安徽省科学技术协会安徽省电机工程学会

安徽省科学技术协会安徽省电机工程学会 能源、电力、节能减排百名科技专家进乡村学堂讲科普安徽省电力科学研究院高级工程师凌默侬 2008.11

21世纪人类社会面临三大主题： 能源、环境、发展能源与电力电力如何生产电力节能减排安全用电常识

一、能源小知识 “能”这个词，英文 energy，最早是德国科学家罗伯特·迈尔提出来的。我们看不见能，但通过热、光、电、运动等能够感觉到“能”的存在。能有时就叫能源、能量。

什么叫能源能量的来源

地球上唯有人会用火、制造工具人类对一切能源的利用，归根结底，或从引伸意义上讲，都是以火或用燃烧 的形式来实现二、能源使用历史 1、原始能源利用火与文明太阳：取暖火的发明：煮熟食物柴草等成为能源人力：制作工具畜力：运输

2、早期能源工具： 风车、水车，可替代人力、畜力的能源风能、水能的利用

2008年奥运会 帆船、帆板比赛是利用自然界的风能荷兰风车苗族水车

3：能源演变火人畜力 风力、水力煤炭、石油、天然气电力、核能太阳能等新能源 4、能源促进交通工具改变：人畜力——马车风——风帆船煤 ——蒸汽机车汽油、电力——汽车、电力机车人类社会的发展过程，是一个不断探索利用新能源的过程，能源的使用推动人类文明的进步。甚至，人类战争都为了得到能源。

5、古代文人怎么认识能源 将进酒李白（唐）君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回。能源需要能和源水从天上来，是一种气势，是能奔流，是不断的源。李白大概不知道天上来的黄河水是一种能源，只晓得斗酒诗百篇，但他知道这里蕴涵的美的力量。能量也是一种美。卜算子李之仪（宋）我住长江头，君住长江尾；日日思君不见君，共饮长江水。描述了长江水流动的能量。

6、能源的分类

二、认识电力 1、电在哪里？电灯电视机电话电冰箱电饭锅电风扇电脑电梯电影电子琴电台

电力是一种能源，就在我们身边。 当我们用电时，找的是开关、是电源插头。电看不见、摸得着，是实实在在的东西每天我们都要用电，就像我们每天呼吸的空气一样，甚至已经习惯到不知道、忽略了它的存在。除了空气，没有一种东西像电样与我们密切相关。电是怎么来的？没有电会怎么样？

2：停电 … … … … 没有水（自来水厂停止工作，打水井除外）不能做饭(电饭锅不能用，煤气没了，用液化气除外) 不能看电视不能打电话晚上不能做作业（用蜡烛、煤油灯除外）不能上网汽车走不了（加油站不能加油）工厂、车站… … … … 即便是液化气、蜡烛、煤油，也要用电才能生产出来，我们穿的衣服鞋子、用的书本纸笔、吃的饼干都得用电

在农村： 耕田、打谷、运量的拖拉机不能开了抽水机不能抽水灌溉农村广播得停了没有化肥、农药禁止的“电瓶打鱼”也不能干了… … … … 电无处不在，有了电，我们才能更好地做事情、更方便地去学习工作。 2006年国家推行了农村“村村通电”的新农村建设工程，要把电力光明送到每个家庭，送到山区村寨、边疆草原

3、我国电力发展情况

2008年1-10月， 我国发电量28704.74亿千瓦时和 2007年1-10月澳大利亚、加拿大、法国、德国、日本、英国六个国家的全部发电量总和（28194亿千瓦时）相当。美国同期为3524.73亿千瓦时。

我省电力工业现状 电力大省、两淮煤矿十年来发电装机容量增长近三倍实施国家规划“皖电东送”工程国家特高压输电工程建设长丰电厂规划建设工作(戴集、瓦埠湖)

4、电力是如何生产的 4.1 电的发明 • 1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了发电机的理论基础。一百多年来，我们有了各种各样的发电形式，基本上都是需要用发电机来发出电后，才能有电可用。 • 1879年，爱迪生试验了1600多种材料后，找到一种炭丝棉纱，发明了电灯。 • 1882年，爱迪生建成世界上第一座较正规发电厂，装有6台直流发电机，通过110V电缆供电，最大送电距离1.6km，供6200盏白炽灯照明用。 • 电力从而成为一个工业体系。 • 我国1882年在上海建造了第一个电灯厂，是我土地上的第一个发电厂，至今已120多年。

4.2 火力发电厂如何发电 几种主要发电方式：用煤炭、石油发电——火力发电用水发电——水力发电核燃料发电用风发电生物质发电地热发电等。我国燃煤发电占大部分，主要介绍火电厂如何发电。

我国电量生产分布

淮南平圩发电厂控制中心

烧柴火的锅灶烧开水的过程： 柴火产生热量锅里的水受热产生蒸汽烟囱排烟柴灰人工取走带小圆管水炉的锅灶

火力发电厂三种介质 (1)、煤和空气燃烧产生热量 ——灰 (2)、水吸收热量变成蒸汽膨胀----水 (3)、电发电机旋转磁场 ——电流热能—机械动能—电能发电机FLASH

发电机如何转动起来

发电机电压一般在1-2万伏特之间,电流达2万安培发电机电压一般在1-2万伏特之间,电流达2万安培

发电厂FLASH

4.3 电的旅途 许多大型发电厂建设在远离我们的煤矿附近、河流、高山峡谷之中，电能在那里生产出来，不能储存，它只有通过电力网跨过千山万水到达城市、农村，走进工厂、家庭，才能被使用；离城市较近的发电厂生产出的电能也要通过电力网传输，才能被使用。

