發電

































渦輪發電機（英语：Turbo generator）


發電（英语：Electricity generation），泛指從其它種類的能源轉換為電力的過程。
現今主要使用的發電基本原理，於公元1820～1830年間，由英國科學家麥可·法拉第所發現。法拉第电磁感应定律，藉由一組以上的線圈在磁場中進行旋轉運動，藉以產生感應電流。




目录






  • 1 發電方式


    • 1.1 直流發電


    • 1.2 交流發電


      • 1.2.1 非再生能源發電方式


      • 1.2.2 再生能源發電方式






  • 2 參考資料


  • 3 相關


  • 4 外部連結





發電方式


全球的發電量與電力來源變化：









1990年全球電力來源


















煤
水力
核能
天然氣
石油
生質能
地熱
廢棄物
其它Circle frame.svg






  •   煤: 4,424,902 GWh (37.1%)


  •   水力: 2,192,101 GWh (18.4%)


  •   核能: 2,012,902 GWh (16.9%)


  •   天然氣: 1,752,460 GWh (14.7%)


  •   石油: 1,358,371 GWh (11.4%)


  •   生質能: 106,383 GWh (0.9%)


  •   地熱: 36,425 GWh (0.3%)


  •   廢棄物: 24,141 GWh (0.2%)


  •   其它: 5,515 GWh (0.0%)






1990年全球總發電量:

11,913,200GWh


資料來源:IEA[1]


2000年全球電力來源


















煤
天然氣
水力
核能
石油
生質能
地熱
廢棄物
其它Circle frame.svg






  •   煤: 6,005,082 GWh (38.6%)


  •   天然氣: 2,752,701 GWh (17.7%)


  •   水力: 2,699,992 GWh (17.4%)


  •   核能: 2,590,623 GWh (16.7%)


  •   石油: 1,251,646 GWh (8.0%)


  •   生質能: 114,828 GWh (0.7%)


  •   地熱: 51,990 GWh (0.3%)


  •   廢棄物: 49,593 GWh (0.3%)


  •   其它: 35,403 GWh (0.2%)






2000年全球總發電量:

15,551,858GWh


資料來源:IEA[2]


2010年全球電力來源


















煤
天然氣
水力
核能
石油
風力
生質能
廢棄物
其它Circle frame.svg






  •   煤: 8,664,188 GWh (40.1%)


  •   天然氣: 4,827,917 GWh (22.4%)


  •   水力: 3,531,132 GWh (16.4%)


  •   核能: 2,756,288 GWh (12.8%)


  •   石油: 981,931 GWh (4.5%)


  •   風力: 341,334 GWh (1.6%)


  •   生質能: 290,516 GWh (1.3%)


  •   廢棄物: 81,288 GWh (0.4%)


  •   其它: 115,539 GWh (0.5%)






2010年全球總發電量:

21,590,133GWh


資料來源:IEA[3]


2015年全球電力來源


















煤
天然氣
水力
核能
石油
風力
生質能
太陽能光伏
其它Circle frame.svg






  •   煤: 9,538,300 GWh (39.2%)


  •   天然氣: 5,543,363 GWh (22.8%)


  •   水力: 3,989,000 GWh (16.4%)


  •   核能: 2,571,365 GWh (10.6%)


  •   石油: 989,865 GWh (4.1%)


  •   風力: 838,028 GWh (3.4%)


  •   生質能: 433,815 GWh (1.8%)


  •   太陽能光伏: 246,556 GWh (1.0%)


  •   其它: 205,228 GWh (0.8%)






2015年全球總發電量:

24,344,520GWh


資料來源:IEA[4]

依據所產生的電的波形，可區分為：











Tensión corriente continua.svg
AC wave.gif

直流電（DC）
交流電（AC）


依能源轉換的原理，可區分為：




























































種類 簡介 範例 備註
摩擦起电效应
靜電、自由电荷的转移		 范德格拉夫起电机
電磁感應
動能使一組以上的線圈在磁場中進行旋轉運動，藉以產生感應電流		 发电机 現今發電的主流
將燃料加热至高溫電漿狀態，然后让其在磁场中高速流动切割磁力线，藉以產生感應電流，將其热能转换成电能 磁流體發電
電化學
化學能轉為電能
電池、燃料電池
光電效應
光能轉為電能
太陽能電池、光伏陣列
熱電效應
熱能直接轉為電能		 熱電偶 主要用於感測器
放射性物質在衰變時所放出熱量再將其直接轉為電能 放射性同位素熱電機 主要用於人造衛星、太空探測器、無人遙控設備
壓電效應 壓電材料的晶格形變轉為電能 主要用於感測器
核變化 使用同位素衰變時放出的β粒子，直接產生電子來發電 非熱轉換型核電池
 理論上的技術


