按照能量守恒定律,我国电网每天发的“多余”的电,都去哪儿了?

电话簿☎
第二次工业革命后,人类进入了电气时代。作为一种看不见摸不着的神奇能源,电能的诞生与利用促进了人类社会划时代的改变。

时至今日,我们已经无法再想象没有电的生活,平时偶尔的、短暂的局部停电已经令人相当崩溃,若是真的离开了电能,那社会将无法维持正常的运转。

中国是一个电能消耗大国,根据国家能源局发布的数据,2018年全社会用电总量达到了68449亿千瓦时,同比增长8.5%。

如此庞大的用电量,使得国家不得不重视电源生产力的发展,一批又一批发电站、发电厂被修建完善,有关电力和电气的工程项目也在有条不紊地进行之中。

我们日常生活用到的电,都是由国家电力部门向电力用户提供的。不知道大家有没有留意过家庭门口的电表,绝大多数都是峰谷电表。这种电表的其计价方式分为两种,谷电和峰电,两种电价格不一样,谷电的价格便宜了不少,仅仅是峰电的1/2。

这是因为谷电处于居民用电的低峰期,大多是夜间。这也就是说,这一时间段的电是“多余”的,如果不用就会浪费了,所以电力部门制定了相对低廉的价格,鼓励大家使用谷电。那么这些“多余”的电都去哪儿了?会被电网储存起来以备不时之需吗?

电能的产生

人们之所以会想着电力储备,是因为水坝设施可以把多余的水累积起来,等到干旱期再开闸放水使用。那么用不完的电也能够在整个电网中储存堆积起来,等到用电高峰期再释放使用,事实果真如此吗?

弄清楚了电能产生的原理,就会明白这其实是不可能的。电流只会在电源中电子移动时才会产生,发电机的原理便是导线在磁场中切割磁力线产生感应电动势,但此时是没有感应电流的,因为导线的两端并非闭合回路,尽管它已经在做切割磁力线运动,电能也不会被发出来。

发电机工作原理图

只有当导线的两端连接上电器后,感应电动势才可以通过闭合回路产生电流,与此同时发电机也开始做功,并且是用多少做多少。

也就是说,产生电能的必备条件是电子处于运动状态,加上电器进行做功。一旦这些电器停止工作,电子也就不再运动,进而不会再有电流产生。

现阶段,人们主要依靠把用于发电的动力装置将风能、太阳能、潮汐能、水能、核能等转化为电能,这一过程就是我们常说的发电。

与此相对的几种主流发电方式便是风力发电、太阳能发电、潮汐能发电、水能发电和核能发电,除此之外也还有一些其它的少见的发电方式。

风能发电

既然平时都是人们用多少发电机才发多少电,那要是发电机突然发生了故障该怎么办呢?没有多余电能如何对发电机进行检修呢?

这点无须担心,因为通常发电站都会配置备用发电机组,专门处理发电机检修或电网过载的突发状况,备用发电机组启动后就可以直接加入供电行列。

我们在日常生活中偶尔会遇到的停电事故,就是因为电缺口过大,周围没有任何能够及时补充的电网,导致发电机过载跳闸,从而造成局部区域的大停电。

发电机跳闸

那么,如何规避这种供求不平衡的状况呢?这就是电网在其中发挥调配作用。

电网的运作与调配

生产电能只是最初的环节,电还需要经过电力系统的运输、变压,以及电网的配电后才可以被送到每家每户,让居民享受用电的便利。电网可以实现电力系统的自我调节,让发电量和用电需求保持最大限度的平衡。

发电机组发出的电量本身是无法被控制的,发电机转速需要保持一定的水平才能发出相同的电压。

一个发电机组的发电容量每小时可以达到多少万千瓦,并非机组一运行就能达到,而是其在理想状态下能够产生的最大发电容量。

电力的产生、输送与消耗

假设在用电低峰期,一个城市只有20%的电器在运转工作,那么总耗电量就也就大幅下降。

在发电原料供应量不变的基础下,随着城市电器投入使用的增加,发电机组的转速便会随之下降,输出的电压也逐渐降低。

此时若是想要提升电压到额定水平,那么就得进一步加大发电原料的供应量,提高机器的转速。

等到城市全部的电器都开始工作,用电高峰期来临,发电机的原料消耗量将达到顶峰,发电机的发电量也上升至最大容量。但发电站通常都不会故意加大能源供应以提高电压,反而是根据电压高低来对能源用量进行调节。

