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        發(fā)電樂園

        2023-10-28 15:01:53腰正君
        軍事文摘·科學少年 2023年9期
        關鍵詞:模型

        腰正君

        自從鉆木取火點燃了人類的文明之光,能源就一直伴隨著人類不斷向前發(fā)展。火力發(fā)電、太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、水力發(fā)電以及核能發(fā)電是目前我國主流的能源利用方式,由于新能源還無法完全替代傳統(tǒng)能源,協(xié)同發(fā)展各種能源是現實之路。

        火力發(fā)電是利用煤、石油和天然氣等燃燒時產生的熱能,通過發(fā)電動力裝置轉換成電能的一種方式。它是目前世界上最主流的發(fā)電方式,占發(fā)電總量的60% 以上。

        太陽能光伏發(fā)電是利用太陽電池將太陽光能轉化為電能;風力發(fā)電是把風的動能轉為電能;水力發(fā)電是將水能轉換為電能,核能是原子核結構發(fā)生變化時所釋放出的能量。

        中國科技館能源展廳“發(fā)電樂園”展品展示了五種我國目前主流能源的發(fā)電原理。比如,它通過橫向對比讓觀眾看到1 千克鈾-235 的發(fā)電量相當于2700 噸標準煤的發(fā)電量;通過五種能源的縱向對比,讓大家了解它們發(fā)電效率的主要影響因素。

        該展品由火力發(fā)電、太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電五組機電互動模型、燈光系統(tǒng)、展臺組成。

        由火力發(fā)電站原理模型(汽輪機、發(fā)電機、冷卻塔、凝汽器、煙囪、除塵器等)、3 個煤炭模型、燃燒室、收納槽組成。觀眾可以選擇不同大小的煤炭模型放入燃燒室中,觸發(fā)火力發(fā)電的過程;通過觀察能量柱點亮范圍,思考火力發(fā)電與煤炭消耗量的關系。

        由太陽能電池板、太陽燈光、軌道、烏云模型、轉盤、轉輪、保護罩組成。通過設置“太陽”“烏云”兩個位置變量,來展示光伏發(fā)電的原理和受天氣影響的情況。

        互動時,觀眾轉動轉輪改變太陽、烏云模型位置,觸發(fā)太陽能發(fā)電過程。通過觀察能量柱點亮范圍,思考太陽能光伏發(fā)電強度與太陽照射方向、天氣情況的關系。

        由風機、風力發(fā)電場模型、風車模型、按鈕、推桿、保護罩組成。通過草地、小風車、風機等模擬風電場,設置“年平均風速”這一變量,展示風力發(fā)電的原理。

        互動時,觀眾按下按鈕啟動風機,并推動推桿調節(jié)風力大小,觸發(fā)風力發(fā)電過程。通過觀察能量柱點亮的范圍,思考風力大小對風力發(fā)電強度的影響。

        由山體模型、大壩模型、投影機及多媒體系統(tǒng)組成。通過設置河道模型和投影機背投畫面,來模擬在河道建設大壩的水力發(fā)電原理。

        互動時,參與者將大壩模型放置在河道不同位置,河道側面通過投影畫面呈現水位上升的高度,觸發(fā)水力發(fā)電過程。根據峽谷高度不同,大壩的高度也不同,觀察能量柱點亮的范圍,思考水位落差對水力發(fā)電效率的影響。

        由顯示屏、反應堆底座模型、堆芯模型、安全殼模型、壓力容器模型、收納槽組成,通過多媒體、核反應堆結構模型以及識別感應裝置,來展示核能的發(fā)電原理。

        互動時,參與者根據屏幕提示,分別將堆芯模型、安全殼模型、壓力容器模型擺放到核電站反應堆底座模型上,檢測裝置識別后,多媒體屏幕便講解該模型的名稱、作用。參與者完整地拼裝好反應堆后,屏幕中會播放核能發(fā)電的過程,并講解燃燒 1 千克鈾-235 的發(fā)電量,讓觀眾了解核電廠組成及核電廠工作過程。

        有興趣的朋友,歡迎來中國科技館參觀,探究各種能源的奧秘吧!

        (本欄目合作單位:中國科學技術館)

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