认识能源发电模型的种类

火力发电模型

火力发电中存在着三种型式的能量转换过程：燃料化学能→ 蒸汽热能→机械能→ 电能；利用燃

料发热，加热水，形成高温高压过热蒸汽，然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽

轮机转子高速旋转，带动发电机转子旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器

，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。

 水力发电模型

水力发电的基本过程：在河川的上游筑坝集中河水流量和分散的河段落差，使水库中的水具有较

高的势能，当水由压力水管流过安装在水电站厂房内的水轮机排至下游时，带动水轮机旋转，水

能转换成水轮机旋转的机械能；水轮机转轴带动发电机5的转子旋转，将机械能转换成电能。

 

核能发电模型

核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料（核燃料）进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指

铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。

反应中可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少

有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，实现链式反应是核能发电的前提。

 

燃气轮机发电模型

燃气发电是一种利用燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮

机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机进行发电的电厂。

联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排

出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮

机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电

机的多轴联合循环。

 风力发电模型

风力发电是指把风的动能转为电能。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增

速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电；风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V

变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后

用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

 

太阳能发电模型

太阳能发电根据利用太阳能的方式主要有通过热过程的太阳能热发电和不通过热过程的光伏发电、

光感应发电、光化学发电及光生物发电等。目前主要应用的是直接利用太阳能的光伏发电和间接

利用太阳能的太阳能热发电两种方式。其中直接利用光能进行发电的光伏发电由光伏电池、平衡

系统组成；间接利用光能是将太阳能转换成热能，由储热进行发电的太阳能热发电。

 

 

 

垃圾发电模型

垃圾发电是指垃圾焚烧发电，对燃烧值较高的进行高温焚烧，在高温焚烧中产生的热能转化为高温

蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生电能；其原理与燃煤发电基本相同，就是将垃圾送入垃圾焚

烧炉，利用焚烧产生的热量加热给水得到蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机组做功发电。整个过程就是化

学能→热能→机械能→电能的过程。

 

生物质能发电模型

生物质能资源是可用于转化为能源的有机资源，主要包括薪柴、农作物秸秆、人畜粪便、食品制

造工业废料和废水及有机垃圾等。利用生物质能发电的最有效的途径是将其转化为可驱动发电机

的能量形式，如燃气、燃油及酒精等，然后再按照通用的发电技术发电。

 

抽水蓄能发电模型

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电

的水电站。可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，为了保障电源端

大型火电或核电机组能够长期稳定的在最优状态运行，需要配套建设抽水蓄能电站承担调峰调荷

等任务。

 

潮汐发电模型

通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后在落潮时放出海水，利用

高、低潮位之间的落差推动水轮机旋转带动发电机发电。在有条件的海湾或感潮口建筑堤坝、闸

门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差(即工作水头)，从而可驱动水轮

发电机组发电。

 

波浪发电模型

波浪发电将波浪能转换为电力的技术；波浪能的转换一般有三级，第一级为波浪能 的收集，通常

采用聚波和共振的方法把分散的波浪能 聚集起来；第二级为中间转换，即能量的传递过程，包括

机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动， 使波浪能转换为有用的机械能；第三级转

换又称最终转换，即由机械能通过发电机转换为电能。

 

沼气发电模型

沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它

将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电

技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有

机废弃物，经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用

于沼气生产。

 

地热发电模型

地热发电是把地下热能转换成为机械能，然后再把机械能转换为电能的生产过程。根据地热能的

储存形式，地热能可分为蒸汽型、热水型、干热岩型、地压型和岩浆型五大类。从地热能的开发

和能量转换的角度来说，上述五类地热资源都可以用来发电，但目前开发利用得较多的是蒸汽型

及热水型两类资源。

聚变堆装置模型

核裂变能是核电站采用的形式，迄今为止它已引发了众多事故，例如1986年的切尔诺贝利核泄漏

事故。然而核聚变能与前者不同，它不仅安全，而且相对还很环保。国家点火装置的一位发言人

说：“尽管核聚变是一种核子过程，但是它与裂变过程不同，因为核聚变反应不产生放射性副产

品。核聚变能非常有希望成为一种长期的未来能源，因为核聚变所需的燃料在地球上比较丰富，

而且它产生的能源比较安全和环保。”