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發電(英語:Electricity generation),泛指從其它種類的能源轉換為電力的過程。 現今主要使用的發電基本原理,於公元1820~1830年間,由英國科學家麥可·法拉第所發現。法拉第电磁感应定律,藉由一組以上的線圈在磁場中進行旋轉運動,藉以產生感應電流。

發電方式编辑

全球的發電量與電力來源變化:
1990年全球電力來源
煤水力核能天然氣石油生質能地熱廢棄物其它 
  •   煤: 4,424,902 GWh (37.1%)
  •   水力: 2,192,101 GWh (18.4%)
  •   核能: 2,012,902 GWh (16.9%)
  •   天然氣: 1,752,460 GWh (14.7%)
  •   石油: 1,358,371 GWh (11.4%)
  •   生質能: 106,383 GWh (0.9%)
  •   地熱: 36,425 GWh (0.3%)
  •   廢棄物: 24,141 GWh (0.2%)
  •   其它: 5,515 GWh (0.0%)
1990年全球總發電量:

11,913,200GWh

資料來源:IEA[1]
2000年全球電力來源
煤天然氣水力核能石油生質能地熱廢棄物其它 
  •   煤: 6,005,082 GWh (38.6%)
  •   天然氣: 2,752,701 GWh (17.7%)
  •   水力: 2,699,992 GWh (17.4%)
  •   核能: 2,590,623 GWh (16.7%)
  •   石油: 1,251,646 GWh (8.0%)
  •   生質能: 114,828 GWh (0.7%)
  •   地熱: 51,990 GWh (0.3%)
  •   廢棄物: 49,593 GWh (0.3%)
  •   其它: 35,403 GWh (0.2%)
2000年全球總發電量:

15,551,858GWh

資料來源:IEA[2]
2010年全球電力來源
煤天然氣水力核能石油風力生質能廢棄物其它 
  •   煤: 8,664,188 GWh (40.1%)
  •   天然氣: 4,827,917 GWh (22.4%)
  •   水力: 3,531,132 GWh (16.4%)
  •   核能: 2,756,288 GWh (12.8%)
  •   石油: 981,931 GWh (4.5%)
  •   風力: 341,334 GWh (1.6%)
  •   生質能: 290,516 GWh (1.3%)
  •   廢棄物: 81,288 GWh (0.4%)
  •   其它: 115,539 GWh (0.5%)
2010年全球總發電量:

21,590,133GWh

資料來源:IEA[3]
2015年全球電力來源
煤天然氣水力核能石油風力生質能太陽能光伏其它 
  •   煤: 9,538,300 GWh (39.2%)
  •   天然氣: 5,543,363 GWh (22.8%)
  •   水力: 3,989,000 GWh (16.4%)
  •   核能: 2,571,365 GWh (10.6%)
  •   石油: 989,865 GWh (4.1%)
  •   風力: 838,028 GWh (3.4%)
  •   生質能: 433,815 GWh (1.8%)
  •   太陽能光伏: 246,556 GWh (1.0%)
  •   其它: 205,228 GWh (0.8%)
2015年全球總發電量:

24,344,520GWh

資料來源:IEA[4]
依據所產生的的波形,可區分為:
   
直流電(DC) 交流電(AC)
依能源轉換的原理,可區分為:
種類 簡介 範例 備註
摩擦起电效应 靜電自由电荷的转移 范德格拉夫起电机
電磁感應 動能使一組以上的線圈在磁場中進行旋轉運動,藉以產生感應電流 发电机 現今發電的主流
將燃料加热至高溫電漿狀態,然后让其在磁场中高速流动切割磁力线,藉以產生感應電流,將其热能转换成电能 磁流體發電
電化學 化學能轉為電能 電池燃料電池
光電效應 能轉為電能 太陽能電池光伏陣列
熱電效應 熱能直接轉為電能 熱電偶 主要用於感測器
放射性物質在衰變時所放出熱量再將其直接轉為電能 放射性同位素熱電機 主要用於人造衛星太空探測器、無人遙控設備
壓電效應 壓電材料的晶格形變轉為電能 主要用於感測器
核變化 使用同位素衰變時放出的β粒子,直接產生電子來發電 非熱轉換型核電池 理論上的技術

直流發電编辑

直流發電大多以電化學的方式產生電力,泛稱為電池,以小功率的應用為主。 電池可分為屬於消耗品一次性的原電池,可重複充電與放電的蓄電池,以及當不斷注入燃料能持續發電的燃料電池,這三大類。 此外,另有以熱能直接轉換為電能的熱電偶,但輸出功率極少,目前主要僅用感測器。 或是,將光能轉換為電能的太陽能電池。 以及,運用電磁感應原理的直流發電機,不過這種現今比較罕見。

交流發電编辑

較為經濟的商業運轉發電方式,而且較容易升降電壓,所以目前世界各國大多使用此類發電,電壓通常介於110~240伏特之間,頻率在50~60赫茲之間。

非再生能源發電方式编辑

經高壓蒸氣驅動發電機組(热力发电

再生能源發電方式编辑

外力直接驅動發電機組
經高壓蒸氣驅動發電機組
  • 聚光太阳能热发电:將陽光聚焦集熱板將水加熱,產生蒸氣以推動汽輪機及發電機
  • 地熱發電:亦有低溫的地熱發電技術,原理是將介質由水改為冷媒,藉由液態冷媒吸收地熱後氣化膨脹,藉以推動汽輪機及發電機,冷媒冷卻成液態後再流入地下循環使用
其它方式驅動發電機組

參考資料编辑

相關编辑

外部連結编辑