太陽(yáng)能、風(fēng)能、水力發(fā)電等可再生能源是可以反復(fù)利用的自然能源，不用擔(dān)心它們會(huì)耗盡。

但是，如果這些能源不提高發(fā)電效率，不產(chǎn)生浪費(fèi)的話，就不能說(shuō)是效率上和經(jīng)濟(jì)上都很劃算的發(fā)電方法。

本文將討論每種發(fā)電方式的效率，比較可再生能源的效率和發(fā)電損耗，以及發(fā)電效率可能降低的原因。

什么是發(fā)電效率？

發(fā)電效率是指可再生能源轉(zhuǎn)換成多少電能的比例。

首先，對(duì)發(fā)電效率的重要性和能源轉(zhuǎn)換效率的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。作為能源源，使用煤氣和電燒水的熱水器，溫暖房間的空調(diào)和暖氣器等，能源轉(zhuǎn)換以各種各樣的形態(tài)進(jìn)行。

發(fā)電效率是一種能量轉(zhuǎn)換效率，它表示可再生能源轉(zhuǎn)換為電能時(shí)的比例，如光和熱能。為了利用可再生能源發(fā)電，必須將太陽(yáng)能、風(fēng)力和水力等所具有的能量轉(zhuǎn)換為電能。

如果能在不浪費(fèi)全部能源的情況下轉(zhuǎn)換成電能，發(fā)電效率就會(huì)達(dá)到100%，如果只能轉(zhuǎn)換一半的話就會(huì)下降到50%，也就是說(shuō)，在使用相同成本的設(shè)備發(fā)電的情況下，發(fā)電效率越高，是越理想的能源，可以說(shuō)是高效的設(shè)備。

哪種再生能源發(fā)電率是最高的？

可再生能源的發(fā)電效率取決于發(fā)電方法。

我們來(lái)看一下一般可再生能源的發(fā)電效率。

太陽(yáng)能發(fā)電

太陽(yáng)能發(fā)電是利用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)將日照時(shí)到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光的光能轉(zhuǎn)化為電能。 對(duì)于典型的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，此時(shí)的發(fā)電效率約為20%。

衛(wèi)星使用的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電效率約為40%，但由于制造成本較高，不如通用設(shè)備經(jīng)濟(jì)，未得到廣泛應(yīng)用。

風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電，利用風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)車(chē)，用發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，據(jù)說(shuō)發(fā)電效率可達(dá)60%左右，但理論上不可能再提高效率了。

將風(fēng)車(chē)旋轉(zhuǎn)的能量轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生摩擦等損耗，降低了實(shí)際發(fā)電效率。

因此，典型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率最高約為45％，平均約為20％至40％。

水力發(fā)電

地?zé)岚l(fā)電

地?zé)岚l(fā)電通過(guò)利用地下巖漿的熱量將水轉(zhuǎn)化為蒸汽的能量來(lái)運(yùn)行發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。

發(fā)電原理與火電、核電相同，但由于蒸汽溫度比火電或核電低，發(fā)電效率不是很高，約為10%~20%。

生物質(zhì)發(fā)電

生物質(zhì)發(fā)電通過(guò)燃燒動(dòng)物和植物等有機(jī)燃料來(lái)運(yùn)行發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。

燃燒方式包括直接燃燒和產(chǎn)生氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，但與地?zé)岚l(fā)電一樣，由于溫度較低，發(fā)電效率約為20%。

為什么發(fā)電效率會(huì)損失？

發(fā)電效率達(dá)到 100%當(dāng)然是理想狀態(tài)。 然而，能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生損耗，從而逐漸降低發(fā)電效率。

為什么發(fā)電效率會(huì)下降？

發(fā)電效率達(dá)不到100%的原因

當(dāng)能量轉(zhuǎn)換形式時(shí)，會(huì)分配成不同類(lèi)型的能量。 因此，無(wú)論技術(shù)多么先進(jìn)，都不可能將某一特定類(lèi)型的能量 100% 轉(zhuǎn)換成不同類(lèi)型的能量。

例如，比較一下白熾燈和 LED 燈泡之間的能量轉(zhuǎn)換。

在使用電能并將其轉(zhuǎn)化為光能時(shí)，白熾燈泡會(huì)變得非常熱，以至于表面無(wú)法用手觸摸，而 LED 燈泡則不會(huì)變得那么熱。

白熾燈表面發(fā)熱是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換電能時(shí)浪費(fèi)了熱能。

而 LED 燈泡不會(huì)像白熾燈那樣發(fā)熱，因?yàn)闊崮軗p失較少。

由于浪費(fèi)的能量損失較少，因此發(fā)電效率較高，即使功率較小，LED 燈泡也能比白熾燈泡提供更高的亮度。

為什么太陽(yáng)能發(fā)電效率不是100%？

太陽(yáng)能發(fā)電作為一種常見(jiàn)的可再生能源，在將光能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)也會(huì)造成能量損失。

太陽(yáng)能發(fā)電能量損失的原因之一是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部的布線和電路的電阻。

就像白熾燈泡一樣，電能以熱能的形式損失掉，降低了發(fā)電效率。

此外，太陽(yáng)能電池板不能吸收所有的光作為能量。

原因是太陽(yáng)光中含有紫外線、可見(jiàn)光、紅外線等各種波長(zhǎng)的光，但有些波長(zhǎng)的光是不被太陽(yáng)能電池板吸收的。

此外，未被太陽(yáng)能電池板反射的能量也會(huì)損失，隨著能量逐漸分散，發(fā)電效率降低。

提高發(fā)電效率對(duì)充分利用可再生能源至關(guān)重要

能源轉(zhuǎn)換效率對(duì)于有效利用有限資源非常重要。 如果能源轉(zhuǎn)換效率高，就能減少不必要的能源損耗，最大限度地利用能源。

發(fā)電效率高的設(shè)備當(dāng)然更理想，但如果為了提高發(fā)電效率而增加設(shè)備成本，則會(huì)失去經(jīng)濟(jì)效益。

 因此，有必要從發(fā)電效率和發(fā)電設(shè)備成本兩方面考慮成本效益。