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發電

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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。法拉第電磁感應定律,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[編輯]

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Circle frame.svg
  •   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Circle frame.svg
  •   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Circle frame.svg
  •   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Circle frame.svg
  •   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:
Tensión corriente continua.svg AC wave.gif
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
摩擦起電效應 靜電自由電荷的轉移 范德格拉夫起電機
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 發電機 現今發電的主流
將燃料加熱至高溫電漿狀態,然後讓其在磁場中高速流動切割磁力線,藉以產生感應電流,將其熱能轉換成電能 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[編輯]

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[編輯]

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[編輯]

經高壓蒸氣驅動發電機組(熱力發電

再生能源發電方式[編輯]

外力直接驅動發電機組
經高壓蒸氣驅動發電機組
  • 聚光太陽能熱發電: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[編輯]

相關[編輯]

外部連結[編輯]