发电乐园

腰正君

自从钻木取火点燃了人类的文明之光，能源就一直伴随着人类不断向前发展。火力发电、太阳能发电、风力发电、水力发电以及核能发电是目前我国主流的能源利用方式，由于新能源还无法完全替代传统能源，协同发展各种能源是现实之路。

火力发电是利用煤、石油和天然气等燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种方式。它是目前世界上最主流的发电方式，占发电总量的60% 以上。

太阳能光伏发电是利用太阳电池将太阳光能转化为电能；风力发电是把风的动能转为电能；水力发电是将水能转换为电能，核能是原子核结构发生变化时所释放出的能量。

中国科技馆能源展厅“发电乐园”展品展示了五种我国目前主流能源的发电原理。比如，它通过横向对比让观众看到1 千克铀-235 的发电量相当于2700 吨标准煤的发电量；通过五种能源的纵向对比，让大家了解它们发电效率的主要影响因素。

该展品由火力发电、太阳能发电、风力发电、水力发电、核能发电五组机电互动模型、灯光系统、展台组成。

由火力发电站原理模型（汽轮机、发电机、冷却塔、凝汽器、烟囱、除尘器等）、3 个煤炭模型、燃烧室、收纳槽组成。观众可以选择不同大小的煤炭模型放入燃烧室中，触发火力发电的过程；通过观察能量柱点亮范围，思考火力发电与煤炭消耗量的关系。

由太阳能电池板、太阳灯光、轨道、乌云模型、转盘、转轮、保护罩组成。通过设置“太阳”“乌云”两个位置变量，来展示光伏发电的原理和受天气影响的情况。

互动时，观众转动转轮改变太阳、乌云模型位置，触发太阳能发电过程。通过观察能量柱点亮范围，思考太阳能光伏发电强度与太阳照射方向、天气情况的关系。

由风机、风力发电场模型、风车模型、按钮、推杆、保护罩组成。通过草地、小风车、风机等模拟风电场，设置“年平均风速”这一变量，展示风力发电的原理。

互动时，观众按下按钮启动风机，并推动推杆调节风力大小，触发风力发电过程。通过观察能量柱点亮的范围，思考风力大小对风力发电强度的影响。

由山体模型、大坝模型、投影机及多媒体系统组成。通过设置河道模型和投影机背投画面，来模拟在河道建设大坝的水力发电原理。

互动时，参与者将大坝模型放置在河道不同位置，河道侧面通过投影画面呈现水位上升的高度，触发水力发电过程。根据峡谷高度不同，大坝的高度也不同，观察能量柱点亮的范围，思考水位落差对水力发电效率的影响。

由显示屏、反应堆底座模型、堆芯模型、安全壳模型、压力容器模型、收纳槽组成，通过多媒体、核反应堆结构模型以及识别感应装置，来展示核能的发电原理。

互动时，参与者根据屏幕提示，分别将堆芯模型、安全壳模型、压力容器模型摆放到核电站反应堆底座模型上，检测装置识别后，多媒体屏幕便讲解该模型的名称、作用。参与者完整地拼装好反应堆后，屏幕中会播放核能发电的过程，并讲解燃烧 1 千克铀-235 的发电量，让观众了解核电厂组成及核电厂工作过程。

有兴趣的朋友，欢迎来中国科技馆参观，探究各种能源的奥秘吧！

（本栏目合作单位：中国科学技术馆）