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电力无法大量储存,中国电网发那么多电,用不完的电到哪里去了?

发布日期:2023-03-14 09:09:23

原标题:电力无法大量储存,中国电网发那么多电,用不完的电到哪里去了?

在现代生活中,我们离不开电。无论是照明、电脑办公,还是休闲娱乐,电能似乎已经成为我们除水之外的第二生命之源。

发电需要利用其他资源进行转换,如火力发电、水力发电、风力发电等,其中火力发电也是电能的主要来源。转换后的电能将通过供电局分配供应给每家每户。

电能和水能几乎无时无刻不在持续供应。当水不用的时候,我们可以通过水阀将其堵住,那么不用的水就会通过一些储存通道积存起来,以备下次使用。

电能是我们通过其他能量形式转化而来的。

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如果没有用完,它会消失吗?如果消失了,就会产生极大的浪费,甚至提倡节约用电也毫无意义。那么供电局每天哪来那么多电呢?

电能储存吗

物理学解释了电流产生的过程:电流的本质是电路中正负电子的同时运动。这意味着只有当我们需要用电时,设备连接到电源,才会产生电流。如果设备不工作,电流将消失。在这种情况下,难以在空间中储存电能。

难道电能不能储存吗?答案当然是否定的,而生活中常见的充电宝,各种类型的干电池和充电电池应该可以证明这一点。

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仓储设备

干电池一般用在一些用电量比较小的电器上,比如遥控器、手表等,用完电就可以丢弃。干电池分正极和负极。正极由内部石墨和外部铜帽组成,碳和二氧化锰的混合物围绕内部石磨棒;负极由锌筒组成。

正负极之间有一层长纤维纸。这层纤维纸可以透过离子,这层纸的外面是氯化铵作为电解质溶液。最后,用蜡和蜡密封电池。

干电池放电原理:电池负极中的锌比正极中的铜活泼,所以锌容易失去电子,铜容易得到电子,从而形成电流电池里面。

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充电电池比较普遍,手机、电脑、电瓶车、电动车等都离不开它。因为可以通过充电反复使用,所以寿命和储能一般会比较高。

可充电电池主要有五种类型:锂离子电池、锂聚合物化合物电池、镍氢电池、镍镉电池和铅酸电池。锂电池应该算得上是其中最好的了,但是根据应用的不同,使用的电池类型也不同。

这类充电电池的充放电原理类似,都是将化学能转化为电能。以锌铜原电池的放电过程为例,负极主要通过锌的氧化反应获得电子成为锌离子,正极的氢离子进行还原反应失去电子成为氢气气体;正负极相反的过程就是充电过程。

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充电宝与前面两款储电设备略有不同。充电宝本身不能直接当电池使用,但是可以给其他电源充电,类似移动电站,但是不能发电。实际使用还是提前预留电量。充电宝里面有充电电池、控制电路板、电子线三个重要配件。

充电宝内置的电池主要是普通锂电池或者锂聚合物化合物,所以充放电原理和电池是一样的,只是增加了其他配件改变了它的具体用途。

据统计,2019年我国全社会用电量高达72255亿千瓦时,而且这一数据每年都会以不同的速度增长。

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虽然可以举出一些电能储存的例子,但这些电池所能容纳的电量在供电局的眼里只是九牛一毛,想要靠这种方式来储存电能几乎是不可能的。既然电不能大规模储存,就要从根本上解决问题:控制供电量。

电力系统的自我调节

我说的控制电,不是估算每天转化多少电,而是我们需要用多少电,系统会为我们生产多少电。

在我国大部分地区,除西电东送进入电网后采用特高压直流输电技术外,其余电网从发电、输电、配电过程均采用交流电到功耗。

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为保证各环节能正常互动,我国规定交流电的频率统一为50赫兹,使接入电网的发动机保持相同的运转节奏。在这种情况下会发生什么?

与一组灯泡相比,当同时有很多用电用户时,电压降低,灯泡会变暗;否则,灯泡会更亮。这是一个比较危险的情况。功耗的降低导致发电机速度的增加。如果电网没有配备保护装置,连接的设备将在高压环境中运行。

为此,电力系统本身就有一套调节机制。电网有专门负责调频的控制单元。

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为适应系统的频率变化,分为一次调频和二次调频。

一级调频不需要人为调节,由机组自动控制,具有调节速度快、精度高的特点,但可调范围较小。

二次调频是在电网系统的控制下,由专门的机组进行有目的的调频。它通过实时电力需求调整运行计划。

目前,我国主要采用自动调频技术,通过电厂和调度中心的自动化装置,随着系统频率的变化自动增减发电机的发电量,以保持系统频率在小范围内波动。每年三月的最后一个星期六是世界节电日。

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这一天晚上8点30分到9点30分,将有一个小时的停电事件,这段时间全国用电量将大幅下降。.近年来,全世界都在呼吁节约用电,这导致一些用电量逐渐减少。面对这样的情况,调平单元会立即做出反应,减轻负荷,维持电网的正常电压和频率。

发展大容量储能

在了解了供电局的一系列操作原则后,其实无论监管多么精细,都难免会导致一部分电能的流失和浪费。长此以往,会积累不少钱财。与欧洲一些国家相比,他们的柔性电源占比高达34%,而我国还不到6%。

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目前其实还有一种储存电能的方法,抽水蓄能,也是目前占比比较高的储能系统。其原理是将低洼水库的水引入高洼水库,通过储存势能间接达到储存电能的效果。转化率约为四分之三。

但是,这样的抽水蓄能电站是不能随便建的。还需要综合考虑地形和选址,定期规划建设,不仅投资高,而且能源消耗大。

此外,我国也在研究电化学储能的应用,已取得进展,并已成功采用。这种储能方式不仅寿命更长,而且生产成本低,对环境无污染。

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