002617露笑科技-调研纪要2021.09.07
1、 Q：合肥半导体项目进展情况？
A：合肥碳化硅工厂三月份建成，四月份设备安装调试，预计七月底设备完成调试，九月份小批量试生产，年底进行批量生产。产品研发进展情况，六月中下旬已经把产业化、规模化的流程已经固定下来，按照目前的数据，导电衬底片良率40%，在国内导电衬底片中处于领先地位，导电片的质量都将交给第三方进行测试，目前正在外延厂等下游进行测试。
2、 Q：衬底片竞争格局？
A：碳化硅衬底主要分为两类，一类是半绝缘片，主要应用在射频，国内厂商主要是以山东天岳为主 ；另一类是导电片，主要用在功率器件上，这是微笑科技目前主要的研发方向。国外最大厂商是CREE，其他有竞争力的有ROHM、Ⅱ-Ⅵ；国内导电片目前以四寸为主，四寸中的优势企业是天科合达、河北同光以及山西烁科等几家企业，去年表现不错。但是六寸量产（每个月稳定出货量在几百片）的厂商基本没有。2021-2022年会出现一个厂商抢赛道的情况，目前行业火热，一部分是在炒概念，但真正的技术源头只有三家，一是孵化了天科合达的中科院陈小龙教授团队，二是孵化了山东天岳的山东大学徐现刚教授团队，另外一个就是微笑科技的陈之战教授团队，陈之战教授团队之前孵化了世纪金光。目前还没完全量产，只是因为特斯拉Model3使用了SiC功率器件，市场才开始发酵，开始建设产能，CREE、ROHM两家公司都是十倍以上的产能的建设，CREE现在已经不再扩展六寸的生产线，目前只有几百台设备，主攻方向转变到八寸上了。总的来说，世界上的主流是六寸，但是主流企业已经不再扩展，已经开始往8英寸的方向去扩建，国内目前以四寸导电片为主，往六英寸上面扩展，但目前还没有一家能够真正量产化、规模化、月产一两千片的企业，但是今年年底之前，一定会出现两三家这样的企业。
公司认为，八英寸在5-8年内不会对6英寸产生一个压倒性的优势，因为与6英寸相对于4英寸不同，6英寸的价格跟4英寸的价格相近，4英寸没有生存的空间，但是8英寸不会完全替代6英寸，主要是基于两点原因：一是目前世界上大部分功率器件厂都是6英寸的，8英寸的很难找到合适的晶圆厂做代工，自己建设晶圆厂是有一定的周期的，CREE自己建设晶圆厂的话，没有3-5年是完不成的，像华润微、扬杰目前在建的产线都是六英寸为主，投资都在十亿元以上，在他们盈利之前，要改建8英寸的产线是很难的。二是国际上8英寸真正量产是一个缓慢的过程，CREE本身八英寸的成本和售价与六英寸相比，优势并不突出。顺便介绍一下导电片市场情况：
导电片不同于半绝缘片，导电片是一个工业级的应用，公司预计未来2-3年之内有一个爆发式的增长，在新能源汽车上的应用已经证明了这一点。新能源汽车上的应用主要是在PCU和充电桩,根据特斯拉Model3以及比亚迪汉3.0版的应用情况，效果非常好，一是提升了能源的转化效率，二是减少了整车的质量，三是提高了续航里程。具体数据可以看一下，比亚迪吴海平刚出的关于SiC的应用报告，上面介绍了具体的数据。
用量方面，两辆汽车会用一片六英寸导电片，今年新能源汽车是200万辆，根据新能源汽车规划，未来几年会达到500万辆，假如有20%也就是100万辆中高端的新能源汽车，特别是对百公里加速以及续航里程有要求等都会用到SiC模块，像B公司目前已经决定，明年会全面采用碳化硅模块。按照这样的推算，加上充电桩以及发电机里面的开关等，因此乐观估计只国内新能源车就有100万片的需求，然而全世界所有导电片产量只有40-60万片。国内另一个大的应用市场是电力电子，特别是在特高压输配电交直流柔性技术的应用，国家电网能源局局长表态要攻克交直流电柔性技术上面的芯片，要投入大量的资金研发，把大功率IGBT全部转化成SiC模组，这些应用加上光伏逆变器、高铁的应用等。因此，未来市场很大，而且国内正处在从0到1的过程，机会很大。
3、 Q：能不能介绍一下SiC在新能源车里价值量的趋势?