直流發電


直流發電大多以電化學的方式產生電力，泛稱為電池，以小功率的應用為主。
電池可分為屬於消耗品一次性的原電池，可重複充電與放電的蓄電池，以及當不斷注入燃料能持續發電的燃料電池，這三大類。
此外，另有以熱能直接轉換為電能的熱電偶，但輸出功率極少，目前主要僅用感測器。
或是，將光能轉換為電能的太陽能電池。
以及，運用電磁感應原理的直流發電機，不過這種現今比較罕見。





























  • 查

  • 论

  • 编



電池（伽凡尼電池，即化學電池）

列表
電池类型


  • 伏打電堆


  • 電池（液流电池）

  • 濃差電池

  • 燃料電池
伽凡尼電池
原電池
（非充電型）


  • 鹼性電池

  • 铝空气电池

  • Bunsen

  • Chromic acid

  • Clark

  • 鋅銅電池

  • 乾電池

  • Edison-Lalande

  • Grove

  • Leclanché

  • 鋰電池


  • 水銀電池（鋅汞電池）

  • 氫氧電池

  • Silicon–air

  • 氧化銀電池

  • 韦斯顿电池

  • Zamboni

  • 锌空气电池

  • 碳锌电池
蓄電池
（充電型）


  • 汽車電池


  • 鉛酸蓄電池
    • gel / VRLA


  • 鋰空氣電池


  • 鋰離子電池

    • 鋰離子聚合物電池

    • 磷酸锂铁电池（英语：Lithium iron phosphate battery）

    • 鋰钛電池（英语：Lithium–titanate battery）

    • 鋰硫電池（英语：Lithium–sulfur battery）

    • Dual carbon battery



  • Molten salt

  • Nanopore

  • 纳米线電池

  • 鎳鎘電池

  • Nickel–hydrogen

  • 鎳鐵電池

  • 鎳鋰電池（英语：Nickel–lithium battery）


  • 鎳氫電池（低自放電鎳氫電池）

  • 鎳鋅電池（英语：Nickel–zinc battery）

  • Polysulfide bromide

  • 钾离子电池（英语：Potassium-ion battery）

  • 可充電鹼性電池

  • 钠离子电池

  • 钠硫电池

  • 全釩氧化還原液流電池

  • 锌溴电池（英语：Zinc–bromine battery）

  • 鋅鈰電池（英语：Zinc–cerium battery）

  • 铝离子电池
電池部件


  • 阳极

  • 阴极

  • 催化劑

  • 电极

  • 電解質

  • 半電池

  • 离子

  • 鹽橋

  • 半透膜


交流發電


較為經濟的商業運轉發電方式，而且較容易升降電壓，所以目前世界各國大多使用此類發電，電壓通常介於110~240伏特之間，頻率在50~60赫茲之間。



非再生能源發電方式


經高壓蒸氣驅動發電機組（热力发电）



  • 火力發電：目前世界上發電廠最多發電量也最大的一種發電方式，可依據鍋爐燃料的不同大略分成下列幾種：

    • 燃煤

    • 燃氣（天然氣、液化石油氣、頁岩氣、可燃冰、沼氣）


    • 燃油（石油或重油、頁岩油）


    • 垃圾（焚化爐）

    • 汽電共生




  • 核能發電，依使用的緩速劑與冷卻劑的不同，又分為：


    • 轻水反应堆（LWR）：又分為压水反应堆（PWR）、沸水反应堆（BWR）、進步型沸水式反應爐（ABWR）、超臨界水反應爐（SCWR）


    • 重水反应堆（HWR）：又分為加壓重水反应堆（PHWR）、蒸汽发生重水反应堆（英语：Steam-generating heavy water reactor）（SGHWR）


    • 石墨慢化反应堆（GMR）：又分為压力管式石墨慢化沸水反应炉（RBMK）、高温气冷反应堆（英语：Very high temperature reactor）（VHTR、HGCR）

