電的來源——火電、水電、風電、太陽能、核能

電力工業是國民經濟的重要基礎工業，是國家經濟發展戰略中的重點和先導產業，它的發展是社會進步和人民生活水平不斷提高的需要，中國作為一個電力大國，電力來源很多，有火電、水電、風電、太陽能、核電等。

火電

火力發電是利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時產生的熱能，通過發電動力裝置轉換成電能的一種發電方式。

能量轉換——燃料化學能→蒸汽熱能→機械能→電能

簡單說就是利用燃料發熱，加熱水，形成高溫高壓過熱蒸汽，推動氣輪機旋轉，帶動發電機轉子(電磁場)旋轉，定子線圈切割磁力線，發出電能，再利用升壓變壓器，升到系統電壓，與系統併網，向外輸送電能，然後蒸汽沿管道進入汽輪機中不斷膨脹做功，衝擊汽輪機轉子高速旋轉，汽輪機帶動發電機發電，最後又被給水泵進一步升壓送回鍋爐中重複參加上述循環過程，發電機發出的電經變壓器升壓後輸入電網。

原理——火力發電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然後再由水蒸氣推動發電機來發電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發電廠統稱為火電廠。

流程——火力發電的流程依所用原動機而異。在汽輪機發電方式中，其基本流程是先將燃料送進鍋爐，同時送入空氣，鍋爐注入經過化學處理的給水，利用燃料燃燒放出的熱能使水變成高溫、高壓蒸汽，驅動汽輪機旋轉作功而帶動發電機發電。熱電聯產方式則是在利用原動機的排汽(或專門的抽汽)向工業生產或居民生活供熱。在燃氣輪機發電方式中，基本流程是用壓氣機將壓縮過的空氣壓入燃燒室，與噴入的燃料混合霧化後進行燃燒，形成高溫燃氣進入燃氣輪機膨脹作功，推動輪機的葉片旋轉並帶動發電機發電。在柴油機發電中，基本流程是用噴油泵和噴油器將燃油高壓噴入汽缸，形成霧狀，與空氣混合燃燒，推動柴油機旋轉並帶動發電機發電。

效率——在火力發電方面，燃氣輪機和蒸汽輪機發電廠目前已經實現了迄今最高的能源效率超過60%。由於啟動時間非常短，這類電廠最適宜於補充風力發電帶來的自然電力波動，而通過熱電聯產電廠可以達到更高的能源效率超過90% 。

火力發電——根據火力發電的生產流程，其基本組成包括燃燒系統、汽水系統(燃氣輪機發電和柴油機發電無此係統，但這二者在火力發電中所佔比重都不大)、電氣系統、控制系統。

水電

水力發電系利用河流、湖泊等位於高處具有勢能的水流至低處，將其中所含勢能轉換成水輪機之動能，再借水輪機為原動力，推動發電機產生電能。利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉動，將水能轉變為機械能，如果在水輪機上接上另一種機械(發電機)隨著水輪機轉動便可發出電來，這時機械能又轉變為電能。水力發電在某種意義上講是水的位能轉變成機械能，再轉變成電能的過程。

原理——水力發電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發電機產生電力，也就是利用水的位能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發電機，而得到電力。根據水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發電量，供人們使用廉價又無汙染的電力。

流程——慣常水力發電的流程為：河川的水經由攔水設施攫取後，經過壓力隧道、壓力鋼管等水路設施送至電廠，當機組須運轉發電時，打開主閥(類似家中水龍頭之功能)，後開啟導翼(實際控制輸出力量的小水門)使水衝擊水輪機，水輪機轉動後帶動發電機旋轉，發電機加入勵磁後，發電機建立電壓，並於斷路器投入後開始將電力送至電力系統。如果要調整發電機組的出力，可以調整導翼的開度增減水量來達成，發電後的水經由尾水路回到河道，供給下游的用水使用。

