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

但是，如果這些能源不提高發(fā)電效率，不產(chǎn)生浪費的話(huà)，就不能說(shuō)是效率上和經(jīng)濟上都很劃算的發(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換成多少電能的比例。

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

發(fā)電效率是一種能量轉換效率，它表示可再生能源轉換為電能時(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換為電能。

如果能在不浪費全部能源的情況下轉換成電能，發(fā)電效率就會(huì )達到100%，如果只能轉換一半的話(huà)就會(huì )下降到50%，也就是說(shuō)，在使用相同成本的設備發(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)電系統將日照時(shí)到達地球表面的太陽(yáng)光的光能轉化為電能。 對于典型的太陽(yáng)能發(fā)電系統來(lái)說(shuō)，此時(shí)的發(fā)電效率約為20%。

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

風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電，利用風(fēng)能轉動(dòng)風(fēng)車(chē)，用發(fā)電機將其轉化為電能，據說(shuō)發(fā)電效率可達60%左右，但理論上不可能再提高效率了。

將風(fēng)車(chē)旋轉的能量轉化為電能時(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)電系統的發(fā)電效率最高約為45％，平均約為20％至40％。

水力發(fā)電

地熱發(fā)電

地熱發(fā)電通過(guò)利用地下巖漿的熱量將水轉化為蒸汽的能量來(lái)運行發(fā)電機來(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)物和植物等有機燃料來(lái)運行發(fā)電機來(lái)發(fā)電。

燃燒方式包括直接燃燒和產(chǎn)生氣體來(lái)驅動(dòng)燃氣輪機，但與地熱發(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)電效率達到 100%當然是理想狀態(tài)。 然而，能量轉換過(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)電效率達不到100%的原因

當能量轉換形式時(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 燈泡之間的能量轉換。

在使用電能并將其轉化為光能時(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)熱是因為在轉換電能時(shí)浪費了熱能。

而 LED 燈泡不會(huì )像白熾燈那樣發(fā)熱，因為熱能損失較少。

由于浪費的能量損失較少，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)電系統內部的布線(xiàn)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(xiàn)、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)等各種波長(cháng)的光，但有些波長(cháng)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(zhù)能量逐漸分散，發(fā)電效率降低。

提高發(fā)電效率對充分利用可再生能源至關(guān)重要

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

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

 因此，有必要從發(fā)電效率和發(fā)電設備成本兩方面考慮成本效益。