A：不同的车型是不一样的，Model3里面是有30对个碳化硅模块组成，OB开关、OBC里面也有相应的SiC模块，具体的数据以车企为准，还是推荐你去看一下比亚迪吴海平刚出的关于SiC的应用报告，里面有关于这方面特别专业的叙述，目前特斯拉最掐脖子的是找不到材料，特斯拉目前跟英飞凌是竞争对手，而英飞凌又锁定了CREE五年的产能。总的来说，目前SiC在新能源车上的应用已经成熟，因为已经在Model3上运行了接近两年，效果是显著的，现在市场都在锁定能真正生产出材料的上游厂商。
4、 Q：目前导电衬底片单片的价格？以及在产业链上的价值？
A：目前导电衬底片的不含税的零售价是1200美元/片，其他厂商的是1000美元/片，长单有10-15%的下调。衬底片占整个碳化硅器件模组产业链成本的50%，外延占产业链成本的25%，设计加封测占25%。
5、 Q：衬底片进入Fab厂的认证周期是多长？以及新能源车运用SiC器件的认证周期？
A：刚刚提到新能源车是导电衬底片未来一个大的应用方向，但是目前4英寸大部分是用在电力电子上，在电力电子上的应用已经相当成熟，如电源、转换开关等。总的来说，目前SiC目前经过认证的是在电力电子上，这个周期相对很短，只要材料达到电力电子行业P级标准（一系列参数），达到这个标准后，下游企业不会再进行材料方面的认证。但是，车硅级的认证不同，目前行业有不同的说法，一种认为是英飞凌等企业为了抢占赛道，提高门槛而人为设置的认证，这个认证非常严格，导致行业门槛提高；另一种是认为，国内车厂参照国际通用做法，材料也要进行车硅级认证。整个模组在新能源车上的验证周期是12-36个月，进行各种测试。那么车硅级材料认证同新能源车新车型一起认证，这样SiC材料就和新能源新车绑定在一起了，这就是抢赛道的逻辑，谁最先和车厂新能源车配套，谁就抢占了赛道。车厂目前通用的做法是拿CREE的SiC来测试，但是订单量太大，CREE供应不上。因此，关于车硅级的认证，明年主要是送样、测试为主。但是随着技术的发展，材料不需要这么复杂的认证，只要应用在几款车上，有了名声，那么你的SiC就是行业的标准。个人认为随着行业的发展，车硅级的认证3-5年就会消失，因为这是人为设置的门槛。
6、 Q：请问厂商占完赛道之后，下一步做什么呢？
A：假如微笑科技的导电片应用在一款新车上，那么只要这个车在生产，就需要我们的导电片；另外，露笑科技的产能是有保障的，设备99%都是自己制造的，只有其中的蝶阀需要从瑞士进口，我们现在都在卖6英寸的SiC长晶炉，目前的生产周期在三个月以内，目前合肥工厂一期投产的相关生产的配套设备是500台，对应的产能是24万片，最近2-3年内的产能是足够的，并且会根据下游的订单情况，调整产能。
7、 Q：合肥露笑科技已经有100台设备，那么从100扩充到500台需要多长时间？
A：半年以内。因为厂房已经建设好，只需要设备生产和安装调试的周期。
8、 Q：行业龙头目前拥有多少台设备？
A：自称设备1000多台，但公司根据他们公布的厚度、时间来判断，其六英寸的设备不超过300台。
9、 Q：目前国内厂商SiC的投资额？
A：同行的话公司不太好说，但是根据公司了解到的资料，第三代半导体投资额都不大，最大的投资额在Fab厂，投资额是10亿元、30亿、50亿这个级别，华润微产线建设已经完成，扬杰科技产线马上完成。总之，Fab厂的投资额比较大。
10、Q：下游企业投资额这么大，如果上游企业进展不顺利，那么这些下游企如何盈利？
A：整个产业链都是这么做的，大家都是看预期，这个预期是确定性预期，因为现在应用已经成熟，就看需要达到什么样的效果。中国模式跟国外模式不一样，国外是先拿订单，然后拿出订单的30%建厂生产，因此，速度很慢。而国内是只要预期不错，就先建设，后等待订单，然后经过两三年后行业再重新洗牌。就像当年的蓝宝石产业很多企业一哄而上，但真正做下来的只有几家，蓝宝石价格从最初的40美元/片到现在2元/片。
11、Q：目前在沟通的有哪几款车？
A：不方便透露，只能说目前只有头部企业在沟通，其他企业还在观望。
12、Q：目前导电衬底片技术难点在哪里？