电流与电压的关系

此外,发电厂所发的电量都是经过专门的电力调度中心实时计算后所得出的,以此最大程度上避免电力过剩的状况发生。

电力在运输过程中会有所损耗,通过发电机把电力运输到电网后,电网会通过不同电压线路送出电量,根据计算结果,始终将发电量与用户消耗量维持在一个动态的平衡之中。

中国境内的电网分为国家电网和地方电网,无论是发电、输配电、用电都是以交流电的形式进行的。在西电东输工程中,采用了一种特高压直流输电技术,但电流最终都是被逆变转换为交流才接入了电网,最终被各大住户所使用。

交流电

我国交流电有一个统一的标准——50HZ,这一频率也决定了电动机的运转频率。在低峰用电期,发电量比用户的用电量大,那么电动机的转动频率便会有所提升。

换句话说,在大部分地区用电量较低时,多余的电能会加大电动机的转速,让它保持一个高压状态持续运行与工作。

由此我们可以得知,发电机形成的多余电能并非凭空消失,而是把很大一部分转变成了促进发动机转动的机械能。

电能转换为机械能

能量守恒:多出来的电去了哪儿

这就涉及到了一个基础知识点,即能量守恒定律。能量守恒定律适用于一切领域,是自然界中最普遍、最基础的定律之一。

能量不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一个物体转移到另一个物体,并且相互之间的形式可以进行转化。

能量守恒定律当然也适用于发电,机械设备将风能、水能、光能等种种能量转化为电能,然后把电能运用在各种电器上。同样地,电能或者多出来的、没有用完的电,最后都会转换成另一种能量。

能量守恒定律

每一座发电厂都会和电网相连接的,电力被发电机运输到电网上,电网便通过各种电压的线路把电能运送到全国各地。因为多余的电力无法被大量储备,所以在电网的调配下,发电量与耗电量达到了一个平衡。

只要有新修建的发电机,都会被连接在电网上。有的地区受各种因素的影响,无法消化那么多的电能,这些剩余的电能便通过电网的线路运输到其它一些供电不足的区域去了。

如果一个发电厂产生的电力过多,导致整个电网都无法进行调配和消耗,那么电网的调度指挥中心就强行要求发电厂减少发电总量,从而保持电力与负荷的平衡。

电网的工作原理

虽然电网无法大量储备电力,但所谓的储电站其实是存在的。当用电低峰期来临时,电网就会把剩余的电力运送到一种特制的水泵中,并将水提升到高处的水库中储存起来;

当电能供不应求时,高处的水库便会被放水,这些电能回到水泵,这时候水泵会作为水轮发电机运行,产生电力并将其送到电网,弥补电能的负荷。

通常情况下,大型发电厂发出的电力都是超量的,充足的电力并不只是为了提供给当地居民使用,还会采用超高压线路运输到电网,提供超远距离供电。

例如,三峡电站发出的电便常常这般被运输到上海等大城市,因为当地的电力常常负荷,为了降低电压,防止发电机过载,这些远距离送来的电力变更很好的解决需求。

电能储存

总而言之,电网的运行是基于供应和需求之间的微妙平衡。虽然电网无法把视线发好的电储存起来再卖,但它的存在可以帮助平衡电力供需波动。另外,基于能量守恒,人们也渐渐能够实现一些低成本的电能储存方式,这种储存不仅可以让电能更加经济实惠,还具有一定的可靠性与环保性。

比如上文提到的抽水式储存。电力被输送到抽水的水库里,当水从水库中被释放出来时,它通过一个涡轮机产生电力。

此外,通过压缩空气能够有效储存电力,通常是在地下洞穴。当电力需求增加时,被释放的加压空气通过膨胀涡轮发电机能够形成电能。

压缩空气储能

电能还可以通过一种加速飞轮被保存为旋转动能。电力需要被释放时,飞轮旋转产生的动力能够启动发电机。一些飞轮使用磁性轴承,在真空中运行以减少阻力,可以达到每分钟60,000转的超高旋转速度。

热能储存也是一种不错的选择,电可以用来产生热能,并且二者相互转化。最后就是我们最常见的电池,普通的电池所储存的电量很少,但是通过充电补充电能。

现在新型的大容量电池可以储存较多的电力,等到要需要时再拿来使用。锂离子、铅酸、锂铁等都是运用比较广泛的电池技术。

目前科学家还在开发更多安全高效的新的电力储备技术,如流动电池、超级电容器和超导磁能存储等,这些设想在现今还无法实现,但未来会发生什么,一切都还没有定论,我们可以充分相信科技能够把一切“不可能”变为“可能”。

结语

电力存储将是未来技术攻坚的关键方向,因为它能够帮助人类把更多可再生能源整合到电网中,同时让发电设施处于最佳水平运行,减少使用效率较低的发电机组。此外,电力存储提供的额外容量可以延迟或避免建造额外的发电厂或输配电基础设施。