电抗器、电容器、断路器、互感器、避雷器、刀闸开关电抗器、电容器、断路器、互感器、避雷器、刀闸开关变压器、室内外电缆、电线、塔架。

电是靠电线运输的电力网是连接发电厂和用户的纽带， 它就像是电力系统中的“血管”。没有电线就没有电，电线也有大学问。

高压输电可以减少电的传输损失。我国正在开始建设100万伏特的安徽淮南到上海特高压交流输电工程高压输电可以减少电的传输损失。我国正在开始建设100万伏特的安徽淮南到上海特高压交流输电工程

5、电力特点 (1)电能是商品，都有生产、运输、销售、使用过程。 (2)电能不方便、不能大规模储存。 (3)电力生产过程是连续的，不能中断。 (4)电力生产使用过程需要一次完成。 (5)用电量和时间不能准确预测，用多少就要发多少。 (6)电力生产特别强调安全，否则影响全社会

6、电力生产涉及到的领域 规划与地质勘测建筑设计学金属材料科学热力学计算机与自动化科学电力系统与电气工程科学环境保护科学标准计量科学

7、探索未知领域 电力生产十分不容易，大家都要珍惜身边来之不易的电力能源有一些有意义的问题需要各位同学—未来的科学家们得探索：电能怎么样储存(安全、方便、大容量) 电力输送(运输)怎么样做到没有损耗（超导技术）如何提高能源转换效率？(火电厂总效率仅40%水平)

8 其它发电形式

(1)、水力发电抽水蓄能电站 利用江河水流从高出流到低处的水流量和落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电世界最大的水电站—三峡水电站2240万千瓦水电站FLASH

(2) 核能发电 利用原子核裂变反应产生的热量。核能能量高度集中，(一吨)同量的铀是同量煤释放能量的240万倍。压水堆核电站用的核燃料中铀含量只有3%，原子弹中核炸药用高浓缩铀达到90%。

(3) 风力发电 将空气流动的动能作用在回转叶片上带动转子转变为旋转机械能，再通过升速装置驱动发电机发电。有压力才有风力。

(4) 太阳能发电 太阳能的利用可分为光热和光电两类。光热是将太阳能通过物理方式直接转化为热能，如我们最常见的太阳能热水器。光电，亦称作光伏发电，是利用太阳电池半导体材料的光伏作用，将太阳光能直接转换为电能的一种新型发电系统（太阳能光伏发电系统），既可独立，亦可并网运行。太阳能发电广泛应用于太空中的人造卫星和宇航设备上。

(5) 地热发电、生物质发电 地热发电：用地球内部的热释放到地表的能量生物质发电：用农作物秸秆、薪柴、山林草类、人畜粪便、生活垃圾和水生植物等。大力发展生物质能可以“一石四矢”：能源替代环境保护农民增收新经济增长点

6、未来我们用什么来发电 6.1 宇宙太阳能人们在研究建造宇宙太阳能电站，通过微波传输能量将太阳能发射到地球进行接收，地面再把微波转变成电能输送到电网中。 6.2 海洋能潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海洋温差能、盐差能 6.3 最干净的能源----氢能氢气和氧气燃烧生成物是水，液体氢是发射航天飞机、人造卫星、飞船的火箭的燃料，质轻、热量大，地球表面海水占71%，地球上海水占总水量的96%。

6.4 受控核聚变能 我国高能物理领域重要装备：中国科技大学国家同步辐射实验室北京正负电子对撞机合肥物质科学研究院 HT-7超导托卡马克装置

6.5 雪有能量吗？———冷能，冰箱的反作用过程。热胀冷缩与热缩冷缩 6.6 冰能燃烧吗：低温高压下的甲烷———可燃冰 6.7 科学家李四光说过：“地球是个庞大的热库，有源源不绝的热流。” 火山喷发 6.8 地球发电机：地球是一个巨大的天然磁体指南针 6.9 闪电能量的收集 6.10 超导发电机电力超导储能 6.11 潜能利用宇宙中恒星衰退收缩成的黑洞的轰击核聚变的能量

7、电力节能减排 为什么要节能减排（能源储采比）电力生产有哪些污染电力节能、减排措施我们能够做什么

7.1 我国能源资源储藏情况 • 中国是一个能源资源比较丰富的国家，自然资源总量牌世界第7位： • 煤的探明储量居世界第三位 • 水力资源经济可开发装机容量居世界第一位 • 石油探明储量居世界第10位， • 天然气探明储量居世界第18位 • 地大物博

7.2 我国面临的长期能源、环境问题 中国人口众多（13亿人口），占世界总人口的22%，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平： • 煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50% • 石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的十五分之一左右（6.7%） • 能源资源十分宝贵

2000年的统计资料表明，我国化石能源剩余储采比煤炭为92年，石油20.5年，仅为世界储采比的一半；天然气为63年，优质能源十分匮乏；2006年英国BP公司提供的的世界能源统计报告,中国的石油,煤炭,天然气的储采比分别为16年,52年,47年。2000年的统计资料表明，我国化石能源剩余储采比煤炭为92年，石油20.5年，仅为世界储采比的一半；天然气为63年，优质能源十分匮乏；2006年英国BP公司提供的的世界能源统计报告,中国的石油,煤炭,天然气的储采比分别为16年,52年,47年。

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