A：主要有两个，一是材料，二是MOSFET。国内企业谁攻破这两个难点，谁就会占据主赛道。
13、 Q：从IGBT转到MOSFET难度大吗？
A：这是下游在做的，根据公司了解到的资料，中国的IGBT技术并不成熟，目前是建立在国际技术上的某种替换、包装、封测，当然未来随着资本的投入，还是有可能直接从上面转到SiC。目前Fab厂的产线已经建好，只要上游设计和应用打开，那么就能迅速投产，因此个人判断2023、2024两年会有成倍的增长。SiC的应用场景80%都在中国，新能源汽车一半在中国，高压输配电全在中国，光伏逆变器、高速铁路百分之八九十都在中国。中国的应用场景非常丰富，未来的市场一定在中国。目前CREE 700亿市值，一家独大，随着中国这些应用场景打开，国内这个赛道一定会产生千亿市值的公司
14、Q：露笑科技有自己的长晶炉，相对于竞争对手来说，有什么优势？
A：长晶炉是固定资产，在SiC的生产上是主要固定资产，但不是决定因素，一个炉子一年生产500片，一片是1000美元，因此相对于生产出来的导电片，长晶炉的成本并没有什么。目前最主要的是要占据先发优势，抢占赛道才是目前最需要考虑的，一旦有两三家企业占据先发优势，行业就会被重新洗牌。本来公司规划500台，但是后面考虑多方面因素，选择50-100台设备，这对于抢占赛道来说足够了，只要能量产就已经占据先发优势。
15、Q：SiC材料认证周期以及车厂那边的认证周期？
A：前面已经介绍过了，再简单说一下吧。目前在传统的电力电子方面应用认证并不复杂，因为四寸的时候已经有一个成熟的认证标准，现在认证六英寸的只需要认证材料即可。新能源汽车的认证比较繁琐，材料的检测、外延测试、车厂还会进行认证（而且不会对外公布）。目前露笑科技已经完成了P级材料的认证,外延已经经过三家认证了,后续会进行车厂的认证。#股票##价值投资日志[超话]#
1、 Q：合肥半导体项目进展情况？
A：合肥碳化硅工厂三月份建成，四月份设备安装调试，预计七月底设备完成调试，九月份小批量试生产，年底进行批量生产。产品研发进展情况，六月中下旬已经把产业化、规模化的流程已经固定下来，按照目前的数据，导电衬底片良率40%，在国内导电衬底片中处于领先地位，导电片的质量都将交给第三方进行测试，目前正在外延厂等下游进行测试。
2、 Q：衬底片竞争格局？
A：碳化硅衬底主要分为两类，一类是半绝缘片，主要应用在射频，国内厂商主要是以山东天岳为主 ；另一类是导电片，主要用在功率器件上，这是微笑科技目前主要的研发方向。国外最大厂商是CREE，其他有竞争力的有ROHM、Ⅱ-Ⅵ；国内导电片目前以四寸为主，四寸中的优势企业是天科合达、河北同光以及山西烁科等几家企业，去年表现不错。但是六寸量产（每个月稳定出货量在几百片）的厂商基本没有。2021-2022年会出现一个厂商抢赛道的情况，目前行业火热，一部分是在炒概念，但真正的技术源头只有三家，一是孵化了天科合达的中科院陈小龙教授团队，二是孵化了山东天岳的山东大学徐现刚教授团队，另外一个就是微笑科技的陈之战教授团队，陈之战教授团队之前孵化了世纪金光。目前还没完全量产，只是因为特斯拉Model3使用了SiC功率器件，市场才开始发酵，开始建设产能，CREE、ROHM两家公司都是十倍以上的产能的建设，CREE现在已经不再扩展六寸的生产线，目前只有几百台设备，主攻方向转变到八寸上了。总的来说，世界上的主流是六寸，但是主流企业已经不再扩展，已经开始往8英寸的方向去扩建，国内目前以四寸导电片为主，往六英寸上面扩展，但目前还没有一家能够真正量产化、规模化、月产一两千片的企业，但是今年年底之前，一定会出现两三家这样的企业。
公司认为，八英寸在5-8年内不会对6英寸产生一个压倒性的优势，因为与6英寸相对于4英寸不同，6英寸的价格跟4英寸的价格相近，4英寸没有生存的空间，但是8英寸不会完全替代6英寸，主要是基于两点原因：一是目前世界上大部分功率器件厂都是6英寸的，8英寸的很难找到合适的晶圆厂做代工，自己建设晶圆厂是有一定的周期的，CREE自己建设晶圆厂的话，没有3-5年是完不成的，像华润微、扬杰目前在建的产线都是六英寸为主，投资都在十亿元以上，在他们盈利之前，要改建8英寸的产线是很难的。二是国际上8英寸真正量产是一个缓慢的过程，CREE本身八英寸的成本和售价与六英寸相比，优势并不突出。顺便介绍一下导电片市场情况：