不过,电池的锂、铅等原材料如果处理、回收不当,很可能会对环境造成危害。而且,在存储过程中很可能会浪费一些电力,这种损失是如何循环利用都无法避免的。

所以我们在日常生活中,不可以毫无节制的用电费电。毕竟电量再多,也需要人们节能减排,减少不必要的消耗与浪费。喜欢电话簿就关注我吧!欢迎点赞、收藏、评论和转发呀! https://t.cn/R2WxlNJ

✨【大赛新闻】硬核创新,科技赋能!第八届浙江省“火炬杯”首场行业决赛在安吉正式打响!✨

9月1日至9月2日,第十届中国创新创业大赛浙江赛区暨第八届浙江省“火炬杯”创新创业大赛首场行业决赛——新一代信息技术行业决赛在安吉拉开序幕。来自31位专注于新一代信息技术产业的双创精英同台竞技,各展风采。

浙江省科学技术厅党组副书记、副厅长孙旭东,之江实验室人工智能研究院跨媒体智能研究中心主任、博士李太豪,浙江火炬生产力促进中心主任杨更生,中共安吉县委副书记、县人民政府县长宋波,湖州市科技局党组书记、局长罗芳,湖州市人民政府副秘书长曾云峰,安吉县人民政府党组成员、副县长、长三角(湖州)产业合作区管委会副主任管永丰,安吉县人民政府副县长张昕,安吉县人民政府党组成员、开发区党工委书记高安兵出席启动仪式。
安吉县各镇街平台代表、招商平台代表、投资机构代表、参赛代表及新闻媒体代表等120余人到场。

聚焦产业·打造双创高地

作为本次新一代电子信息行业专场决赛承办地,安吉县始终践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,将产业和生态融合发展,呈现出高质量发展的态势。中共安吉县委副书记、县人民政府县长宋波在致辞中表示,在经济社会持续发展的同时,安吉始终把“大众创业、万众创新”作为基础性工作来抓,以争创国家创新型县为牵引,深入实施人才强县、创新强县首位战略,积极推进人才科技与产业发展相融合,持续营造“鼓励创新、宽容失败”的社会氛围。

“浙江是一方创新创业的热土,近年来坚持把创新强省作为首位战略、核心支撑,深入实施创新驱动发展战略,强投入、搭平台、聚人才、优环境,科技创新综合实力稳居全国‘第一方阵’,创新型省份建设走在全国前列。”浙江省科学技术厅副厅长孙旭东在致辞中表示,希望此次借助安吉这片双创的沃土,利用大赛这个施展拳脚的大舞台,可以挖掘和培育一批创业“明星”,碰撞出更多的新产品、新技术和新业态,为经济社会高质量发展提供有力支撑。

改革创新,绿色发展。安吉县人民政府副县长张昕做了安吉营商环境推介。张县长从“安吉是‘绿水青山就是金山银山理念诞生地’”、“安吉是美丽乡村发源地”、“安吉是绿色发展先行地”等角度介绍安吉,向与会嘉宾和参赛项目代表徐徐展开一幅宜居宜业宜游的现代化创新城市“画卷”。

启动仪式现场还举行了授牌仪式,中国创新创业大赛浙江赛区组委会秘书处秘书长、浙江火炬生产力促进中心主任杨更生向本次新一代信息技术行业总决赛专场承办单位代表安吉县科技局党组书记局长朱家胜授牌。

大咖分享·共探技术发展
当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,数字化、智能化正在成为全球经济增长的新引擎。我国在全球新一代信息技术领域已经占据一席之地,产业规模体量全球领先,利用信息技术改造传统经济、培育壮大数字经济新动能的空间巨大。

人工智能的高速发展,已成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。启动仪式上,之江实验室人工智能研究院跨媒体智能研究中心主任、博士李太豪带来了主题演讲《人工智能的一些思考》。李主任在演讲中表示,实现从专用人工智能向通用人工智能的跨越式发展,是下一代人工智能发展的必然趋势。未来,我们可利用人工智能技术赋予机器人以人类式的情感,使情感机器人具有识别、理解和表达喜乐哀怒的能力。

启动仪式结束后,各知名企业家、投资专家围绕新一代信息技术行业发展前景、如何赋能绿色发展以及安吉发展新一代信息技术的趋势和前景等议题展开,分享和探讨新一代信息技术的实践难题和未来发展趋势,以科技创新赋能绿色发展,助推安吉县经济高质量发展。

路演竞逐·共享科技盛宴

中国创新创业大赛是目前国内规格最高、规模最大、质量最好、影响最为广泛的创新创业赛事之一。浙江赛区自今年6月启动报名以来,浙江省共有972家企业报名参赛,报名数在全国37个赛区中排名第七。大赛涵盖新一代信息技术、高端装备制造、新材料、生物、新能源、新能源汽车、节能环保等七大新兴产业。

