氣， 再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。 前一個(gè)過(guò)程 是光熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程是熱電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通的火力發(fā)電一樣 .太 陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高， 估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴510倍。（2）光電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)， 將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換 成電能，光電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。 太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏 特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件， 是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管， 當(dāng)太陽(yáng) 光照到光電二極管上時(shí)， 光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能， 產(chǎn)生電流。 當(dāng) 許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣 了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源， 具

3、有永久性、 清潔性和靈活性三大 優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使 用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染。與常用的發(fā)電系統(tǒng)相比，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：太陽(yáng)能發(fā)電被稱(chēng)為最理想的新能源。無(wú)枯竭危險(xiǎn)；安全可靠，無(wú)噪聲， 無(wú)污染排放外，絕對(duì)干凈（無(wú)公害）；不受資源分布地域的限制，可利用建筑 屋面的優(yōu)勢(shì)；無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線(xiàn)路即可就地發(fā)電供電； 能源質(zhì)量高； 使用者從感情上容易接受；建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。缺點(diǎn)： 照射的能量分布密度小， 即要占用巨大面積； 獲得的能源同四季、 晝夜及陰 晴等氣象條件有關(guān)。水力發(fā)電水力發(fā)電，研

4、究將水能轉(zhuǎn)換為電能的工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行等技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的 科學(xué)技術(shù)。 水力發(fā)電利用的水能主要是蘊(yùn)藏于水體中的位能。 為實(shí)現(xiàn)將水能轉(zhuǎn)換 為電能，需要興建不同類(lèi)型的水電站。水力發(fā)電系利用河流、 湖泊等位于高處具有勢(shì)能的水流至低處， 將其中所含 勢(shì)能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)之動(dòng)能， 再借水輪機(jī)為原動(dòng)力， 推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。 利用水 力（具有水頭 ）推動(dòng)水力機(jī)械 （水輪機(jī) ）轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能， 如果在水輪機(jī) 上接上另一種機(jī)械 （發(fā)電機(jī) ） 隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái)， 這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)?電能。水力發(fā)電在某種意義上講是水的位能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能， 再轉(zhuǎn)變成電能的過(guò)程。 因水力發(fā)電廠所發(fā)出的電力電壓較低， 要輸送

5、給距離較遠(yuǎn)的用戶(hù)， 就必須將電壓經(jīng)過(guò)變壓器增高，再由空架輸電線(xiàn)路輸送到用戶(hù)集中區(qū)的變電所，最后降低為適合家庭用戶(hù)、工廠用電設(shè)備的電壓，并由配電線(xiàn)輸送到各個(gè)工廠及家庭。水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差 ，配合水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力，也就是 利用水的位能轉(zhuǎn)為水輪的機(jī)械能， 再以機(jī)械能推動(dòng)發(fā)電機(jī)，而得到電力?？茖W(xué)家 們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機(jī)械物理等， 精心搭配以達(dá) 到最高的發(fā)電量，供人們使用廉價(jià)又無(wú)污染的電力。水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源。但為了有效利用天然 水能，需要人工修筑能集中水流落差和調(diào)節(jié)流量的水工建筑物，如大壩、引水管涵等。因此工程投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)。

6、但水力發(fā)電效率高，發(fā)電成本低，機(jī)組啟 動(dòng)快，調(diào)節(jié)容易。由于利用自然水流，受自然條件的影響較大。水力發(fā)電往往是 綜合利用水資源的一個(gè)重要組成部分，與航運(yùn)、養(yǎng)殖、灌溉、防洪和旅游組成水 資源綜合利用體系。水力發(fā)電是再生能源，對(duì)環(huán)境沖擊較小。除可提供廉價(jià)電力外，還有下列之 優(yōu)點(diǎn)：控制洪水泛濫、提供灌溉用水、改善河流航運(yùn)，有關(guān)工程同時(shí)改善該地區(qū) 的交通、電力供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)，特別可以發(fā)展旅游業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖。火力發(fā)電火力發(fā)電廠簡(jiǎn)稱(chēng)火電廠，是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠， 它的基本生產(chǎn)過(guò)程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽， 將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變 成熱能，蒸汽壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后

