太阳能和风能:可再生能源可以替代煤炭和天然气吗?

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更新于 Mon Dec 14 2020

为什么太阳能和风能很棒

与核能一样,太阳能和风能也很低碳,很安全

每太瓦时能源的死亡率和温室气体排放量

让我们了解一下它们的运作原理,以及如何过渡到更多地使用它们吧!

太阳能是如何运作的?

有三种将太阳光转换成有用能量的方法。你认为以下哪三个选项可用于收集太阳的能量[SolarPVandThermal,ArtPhoto,MITBig]?


今天,我们利用阳光发电的主要方式是太阳能光伏发电。要了解每种不同方法的详细工作原理,请查看本章的“高级”版本!

风能是如何运作的?

当风能被捕获时,其形式是什么?


风能

风能来自巨大的风力涡轮机,将风的动能转化为电能

大多数涡轮机具有两或三个叶片,它们被设计成当风从特定角度击中它们时会旋转。然后,这些叶片旋转以驱动发电机,从而产生电力。涡轮机越大,其产生的功率就越大,这解释了为什么涡轮机近年来变得如此之大:

随时间演进的美国涡轮机直径

在海上的风?

一般而言,海风比陆上的风速度更快且更稳定。 因此,在海上建造风力涡轮机(称为离岸涡轮机)可以产生更多的电力,更连贯一致,且不占用陆上空间

陆上 vs 离岸

当今的海上风力涡轮机只能在靠近沿海的浅层大陆架上建造。 但是这些大陆架只占海洋的10%,因此这限制了可以建造风电场的位置。 此外,大陆架上的风比深海上的风慢且不那么稳定。

为了解决这个问题,工程师正在研究浮动风力涡轮机。它们仅需使用大型电缆即可简单地锚固于海底,并且几乎在任何深度都可以被安装

浮动风力涡轮机

全球正在对该技术进行多项试验。例如,自2017年以来,一个在苏格兰沿海的浮动风电场已持续提供了30兆瓦电

太阳能和风能的巨大问题

你可能已经想过“但是太阳并不总是照耀着,风也并非一直在吹呀?”的问题。由于太阳能和风能的价格现在与化石燃料的价格 相似,这是阻止其在当今所有地方使用的那一件事情。

最直接的解决方法就是在晴天/大风的时候发电,而将其存储起来,为我们想使用时作准备。这有可能吗?下一章!

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