太陽能、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，就不能說是效率上和經(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。
如果能在不浪費全部能源的情況下轉(zhuǎn)換成電能，發(fā)電效率就會達(dá)到100%，如果只能轉(zhuǎn)換一半的話就會下降到50%，也就是說，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，可以說是高效的設(shè)備。
哪種再生能源發(fā)電率是*高的？
可再生能源的發(fā)電效率取決于發(fā)電方法。
我們來看一下一般可再生能源的發(fā)電效率。
太陽能發(fā)電
太陽能發(fā)電是利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)將日照時到達(dá)地球表面的太陽光的光能轉(zhuǎn)化為電能。 對于典型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)來說，此時的發(fā)電效率約為20%。
衛(wèi)星使用的太陽能發(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)動風(fēng)車，用發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，據(jù)說發(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)車旋轉(zhuǎn)的能量轉(zhuǎn)化為電能時，發(fā)電過程中會產(chǎn)生摩擦等損耗，降低了實際發(fā)電效率。
因此，典型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率*高約為45％，平均約為20％至40％。
水力發(fā)電
水力發(fā)電利用水的勢能來發(fā)電。 流入水道時的摩擦損失很小，大部分可以轉(zhuǎn)化為動能，所以即使加上發(fā)電系統(tǒng)造成的損失，發(fā)電效率也在80%左右。
它是可再生能源中*有效的發(fā)電方式。
地?zé)岚l(fā)電
地?zé)岚l(fā)電通過利用地下巖漿的熱量將水轉(zhuǎn)化為蒸汽的能量來運行發(fā)電機(jī)來發(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)電通過燃燒動物和植物等有機(jī)燃料來運行發(fā)電機(jī)來發(fā)電。
燃燒方式包括直接燃燒和產(chǎn)生氣體來驅(qū)動燃?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)換過程中會產(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，會分配成不同類型的能量。 因此，無論技術(shù)多么先進(jìn)，都不可能將某一特定類型的能量 100% 轉(zhuǎn)換成不同類型的能量。
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，白熾燈泡會變得非常熱，以至于表面無法用手觸摸，而 LED 燈泡則不會變得那么熱。
白熾燈表面發(fā)熱是因為在轉(zhuǎn)換電能時浪費了熱能。
而 LED 燈泡不會像白熾燈那樣發(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。
為什么太陽能發(fā)電效率不是100%？
太陽能發(fā)電作為一種常見的可再生能源，在將光能轉(zhuǎn)化為電能時也會造成能量損失。
太陽能發(fā)電能量損失的原因之一是太陽能發(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，太陽能電池板不能吸收所有的光作為能量。
原因是太陽光中含有紫外線、可見光、紅外線等各種波長的光，但有些波長的光是不被太陽能電池板吸收的。
此外，未被太陽能電池板反射的能量也會損失，隨著能量逐漸分散，發(fā)電效率降低。
提高發(fā)電效率對充分利用可再生能源至關(guān)重要
能源轉(zhuǎn)換效率對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，*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。