7、汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。燃煤，用輸煤皮帶從煤場(chǎng)運(yùn)至煤斗中。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒 煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤機(jī)內(nèi)磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙 道和尾部煙道流動(dòng)，放出熱量，最后進(jìn)入除塵器，將燃燒后的煤灰分離出來(lái)。潔 凈的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下通過(guò)煙囪排入大氣。 助燃用的空氣由送風(fēng)機(jī)送入裝設(shè) 在尾部煙道上的空氣預(yù)熱器內(nèi)，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方面使進(jìn)入鍋爐 的空氣溫度提高，易于煤粉的著火和燃燒外，另一方面也可以降低排煙溫度，提 高熱能的利用率。從空氣預(yù)熱器排出的熱空氣分為兩股：一股去

8、磨煤機(jī)干燥和輸 送煤粉，另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內(nèi)，與 從除塵器分離出的細(xì)灰一起用水沖至灰漿泵房?jī)?nèi)，再由灰漿泵送至灰場(chǎng)。火力發(fā)電廠在除氧器水箱內(nèi)的水經(jīng)過(guò)給水泵升壓后通過(guò)高壓加熱器送入省 煤器。在省煤器內(nèi)，水受到熱煙氣的加熱，然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。在鍋爐 爐膛四周密布著水管，稱(chēng)為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過(guò)聯(lián)箱與汽包連 通，汽包內(nèi)的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán)， 吸收著煤受燃燒過(guò)程中放出的熱量。 部分 水在冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進(jìn)入過(guò)熱 器中。飽和蒸汽在過(guò)熱器中繼續(xù)吸熱，成為過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽有很高的壓力和 溫度，因此有很大的

9、熱勢(shì)能。具有熱勢(shì)能的過(guò)熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機(jī)后， 便將 熱勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能。高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成機(jī)械能。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)連軸器聯(lián)在一起。 當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)便 帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的另一端帶著一臺(tái)小直流發(fā)電機(jī)， 叫勵(lì)磁機(jī)。 勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的直流電送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈中， 使轉(zhuǎn)子成為電磁鐵，周?chē)a(chǎn)生磁 場(chǎng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)也是旋轉(zhuǎn)的，發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)就會(huì)切割磁力 線(xiàn)感應(yīng)產(chǎn)生電流。 這樣，發(fā)電機(jī)便把汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?電能經(jīng)變壓器 將電壓升壓后，由輸電線(xiàn)送至電用戶(hù)。釋放出熱勢(shì)能的蒸汽從汽輪機(jī)下部的排汽口排出， 稱(chēng)為乏汽。 乏汽在凝汽器 內(nèi)被循

10、環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻， 重新凝結(jié)成水， 此水成為凝結(jié)水。 凝結(jié) 水由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內(nèi)， 完成一個(gè)循環(huán)。 在循環(huán)過(guò)程 中難免有汽水的泄露， 即汽水損失， 因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)給一些水， 以 保證循環(huán)的正常進(jìn)行。 高、底壓加熱器是為提高循環(huán)的熱效率所采用的裝置， 除 氧器是為了除去水含的氧氣以減少對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。以上分析雖然較為繁雜， 但從能量轉(zhuǎn)換的角度看卻很簡(jiǎn)單， 即燃料的化學(xué)能 一蒸汽的熱勢(shì)能一機(jī)械能一電能。在鍋爐中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮埽?在汽輪機(jī)中， 蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能； 在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡?能。爐、機(jī)、電是火電廠中的主