    • 其他：快中子增殖反应堆（FBR）、球床反應堆（PBR）、行波反应堆（TWR）……等，與第四代反應堆





再生能源發電方式


外力直接驅動發電機組


  • 水力發電

  • 潮汐發電

  • 風力發電

  • 人力發電


經高壓蒸氣驅動發電機組



  • 聚光太阳能热发电：將陽光聚焦集熱板將水加熱，產生蒸氣以推動汽輪機及發電機


  • 地熱發電：亦有低溫的地熱發電技術，原理是將介質由水改為冷媒，藉由液態冷媒吸收地熱後氣化膨脹，藉以推動汽輪機及發電機，冷媒冷卻成液態後再流入地下循環使用


其它方式驅動發電機組



  • 核融合發電：目前還在研究階段（国际热核聚变实验反应堆），尚未開始商業運轉，但因其發電原料（氘、氚等）自然界中存量豐富，故歸類至此。

  • 海水溫差發電



參考資料





  1. ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/


  2. ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/


  3. ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/


  4. ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/




相關



  • 能源

  • 燃料

  • 發電機



外部連結



  • （英文）Power Technologies Energy Data Book

















  • 查

  • 论

  • 编


發電

使用發電機


























熱力發電








火力發電


  • 生物質發電

  • 内燃力發電

  • 外燃力發電

  • 複循環發電

  • 廢物發電


  • 核能發電

  • 地熱發電

  • 太陽熱能發電

  • 海水溫差發電
水力發電


  • 抽水蓄能發電

  • 微型水力發電（英语：Low head hydro power）
海洋發電


  • 波浪發電

  • 潮汐發電

  • 海水溫差發電

  • 海水鹽差能

  • 海流發電
風力發電
















陸

  • 陸上風力發電
海


  • 海上風力發電

  • 浮動式海上風電（英语：Floating wind turbine）
空

  • 風箏型風力發電（英语：KiteGen）


其他


  • 人力發電

  • 低溫發電

  • 高溫發電


不使用發電機



  • 燃料電池發電

  • 太陽光發電

  • 太陽能發電衛星

  • 磁流體發電

  • 振動發電（英语：Vibration-powered generator）

  • 熱電發電



  • 分类分類：發電方式


  • 主题主題：能源

  • 可再生能源


































  • 查

  • 论

  • 编


供電

電學


  • 電功率

  • 高壓電

  • 直流電


  • 交流電（單相電


  • 三相電）

  • 功率因數

  • 电压源

  • 电流源

  • 電壓

  • 电流

  • 容量因子

  • 額定容量

  • 三相

  • 接地

  • 接地系統

  • 中線
來源











不可再生能源



  • 化石燃料發電

    • 煤

    • 天然氣

    • 石油


    • 油頁岩（页岩油、页岩气）



  • 核能

  • 可燃冰
可再生能源


  • 水能

  • 風能

  • 太阳能

  • 地熱能


  • 海洋能（潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差發電、海水鹽差能）

  • 生物質能


技術
















發電


  • 发电机

  • 感應發電機（英语：Induction generator）

  • 微型發電


  • 热电联产（微型热电联产）

  • 虛擬電廠（英语：Virtual power plant）

  • 基本負載發電廠

  • 尖峰負載發電廠
儲能


  • 抽水蓄能電站

  • 超級電容器


  • 儲氫（英语：Hydrogen storage）與燃料电池

  • 液流電池

  • 電網儲能

  • 飞轮储能

  • 壓縮空氣儲能


  • 儲熱（英语：Thermal energy storage）（低溫儲能（英语：Cryogenic energy storage））

  • 超導磁儲能

  • 固态电池
其他


  • 联合循环

  • 冷卻塔

  • 電力線通信

  • 智慧型電表

  • 朗肯循环

  • 超導體

  • 下垂速度控制

  • 鴨子曲線


輸電


  • 輸電網路

  • 輸電塔（英语：Transmission tower）

  • 高壓直流輸電

  • 智慧電網

  • 超級電網

  • 變電所

  • 变压器

  • 电线杆

  • 分散式發電

  • 電壓驟降


  • 停電（分區輪流供電（英语：Rolling blackout））
政策


  • 生態稅

  • 能源補貼（英语：Energy subsidies）

  • 可再生能源比例標準

  • 可再生能源証書

  • 可再生能源商业化

  • 化石燃料淘汰

  • 節約能源

  • 淨計量電價

  • 上網電價補貼政策

  • 潔淨電力計畫（英语：Clean Power Plan）



  • 主题主題：能源

  • 可再生能源

  • 可持續發展


  • 分类分類：電力分配

  • 發電方式

  • 發電站技術






规范控制


  • GND: 4133665-3

  • NDL: 00563020



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