系統——水電站是將水能轉變為電能的水力裝置，它由各種水工建築物，以及發電、變電、配電等機械、電氣設備，組成為一個有機的綜合體，互相配合，協同工作，這種水力裝置，就是水電站樞紐或者水力樞紐，簡稱水電站。它由擋水建築物、洩水建築物、進水建築物、引水建築物、平水建築物及水電站廠房等水工建築物共7個部分組成，機電設備則安裝在各種建築物上，主要是在廠房內及其附近。

風電

風力發電是把風的動能轉為電能。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風能為2×10^7MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

資源——我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW(陸地上離地10m高度資料計算)，海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。而2003年底全國電力裝機約5.67億kW。 風是沒有公害的能源之一，而且它取之不盡，用之不竭。對於缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶，因地制宜地利用風力發電，非常適合，大有可為。

原理——把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電能，這就是風力發電。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣汙染。

系統——風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。大型風力發電站基本上沒有尾舵，一般只有小型(包括家用型)才會擁有尾舵。

太陽能

太陽能是指太陽的熱輻射能，主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬乾物件，並作為製作食物的方法，如製鹽和曬鹹魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，並不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，太陽能發電是一種新興的可再生能源。

原理——光生伏特效應：假設光線照射在太陽能電池上並且光在界面層被接納，具有足夠能量的光子可以在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激起，致使發作電子-空穴對。界面層臨近的電子和空穴在複合之前，將經由空間電荷的電場結果被相互分別。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。經由界面層的電荷分別，將在P區和N區之間發作一個向外的可測試的電壓。此時可在硅片的兩邊加上電極並接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說，開路電壓的典型數值為0.5～0.6V。經由光照在界面層發作的電子-空穴對越多，電流越大。界面層接納的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽能電池中組成的電流也越大。 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。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

系統——太陽能光伏發電系統是利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統。其主要包括：太陽能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。

核電

核電是指將核能轉換為熱能，用以產生供汽輪機用的蒸汽,汽輪機再帶動發電機，從而發電。 核電站與火電站發電過程相同，均是熱能—機械能—電能的能量轉換過程，不同之處主要是熱源部分。火電站是通過化石燃料在鍋爐設備中燃燒產生熱量，而核電站則是通過核燃料鏈式裂變反應產生熱量。

系統——核電站的組成通常有兩部分：核系統及核設備，又稱為核島;常規系統及常規設備，又稱為常規島。這兩部分就組成了核能發電系統。 核島中主要的設備為核反應堆及由載熱劑(冷卻劑)提供熱量的蒸汽發生器，它替代常規火電站中蒸汽鍋爐的作用。常規島的主要設備為氣輪機和發電機及其相應附屬設備，常規島的組成與常規火電站氣輪機大致相同。 核電站除了關鍵設備——核反應堆外，還有許多與之配合的重要設備。以壓水堆核電站為例，它們是主泵，穩壓器，蒸汽發生器，安全殼，汽輪發電機和危急冷卻系統等。它們在核電站中有各自的特殊功能。

核電佈局——根據國家能源局提出的能源規劃思路，其中核電發展要推動內陸核電項目，形成東中部核電帶。 在核電規劃佈局上，一是採用成熟、先進的核電技術，在遼寧、山東、江蘇、浙江福建等沿海省區加快發展核電;二是穩步推進江西、湖南、湖北、安徽等中部省份內陸核電項目，形成“東中部核電帶”。根據電網負荷分佈情況，適當建設一些抽水蓄能電站。 核電的發展有力地帶動了核電設備產業的迅速發展。目前我國核電站總體國產化率約為50%-60%，規劃到2020年國產化率大於80%。按照裝機容量超過7000萬千瓦來計算，未來10年，我國核電總投資規模將高達1萬億元，核電設備在核電站投資中佔比約60%，設備投資約6000億元。如果按核島、常規島、輔助設備國產化率分別為70%、80%、90%計算，那麼國內核電設備製造商將分享3200多億元的市場，市場潛力巨大。