腰正君

自從鉆木取火點(diǎn)燃了人類(lèi)的文明之光，能源就一直伴隨著人類(lèi)不斷向前發(fā)展?；鹆Πl(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電以及核能發(fā)電是目前我國(guó)主流的能源利用方式，由于新能源還無(wú)法完全替代傳統(tǒng)能源，協(xié)同發(fā)展各種能源是現(xiàn)實(shí)之路。

火力發(fā)電是利用煤、石油和天然氣等燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)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(yáng)能光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能；風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能；水力發(fā)電是將水能轉(zhuǎn)換為電能，核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)所釋放出的能量。

中國(guó)科技館能源展廳“發(fā)電樂(lè)園”展品展示了五種我國(guó)目前主流能源的發(fā)電原理。比如，它通過(guò)橫向?qū)Ρ茸層^眾看到1 千克鈾-235 的發(fā)電量相當(dāng)于2700 噸標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)電量；通過(guò)五種能源的縱向?qū)Ρ龋尨蠹伊私馑鼈儼l(fā)電效率的主要影響因素。

該展品由火力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電五組機(jī)電互動(dòng)模型、燈光系統(tǒng)、展臺(tái)組成。

由火力發(fā)電站原理模型（汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷卻塔、凝汽器、煙囪、除塵器等）、3 個(gè)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(guò)程；通過(guò)觀察能量柱點(diǎn)亮范圍，思考火力發(fā)電與煤炭消耗量的關(guān)系。

由太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)燈光、軌道、烏云模型、轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)輪、保護(hù)罩組成。通過(guò)設(shè)置“太陽(yáng)”“烏云”兩個(gè)位置變量，來(lái)展示光伏發(fā)電的原理和受天氣影響的情況。

互動(dòng)時(shí)，觀眾轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)輪改變太陽(yáng)、烏云模型位置，觸發(fā)太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程。通過(guò)觀察能量柱點(diǎn)亮范圍，思考太陽(yáng)能光伏發(fā)電強(qiáng)度與太陽(yáng)照射方向、天氣情況的關(guān)系。

由風(fēng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)模型、風(fēng)車(chē)模型、按鈕、推桿、保護(hù)罩組成。通過(guò)草地、小風(fēng)車(chē)、風(fēng)機(jī)等模擬風(fēng)電場(chǎng)，設(shè)置“年平均風(fēng)速”這一變量，展示風(fēng)力發(fā)電的原理。

互動(dòng)時(shí)，觀眾按下按鈕啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，并推動(dòng)推桿調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，觸發(fā)風(fēng)力發(fā)電過(guò)程。通過(guò)觀察能量柱點(diǎn)亮的范圍，思考風(fēng)力大小對(duì)風(fēng)力發(fā)電強(qiáng)度的影響。

由山體模型、大壩模型、投影機(jī)及多媒體系統(tǒng)組成。通過(guò)設(shè)置河道模型和投影機(jī)背投畫(huà)面，來(lái)模擬在河道建設(shè)大壩的水力發(fā)電原理。

互動(dòng)時(shí)，參與者將大壩模型放置在河道不同位置，河道側(cè)面通過(guò)投影畫(huà)面呈現(xiàn)水位上升的高度，觸發(fā)水力發(fā)電過(guò)程。根據(jù)峽谷高度不同，大壩的高度也不同，觀察能量柱點(diǎn)亮的范圍，思考水位落差對(duì)水力發(fā)電效率的影響。

由顯示屏、反應(yīng)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(guò)多媒體、核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)模型以及識(shí)別感應(yīng)裝置，來(lái)展示核能的發(fā)電原理。

互動(dòng)時(shí)，參與者根據(jù)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(yīng)堆底座模型上，檢測(cè)裝置識(shí)別后，多媒體屏幕便講解該模型的名稱(chēng)、作用。參與者完整地拼裝好反應(yīng)堆后，屏幕中會(huì)播放核能發(fā)電的過(guò)程，并講解燃燒 1 千克鈾-235 的發(fā)電量，讓觀眾了解核電廠(chǎng)組成及核電廠(chǎng)工作過(guò)程。

有興趣的朋友，歡迎來(lái)中國(guó)科技館參觀，探究各種能源的奧秘吧！

（本欄目合作單位：中國(guó)科學(xué)技術(shù)館）