9、替代电力系统的探索与发展

替代电力系统的探索与发展

1. 地热能系统

地热能蒸汽的生产目前主要局限于活跃的火山地区，比如美国的间歇泉地区。由于无需燃烧燃料，地热能利用方式在节约日益减少的宝贵化石燃料方面具有重要意义。不过，地热能发电的主要问题在于需要向地下钻很深的孔，这在技术和成本上都面临挑战。

2. 风力发电系统

多年来，人们一直渴望无污染且成本低廉的电力系统。如今，科技的进步使得一些以往未被充分利用的廉价发电方法成为可能。

在20世纪初，美国中西部等许多农场地区尚未实现家庭供电。当时人们设想利用风力提供机械能，不仅用于水泵，还可驱动发电机发电。但早期风力发电存在诸多问题：
- 风力不稳定，时有时无，且风力过强时还会损坏风车。
- 大多采用定桨距螺旋桨作为风扇，使用低压直流电气系统，且无法在非使用期或低风速时存储电力。
- 采用旋转电枢系统，电刷需要频繁更换，维护成本高。

如今的风力发电站配备了蓄电池、整流器等组件，即使在无风时也能提供稳定的电力输出。其采用两叶片或三叶片螺旋桨系统，在强风时可调整桨叶角度，避免风车受损。目前使用的风力发电系统多为独立单元，能产生120伏交流电，功率输出稳定在低千瓦范围。发电机输出可通过串联电池系统与自动固态电压控制装置相连，将直流电转换为120伏交流电。这些独立发电系统成本较低，是一种自给自足、无污染的电源，适合电力需求较低的偏远家庭，可靠性高且维护成本低。

不过，风力发电也存在明显缺点：
- 无风时电力供应成问题，虽可通过蓄电池解决部分问题，但仍有局限性。
- 效率较低，约为50%。

尽管如此，在风力稳定的地区，大型风力发电机仍能产生可