新一代信息技术行业作为硬科技,是实现强国发展的重要领域。本次大赛中涌现了很多云计算、5G、人工智能等领域的的精英人才和高端项目。杭州优迈科思信息科技有限公司以自主研发的打破欧美“卡脖子”的创新科研成果和独家专利,技术为支撑,研发了国内第一款智能航班决策管理产品;杭州闪易科技有限公司专注于手机可见光交互技术是先进的物联网基础技术,是目前我国唯一拥有自主知识产权的物联网核心基础技术体系;杭州分叉智能科技有限公司所研发的软件机器人——影刀RPA,能模拟人的各种操作,能在任何应用程式上进行鼠标点击、键盘输入、读取信息等自动化操作,帮助员工从重复低效的工作中释放,做更多有价值创造的事情。

“我们公司研发的通用性自主产权大算力模拟内存计算(GP-ACIM)芯片,在相同算力下可以节省十倍以上功耗的超高效能运算,同时还可以基于现有的主流工艺,实现超低功耗&大算力的完美结合,未来还可扩展到更先进制程上,获得更高的效能比。”杭州智芯科微电子科技有限公司相关负责人在路演中表示:
比赛现场,选手生动讲演,评委专业点评,观众热情观赛,创造力与技术创新是整场比赛的代名词。大赛采用“8+7”的路演答辩模式展现了各自的科技成果。来自省内知名风投专家、行业技术专家、知名企业家等7名业内大咖组成大赛评审团,根据市场、技术、团队、财务等方向全方面对参赛项目进行评估和指导,并给予参赛企业中肯的建议。

浙江赛智伯乐股权投资管理有限公司合伙人袁智勇在点评环节中表示:“与往届的参赛企业相比,今年的参赛企业更加注重实业与科技的结合,这是一个非常重大的变化。我也想给所有创业企业三个建议,一是要关注宏观政策的走向,二是不要唯技术至上,也要注重客户的需求,三是企业重视要组织能力和效率的建设。”

大赛组委会还邀请了30位来自内知名创投机构、券商和银行等相关负责人组成投资团,通过现场举牌要求洽谈的模式,将投融资对接直接搬到比赛现场,为参赛企业和资本搭建起了对接桥梁,帮助企业更好更快地成长壮大。

经过激烈角逐,初创组杭州芯云半导体技术有限公司、成长组杭州分叉智能科技有限公司、杭州芯控智能科技有限公司从31个参赛项目中脱颖而出,将晋级浙江省“火炬杯”创新创业大赛总决赛,并将与其他六大领域的优秀企业共同角逐最终的大奖和全国总决赛晋级资格。

优胜企业名单

初创组

杭州芯云半导体技术有限公司

杭州优迈科思信息科技有限责任公司

杭州领挚科技有限公司

拟仁智能科技(杭州)有限公司

杭州智微易联电力科技有限公司

浙江香侬慧语科技有限责任公司

成长组

杭州分叉智能科技有限公司

杭州芯控智能科技有限公司

杭州智芯科微电子科技有限公司

杭州闪易科技有限公司

杭州健海科技有限公司

杭州数途信息科技有限公司

杭州聚玻科技有限公司

浙江康阔光智能科技有限公司

杭州鑫蜂维网络科技有限公司

浙江惠瀜网络科技有限公司

创业园运营是浙江火炬中心近几年围绕创业服务体系建设快速拓展的板块之一,凭借多年政府服务、科技咨询、创业孵化、创业服务积累的资源和优势,以浙商大创业园,浙江省农业科创园、中国(杭州)5G创新谷、浙师大智慧儿童教育创新创业园、火炬高新园区等一批高质量、高水平园区运营为核心,构建形式多样的创业园运营和服务模式,不断完善创业服务生态体系。

#曾能哔哔[超话]#
玉玉总要有出处
做手工于我真的是件超级治愈的事情,确实也很消耗时间。
今晚时不又要去见朋友们了,想想就开心!刚准备好全部东西,睡前倒倒废话[并不简单]
最近对接的这个板哥真的好温柔好有魅力。上头屁事儿多,反反复复想一出是一出我都整得不好意思了,板哥次次都超级配合,简直好到没有脾气!不过他一个中年成熟男喊我珍珠老师是真的夭寿了啊[哈哈]
其他的小东西明天再发,先保留一下惊喜
礼拜五啦礼拜五啦礼拜五啦!周末可以跟杠杠海狗小王出去兜风(或者兜雨?)
上班躺平就能熬过去[拳头]
珍珠珍珠不落泪的zs[拳头]


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