导电片不同于半绝缘片，导电片是一个工业级的应用，公司预计未来2-3年之内有一个爆发式的增长，在新能源汽车上的应用已经证明了这一点。新能源汽车上的应用主要是在PCU和充电桩,根据特斯拉Model3以及比亚迪汉3.0版的应用情况，效果非常好，一是提升了能源的转化效率，二是减少了整车的质量，三是提高了续航里程。具体数据可以看一下，比亚迪吴海平刚出的关于SiC的应用报告，上面介绍了具体的数据。
用量方面，两辆汽车会用一片六英寸导电片，今年新能源汽车是200万辆，根据新能源汽车规划，未来几年会达到500万辆，假如有20%也就是100万辆中高端的新能源汽车，特别是对百公里加速以及续航里程有要求等都会用到SiC模块，像B公司目前已经决定，明年会全面采用碳化硅模块。按照这样的推算，加上充电桩以及发电机里面的开关等，因此乐观估计只国内新能源车就有100万片的需求，然而全世界所有导电片产量只有40-60万片。国内另一个大的应用市场是电力电子，特别是在特高压输配电交直流柔性技术的应用，国家电网能源局局长表态要攻克交直流电柔性技术上面的芯片，要投入大量的资金研发，把大功率IGBT全部转化成SiC模组，这些应用加上光伏逆变器、高铁的应用等。因此，未来市场很大，而且国内正处在从0到1的过程，机会很大。
3、 Q：能不能介绍一下SiC在新能源车里价值量的趋势?
A：不同的车型是不一样的，Model3里面是有30对个碳化硅模块组成，OB开关、OBC里面也有相应的SiC模块，具体的数据以车企为准，还是推荐你去看一下比亚迪吴海平刚出的关于SiC的应用报告，里面有关于这方面特别专业的叙述，目前特斯拉最掐脖子的是找不到材料，特斯拉目前跟英飞凌是竞争对手，而英飞凌又锁定了CREE五年的产能。总的来说，目前SiC在新能源车上的应用已经成熟，因为已经在Model3上运行了接近两年，效果是显著的，现在市场都在锁定能真正生产出材料的上游厂商。
4、 Q：目前导电衬底片单片的价格？以及在产业链上的价值？
A：目前导电衬底片的不含税的零售价是1200美元/片，其他厂商的是1000美元/片，长单有10-15%的下调。衬底片占整个碳化硅器件模组产业链成本的50%，外延占产业链成本的25%，设计加封测占25%。
5、 Q：衬底片进入Fab厂的认证周期是多长？以及新能源车运用SiC器件的认证周期？
A：刚刚提到新能源车是导电衬底片未来一个大的应用方向，但是目前4英寸大部分是用在电力电子上，在电力电子上的应用已经相当成熟，如电源、转换开关等。总的来说，目前SiC目前经过认证的是在电力电子上，这个周期相对很短，只要材料达到电力电子行业P级标准（一系列参数），达到这个标准后，下游企业不会再进行材料方面的认证。但是，车硅级的认证不同，目前行业有不同的说法，一种认为是英飞凌等企业为了抢占赛道，提高门槛而人为设置的认证，这个认证非常严格，导致行业门槛提高；另一种是认为，国内车厂参照国际通用做法，材料也要进行车硅级认证。整个模组在新能源车上的验证周期是12-36个月，进行各种测试。那么车硅级材料认证同新能源车新车型一起认证，这样SiC材料就和新能源新车绑定在一起了，这就是抢赛道的逻辑，谁最先和车厂新能源车配套，谁就抢占了赛道。车厂目前通用的做法是拿CREE的SiC来测试，但是订单量太大，CREE供应不上。因此，关于车硅级的认证，明年主要是送样、测试为主。但是随着技术的发展，材料不需要这么复杂的认证，只要应用在几款车上，有了名声，那么你的SiC就是行业的标准。个人认为随着行业的发展，车硅级的认证3-5年就会消失，因为这是人为设置的门槛。
6、 Q：请问厂商占完赛道之后，下一步做什么呢？
