如何提高能源转换为电力的效率

作者&投稿:孟才 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
怎样提高能源的利用效率~

国家发展改革委修订了《产业结构调整指导目录》,对项目建设实行更加严格的能耗、水耗、环境、资源综合利用标准,建立项目能耗评估制度。财税政策方面,调高了资源税率,调整了消费税,规范税收优惠政策;发布了《关于建立政府强制采购节能产品制度的通知》,将部分节能产品由优先采购改为强制采购;建立了对企业实施节能技术改造项目按节能量给予财政奖励的办法。国家有关部门还发布了《关于改进和加强节能环保领域金融服务工作的指导意见》,稳步推进资源性产品价格改革,提高了成品油价格,出台电价调整方案,扩大差别电价实施范围和力度,实施鼓励可再生能源发展的电价政策,制定了城市供热价格管理办法。一些地方建立了节能专项资金,制定了能耗超限额加价的政策,加价增收资金用于支持工业节能。

太阳能电池发电原理:
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
此图根据蒲提斯的太阳系形成理论,太阳向宇宙空间辐射出巨的光热能量。

从太阳能获得电力,需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。

要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

目前,太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高,已达20%以上,但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到1-2美元时,便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。

当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵,目前只能限于在卫星上使用。

电力是将一次能源转换成二次能源的产业,既如此就有个转换效率。转化效率η=输出的能量/输入的能量,输出的电力以千瓦时表示,1千瓦时相当于0.1229千克标准煤,输入的能量对燃煤电厂来说就是供电煤耗,于是燃煤电厂的转换效率η煤=0.1229/供电煤耗,以2012年为例全国燃煤电厂供电煤耗为326克/千瓦时,煤电转换效率η=122.9/326=37.7%,而2002年煤电转换效率为32.09%,十年间转换效率提高了近5.7个百分点。未来6年转换效率还能提高多少?取决于供电煤耗的走势,按年降低3克/千瓦时考虑,2020年供电煤耗为302克/千瓦时,煤电转换效率为40.69%。
  
水电发电的能量来自水量Q和水头H,由于水库的水位变化各不相同,因而各电厂的单位水耗是有差异的,例如广西岩滩水电站2012年单位水耗6.59立方米/千瓦时,而甘肃刘家峡水电站则为3.985立方米/千瓦时。为了从宏观上把握我国水电水能转化为电力的效率,有必要统计计算我国某一规模以上大中型水电站的单位耗水率,加以加权平均从而得出全国大中型水电站的综合平均耗水率。过去这一指标的统计分析工作深度不够,在进入“十三五”的时候应当把降低耗水率作为水电提效的一个方面,提出任务,纳入规划。
  
再如核电,发出的是电力,消耗的是核燃料,一年中的发电量除以耗用的核燃料重量得出核电站的燃耗,例如一座百万千瓦级核电,年发电60亿千瓦时,所需核燃料20吨,则燃耗为20吨/[(1-厂用电率%)×60亿千瓦时]=3.5克/兆瓦时,同样的需要对全国的核电站统计其燃耗,然后进行加权平均,可以得出全国核电的平均燃耗,这样一是各厂之间可资比较。二是可以总体上衡量我国核电机组的转换效率,在“十三五”期间应当给出燃耗的控制目标。
  
关于风电和太阳能光伏发电的转换效率,这两类可再生能源发电刚刚起步,应当做好基础研究,“十三五”暂不提出效率目标,但应作为研究任务提出指标体系和统计考核方法。

如何提高能源转换为电力的效率
答:电力产业将一次能源转换为二次能源,其中转换效率至关重要。该效率的计算公式为:转换效率η = 输出的能量 / 输入的能量。在此公式中,输出的电力以千瓦时为单位,而1千瓦时相当于0.1229千克标准煤。对于燃煤电厂而言,输入的能量即为供电煤耗。以2012年数据为例,全国燃煤电厂的供电煤耗为326克/千瓦时...

如何提高太阳能转化为内能的效率
答:一、太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件,这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”,因此太阳能电池又称为“光伏电池”.二、硅系列太阳能电池中,单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟.三、非晶硅太阳能电池也具有较高的转换效率,但其材料的不稳定...

如何提高能源转换为电力的效率
答:电力是将一次能源转换成二次能源的产业,既如此就有个转换效率。转化效率η=输出的能量/输入的能量,输出的电力以千瓦时表示,1千瓦时相当于0.1229千克标准煤,输入的能量对燃煤电厂来说就是供电煤耗,于是燃煤电厂的转换效率η煤=0.1229/供电煤耗,以2012年为例全国燃煤电厂供电煤耗为326克/千瓦时,煤...

能源效率的提高方法
答:一般提高能源的使用效率除了采用回收再利用的方法之外就是尽可能增大反应物的表面积以提高受热面积,产生更多的活化分子. 要从建筑物的外观、位置、使用材料的设计入手,调节能源需求;使用高能效锅炉、水泵,使用蓄冷系统、电热联产和三连供系统并对系统定期进行维护,以此提高能效,除此之外,还要尽可能使用...

工业用电设备节能改造有什么方法?
答:1. 高效电动机:替换老化低效的电动机为高效电动机。高效电动机采用先进的设计和技术,能够提高转换效率并减少能源损耗。2. 变频器控制:使用变频器控制电动机的转速,根据实际负荷需求调整电动机运行速度,避免不必要的能量浪费。3. 节能照明:采用高效节能的照明设备,如LED灯具,替代传统的白炽灯或荧光灯...

获得电力十项措施
答:9、开展用电质量监测。通过监测和分析电压质量、频率等用电参数,及时发现并处理用电质量问题,提高用电质量。10、推进分布式能源发展。通过开发利用太阳能、风能等可再生能源资源,推广分布式能源技术,提高能源利用效率,促进清洁能源发展。供电服务的“十个不准”:第一条:不准违规停电、无故拖延检修抢修...

怎么提高光伏发电的效率
答:顺便一提,TMEIC生产的PCS的效率为97%,采用这种PCS时,转换损失只有3%。太阳能电池板所发电力在流入系统电网卖出之前,会损失20%左右(点击放大) 提高MW级光伏电站系统总体效率的方法主要有以下三个:(1)缩短布线、(2)提高太阳能电池板及PCS等发电设备的效率、(3)提高接入电网时使用的升压...

喷射虹吸式一种高效能源转换技术
答:4.将压差转化为机械能 当压差形成时,它可以被用来推动一个涡轮或一个泵,从而将压差转化为机械能。这种机械能可以被用来产生电力或推动机械设备。三、喷射虹吸式技术的优点 1.高效能 喷射虹吸式技术是一种高效的能源转换技术,因为它可以将热能转化为机械能,从而提高能源的利用效率。2.环保 喷射虹吸式...

储能概念全面解读未来的新能源
答:1.2 储能技术的优势 储能技术的优势在于可以将多种能源转换成可以储存的能源,从而更好地利用能源,提高能源利用效率。储能技术可以将太阳能、风能、水能等可再生能源转换成可以储存的电能,从而更好地利用可再生能源,提高能源利用效率。此外,储能技术还可以提高电网的稳定性,减少电网的抖动,提高电网的...

能量转化效率的相关知识与数据
答:电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下能源不可能全部转化为人们需要得到的能量,所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值,计算公式为:能量转换效率=输出有用能量/输入的总能量。 ——— 当今社会能源紧缺,如何提高能源利用率是我们迫切需要...