11、要設(shè)備，亦稱(chēng)三大主機(jī)。與三大主機(jī)相輔工作的 設(shè)備成為輔助設(shè)備或稱(chēng)輔機(jī)。 主機(jī)與輔機(jī)及其相連的管道、 線(xiàn)路等稱(chēng)為系統(tǒng)。 火 電廠的主要系統(tǒng)有燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。除了上述的主要系統(tǒng)外， 火電廠還有其它一些輔助生產(chǎn)系統(tǒng)， 如燃煤的輸送 系統(tǒng)、水的化學(xué)處理系統(tǒng)、灰漿的排放系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)與主系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，它 們相互配合完成電能的生產(chǎn)任務(wù)。 大型火電廠的保證這些設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 火電 廠裝有大量的儀表，用來(lái)監(jiān)視這些設(shè)備的運(yùn)行狀況， 同時(shí)還設(shè)置有自動(dòng)控制裝置， 以便及時(shí)地對(duì)主輔設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。 現(xiàn)代化的火電廠， 已采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)分散 控制系統(tǒng)。 這些控制系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和自動(dòng)調(diào)

12、節(jié)， 根據(jù)不同情 況協(xié)調(diào)各設(shè)備的工作狀況， 使整個(gè)電廠的自動(dòng)化水平達(dá)到了新的高度。 自動(dòng)控制 裝置及系統(tǒng)已成為火電廠中不可缺少的部分。汽水系統(tǒng)：火力發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、高低壓加熱 器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，他包括汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和冷卻系統(tǒng)等。水 在鍋爐中被加熱成蒸汽， 經(jīng)過(guò)熱器進(jìn)一步加熱后變成過(guò)熱的蒸汽， 再通過(guò)主蒸汽 管道進(jìn)入汽輪機(jī)。 由于蒸汽不斷膨脹， 高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從 而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。 為了進(jìn)一步提高其熱效率， 一般都從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)后抽出 作過(guò)功的部分蒸汽， 用以加熱給水。 在現(xiàn)代大型汽輪機(jī)組中都采用這種給水回?zé)?循環(huán)。此外，在超高壓機(jī)

13、組中還采用再熱循環(huán)， 既把作過(guò)一段功的蒸汽從汽輪機(jī)的 高壓缸的出口將作過(guò)功的蒸汽全部抽出， 送到鍋爐的再熱汽中加熱后再引入氣輪 機(jī)的中壓缸繼續(xù)膨脹作功， 從中壓缸送出的蒸汽， 再送入低壓缸繼續(xù)作功。 在蒸 汽不斷作功的過(guò)程中， 蒸汽壓力和溫度不斷降低， 最后排入凝汽器并被冷卻水冷 卻，凝結(jié)成水。 凝結(jié)水集中在凝汽器下部由凝結(jié)水泵打至低壓加熱再經(jīng)過(guò)除氧器 除氧，給水泵將預(yù)加熱除氧后的水送至高壓加熱器， 經(jīng)過(guò)加熱后的熱水加入鍋爐， 在過(guò)熱器中把水已經(jīng)加熱到過(guò)熱的蒸汽， 送至汽輪機(jī)作功， 這樣周而復(fù)始不斷的 作功。在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水， 由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過(guò)許多的閥 門(mén)設(shè)備，這樣就難免

14、產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)或多或少地造成 水的損失， 因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補(bǔ)充經(jīng)過(guò)化學(xué)處理過(guò)的軟化水， 這些補(bǔ) 給水一般都補(bǔ)入除氧器中。燃燒系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)是由輸煤、 磨煤、粗細(xì)分離、 排粉、給粉、鍋爐、除塵、 脫硫等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場(chǎng) , 通過(guò)電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉(cāng)間的煤 斗內(nèi), 再經(jīng)過(guò)給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉， 磨好的煤粉通過(guò)空氣預(yù)熱器來(lái)的熱風(fēng)， 將煤粉打至粗細(xì)分離器， 粗細(xì)分離器將合格的煤粉 （不合格的煤粉送回磨煤機(jī)） ， 經(jīng)過(guò)排粉機(jī)送至粉倉(cāng)，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。 而煙氣經(jīng)過(guò) 電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置， 通過(guò)石漿噴淋脫出硫的氣體經(jīng)過(guò)吸風(fēng)機(jī) 送到煙筒排入天空