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既然交流电不能储存,那么发电厂发出多余的电能,到哪里去了?

科学 星辰大海路上的种花家

100多年前的爱迪生和特斯拉之间的交直流之战,对于特斯拉的粉丝来说,那肯定是如雷贯耳,当然结果也很清楚,现代工业与民用都是交流电,直流只有在小范围内使用,而且它也不是专门发出来的,只是将交流电转换为直流电!

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交流电的好处到底在哪里?

1893年的芝加哥“哥伦比亚世界博览会”选用了西屋电气的交流电(创始人乔治·威斯汀豪斯购买了特斯拉的交流电专利),整个场馆照明,主供电电缆和直流电缆公布的直径相比小了许多,优点是显而易见的,至少在线缆一项上节省就让投资者看到了巨大的优势!

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交流电比直流电优势强太多了,比如交流电可以简单的使用变压器即可提高与降低电压,在电力输电线路中和终端供电可以使用不同电压,输电提高电压,降低线损,也降低线缆直径,终端降低电压,提高安全性方便施工等。

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而直流电变压很麻烦,需要直流电机发电提升电压,比交流电不知道要高多少倍,如果省去这个发电提高电压的环节,那么电缆的粗细将变得难以控制,简单的说直流电无论怎么折腾,都无法和交流电比拼成本,最终在利润的驱使下,投资者用脚投票,将爱迪生的直流电扫进了垃圾桶!

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当然在应用上也同样具有优势,比如亮灯,当时都是白炽灯,只有有效电压一样,那么亮度就不会改变,用户不会反弹,而交流电机还少了换向器,寿命大大提高,交流发电机也不再需要换向器,维护成本大幅节省,甚至只要加注黄油保持润滑和冷却即可。

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而直流则仅仅应用在范围,比如高精度直流电机等,电子设备以及直流蓄能场合等

交流电那么多好处,那么它究竟是怎么储存的?

我们先给出答案,从化学储能角度来说,交流电是无法被储存的!也许各位不太清楚,发电机要远远晚于电池的发明,最早科学家就已经使用原电池做实验,到后来发明了各种奇奇怪怪的储电设备,比如雷顿瓶(电容),另外可充电的铅酸蓄电池也在1859年由法国人普兰特(Plante)发明,所以各位想不到的是电动车甚至很久以前就出现了!

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这是铅酸蓄电池能量比实在不太高,完全无法几乎同期发明的内燃机相比!所以一直到现代,电动车才从垃圾堆里被再次翻出来!化学蓄电池需要一个稳定正负极的充电环境,否则蓄电池要崩溃的,所以交流电无法被化学电池储存!

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不过交流电要变换成直流电也是很简单的事情,一套整流设备即可,但倒过去就麻烦了,将直流变成交流需要逆变,机房中使用的UPS就是一台平时将交流转变为直流储存,断电时就将直流电转换为交流电!原理是用功率管分别导通,经过电感整流称正弦波,然后直接使用或者经过隔离变压器输出。

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交流电只能用物理方式储存

交流电也能储存,只是比较麻烦一点,比如抽水蓄能电站,用电低谷时期抽水到山顶水库,然后在峰电期放水发电,从而达到蓄电的目的,其实这叫做蓄能,不叫蓄电,不过总算是实现了储存浪费的能量!

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既然交流电无法储存,那么发电厂多余的电去哪里了?

其实准确的说,并没有所谓多余的电,所有的电流都在回路中,没有一丝多,也没有一丝少,发电站发多少电客户端用多少电,因为这一个闭合回路,即使有变压器,它同样在闭和回路内!因为电子需要从负极流出,正极流入才算是做功了!

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所以发电站最喜欢平直的用电曲线,对于高高低低的用电负荷很是头疼,而且那些瞎操心什么环保的人士还搞什么地球一小时,这种突然升降的符合真的很要命,无论是用还是不用,对电网都是冲击!

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打个比方说,你正在快乐的喝牛奶,突然有人堵住了你的吸管,然后过会又有人在你的牛奶利乐包装上猛拍一下,估计牛奶都能飙到你鼻孔里,要是谁和我开这样的玩笑,老子一巴掌扇过去!

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而这种所谓的环保一小时、地球一小时还被提倡,这供电局心头真是一万头曹尼玛奔腾而过,还得昧着良心表示,你瞎折腾吧!

延伸阅读:直流输电技术

其实随着技术成熟,直流输电技术也没那么不堪,至少它好处还是多多的,比如直流对绝缘要求相对也会降低(一般的油浸电缆,直流工作电压是交流的三倍)。

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而且导线线损小,没有感康和容抗,也没有趋肤效应,更没有空间电荷效应!所以在未来直流还是有非常广泛前景的!

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