電氣（工）從業須知電力小知識：火力發電、水力發電等各類發電廠

發電廠是生產電能的工廠，又稱發電站。它把其它形式的一次能源，如：煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、風能、太陽能、地熱能、潮汐能等，透過發電裝置轉換為電能。

根據各類發電廠

所利用一次能源的形式不同，發電廠可分為火力發電廠、水力發電廠、原子能發電廠、

風力發電廠、光伏發電廠、生物質能發電廠、海洋能發電廠

、地熱發電廠、

磁流體發電廠、餘熱電廠

等。我國電能的獲得當前主要是火電，其次是水電和原子能發電，

光伏發電、風力發電近年來取得了長足的發展，其它

形式的發電，所佔比例都較小。

1、

火力發電

火力

是指以煤、油、天然氣

和頁岩氣

等

化石

燃料

進行發電的電廠

。

火力發電廠的

原動機多為汽輪機，個別也有用柴油機和燃氣輪機。

火力發電廠可分為

：

凝汽式火電廠

、

熱電廠

、

燃氣輪機發電廠。火力發電廠一般都是位於城市郊區、煤礦或海運方便的沿海

。

（1）

凝氣式火電廠

凝氣式火電廠

產過程

簡述如下：一次能源

煤粉

輸送至

鍋爐爐膛中燃燒，使鍋爐中的水加熱變成過熱蒸汽，經管道送到汽輪機，推動汽輪機旋轉，將熱能變為機械能。汽輪機帶動發電機旋轉，再將機械能變為電能。

（2）

熱電廠

熱電廠與凝汽式火電廠

，

其發電過程是一樣的，

不同之處是：熱電廠將汽輪機中一部分做過功的蒸汽從中段抽出來直接供給熱力使用者，或經加熱器將水加熱後，把熱水供給使用者。這樣，便可減少被迴圈水帶走的熱量，提高效率。

熱電廠

在發電的同時，也為使用者供應蒸汽和熱水。

（

3）燃氣輪機發電廠

燃氣輪機發電廠是利用燃氣輪機進行發電，

燃氣輪機的工作原理與汽輪機相似，不同的是其工質不是蒸汽，而是高溫高壓氣體。空氣經壓氣機壓縮增壓後送入燃燒室，燃料經燃料泵打入燃燒室，燃燒產生的高溫高壓氣體進入燃氣輪機中膨脹做功，推動燃氣輪機旋轉，帶動發電機發電

。

2、

水力發電

水力

是把水的位能和動能轉變成電能的發電

廠

。

水力發電廠的原動力為水輪機，透過水輪機將水能轉換為機械能，再由水輪機帶動發電機，將機械能轉換為電能。

水力發電

主要可分為堤壩式

、

引水式

和抽水蓄能

。

（

1）

堤壩式

水電廠

水力發電廠一般建設在水力資源豐富的河流、山區，為了提高、利用水力的勢能，必須抬高河流水位的落差，所以需要在河床

。

上構築水壩，在上游形成水庫，提高上游的水頭。

按照廠房與壩的相對位置，堤壩式水電廠可以分為：壩後式、溢流式、岸邊式、地下式、壩內式、河床式。

（2）

引水式水電廠

由引水系統將天然河道的落差集中進行發電的水電站，稱為引水式水電站。引水式水電站適宜建在河道多彎曲或河道坡降較陡的河段，用較短的引水系統可集中較大的水頭；也適用於高水頭水電站，避免建設過高的擋水建築物。

（3）抽水蓄能水電廠

利用電力系統低谷負荷時的剩餘電力抽水到高處蓄存，在高峰負荷時放水發電的水電站，稱為抽水蓄能電

廠（

站

）。

3、

原子能發電廠

原子能發電廠又稱核電站，如我國秦山、大亞灣核電站，是利用核裂變能量轉化為熱能，再按火力發電廠方式發電的，只是它的

“鍋爐”為原子核反應堆。

按所使用的慢化劑和冷卻劑

（

或稱載熱劑

）

的不同，核反應堆可分為

：

輕水堆

、

重水堆

、

石墨氣冷堆及石墨沸水堆

、

液態金屬冷卻快中子堆。

目前的核電站中，以輕水堆核電站最多，該種堆型約佔全球核電總裝機容量的

86%

，其中壓水堆核電站約佔總容量的

63%

，沸水堆核電站約佔總容量的

23%

。

核電站的生產過程與一般火電廠相似。

4、

風

力

發電

廠

風力發電廠是

把風能轉變為電能

的發電廠

，是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機

一

般由風輪、發電機

（

包括裝置

）

、調向器

（

尾翼

）

、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，把風的動能轉變為風輪軸的機械能，發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。

5、光伏

發電

廠

光伏發電廠是將太陽能轉化為電能的發電廠，

太陽能發電方式

：

太陽能發電有兩種方式，

一

種是光

一

熱一電轉換方式，另

一

種是光一電直接轉換方式。

（1）

光一熱一電轉換方式

光一熱一電轉換方式

是

透過利用太陽輻射產生的熱能發電

，

一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光一熱轉換過程

；

後

一

個過程是熱一電轉換過程。

與普通的火力發電

一

樣，太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴

5~ 10

倍。

（2）

光一電直接轉換方式

光一電直接轉換方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光一電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是

——

種由於光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極體，當太陽光照到光

。

二極體上時，光電二極體就會把太陽的光能變成電能，產生電流。許多個電池串聯或並聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。

太陽能電池具有永久性、清潔性和靈活性三大優點。太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用

，

與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境汙染。

6、

生物質能發電

廠

生物質能是綠色植物透過葉綠素將太陽能轉化為化學能而儲存在生物質內部的能量，屬可再生能源。薪柴、農作物秸稈、人畜糞便、有機垃圾及工業有機廢水等，是主要的生物質能資源。

生物質發電系統是以生物質能為能源的發電工程，如垃圾焚燒發電、沼氣發電、蔗渣發電等。

7、

海洋能發電

廠

海洋能發電廠是利用各種海洋能發電的，

海洋能是蘊藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能、海洋鹽差能等。

8、

地熱發電

利用地下蒸汽或熱水等地球內部熱能資源發電，稱為地熱發電。

9、

磁流體發電

磁流體發電亦稱等離子體發電，是使極高溫度並高度電離的氣體高速（

1000m/s

）流經強磁場而直接發電。

10、

餘熱發電

在一些大型冶金、水泥等重工業生產企業，其在生產過程中，會產生多種型別的餘熱，這些餘熱目前均已充分利用起來，以

火力發電廠方式

進行發電

。餘熱發電不僅節能，還有利於環境保護。餘熱發電的重要裝置是

餘熱鍋爐

。它利用廢氣、

廢液等工質中的熱或可燃質作熱源，生產蒸汽用於發電

。

今天

有關各類發電廠的知識

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我是資深電工老吳，紮根行業四十餘年，專注工程設計，涉足電力、冶金、建築、市政、礦山、輕工等領域的發電、變電、配電、新能源、電氣及自動化等工程，喜歡分享工作、生活，分享一切快樂與美好。