A：假如微笑科技的导电片应用在一款新车上，那么只要这个车在生产，就需要我们的导电片；另外，露笑科技的产能是有保障的，设备99%都是自己制造的，只有其中的蝶阀需要从瑞士进口，我们现在都在卖6英寸的SiC长晶炉，目前的生产周期在三个月以内，目前合肥工厂一期投产的相关生产的配套设备是500台，对应的产能是24万片，最近2-3年内的产能是足够的，并且会根据下游的订单情况，调整产能。
7、 Q：合肥露笑科技已经有100台设备，那么从100扩充到500台需要多长时间？
A：半年以内。因为厂房已经建设好，只需要设备生产和安装调试的周期。
8、 Q：行业龙头目前拥有多少台设备？
A：自称设备1000多台，但公司根据他们公布的厚度、时间来判断，其六英寸的设备不超过300台。
9、 Q：目前国内厂商SiC的投资额？
A：同行的话公司不太好说，但是根据公司了解到的资料，第三代半导体投资额都不大，最大的投资额在Fab厂，投资额是10亿元、30亿、50亿这个级别，华润微产线建设已经完成，扬杰科技产线马上完成。总之，Fab厂的投资额比较大。
10、Q：下游企业投资额这么大，如果上游企业进展不顺利，那么这些下游企如何盈利？
A：整个产业链都是这么做的，大家都是看预期，这个预期是确定性预期，因为现在应用已经成熟，就看需要达到什么样的效果。中国模式跟国外模式不一样，国外是先拿订单，然后拿出订单的30%建厂生产，因此，速度很慢。而国内是只要预期不错，就先建设，后等待订单，然后经过两三年后行业再重新洗牌。就像当年的蓝宝石产业很多企业一哄而上，但真正做下来的只有几家，蓝宝石价格从最初的40美元/片到现在2元/片。
11、Q：目前在沟通的有哪几款车？
A：不方便透露，只能说目前只有头部企业在沟通，其他企业还在观望。
12、Q：目前导电衬底片技术难点在哪里？
A：主要有两个，一是材料，二是MOSFET。国内企业谁攻破这两个难点，谁就会占据主赛道。
13、 Q：从IGBT转到MOSFET难度大吗？
A：这是下游在做的，根据公司了解到的资料，中国的IGBT技术并不成熟，目前是建立在国际技术上的某种替换、包装、封测，当然未来随着资本的投入，还是有可能直接从上面转到SiC。目前Fab厂的产线已经建好，只要上游设计和应用打开，那么就能迅速投产，因此个人判断2023、2024两年会有成倍的增长。SiC的应用场景80%都在中国，新能源汽车一半在中国，高压输配电全在中国，光伏逆变器、高速铁路百分之八九十都在中国。中国的应用场景非常丰富，未来的市场一定在中国。目前CREE 700亿市值，一家独大，随着中国这些应用场景打开，国内这个赛道一定会产生千亿市值的公司
14、Q：露笑科技有自己的长晶炉，相对于竞争对手来说，有什么优势？
A：长晶炉是固定资产，在SiC的生产上是主要固定资产，但不是决定因素，一个炉子一年生产500片，一片是1000美元，因此相对于生产出来的导电片，长晶炉的成本并没有什么。目前最主要的是要占据先发优势，抢占赛道才是目前最需要考虑的，一旦有两三家企业占据先发优势，行业就会被重新洗牌。本来公司规划500台，但是后面考虑多方面因素，选择50-100台设备，这对于抢占赛道来说足够了，只要能量产就已经占据先发优势。
15、Q：SiC材料认证周期以及车厂那边的认证周期？
A：前面已经介绍过了，再简单说一下吧。目前在传统的电力电子方面应用认证并不复杂，因为四寸的时候已经有一个成熟的认证标准，现在认证六英寸的只需要认证材料即可。新能源汽车的认证比较繁琐，材料的检测、外延测试、车厂还会进行认证（而且不会对外公布）。目前露笑科技已经完成了P级材料的认证,外延已经经过三家认证了,后续会进行车厂的认证。#股票##价值投资日志[超话]#
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
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
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
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
✋热门推荐