科学|用电量时高时低，发电量时多时少，多余的电是不是浪费了？
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电能是现代社会所不可缺少的重要能源 ， 然而我们每天所使用的电并不是自然产生的 ， 而是通过电厂发电而获得的 。
然而一座城市每天、每时、每刻所消耗的电量都是不同的 ， 而电厂的发电量不可能跟随用电量而实时变化 ， 那么发电量和用电量是如何相匹配的呢？电厂多发出来的电是不是就浪费了呢？
事实上现在的电力系统还真的就是在尽力保证让发电量与用电量相匹配 ， 在电力系统中有一个部门叫做电力调度 ， 电力调度主要负责两个方面的工作 ， 一个叫做预先规划 。 何为预先规划呢？就是通过数据进行分析 ， 比如城市中是否有举办大型活动 ， 天气是否过于闷热等等 ， 将这些与用电量相关的因素进行总结 ， 提前对用电量有一个判断 ， 然后再根据用电量来决定发电量 。
俗话说 ， 计划赶不上变化 ， 想要单单靠预先规划来实现用电与发电的平衡是不可能实现的 ， 于是就需要在实际的发电过程中进行动态调节 ， 这就是电力调度部门另一个方面的工作了 。
依靠预先规划与动态调节 ， 可以在一定程度上实现用电量与发电量的平衡 ， 但这种平衡极不完美 。 首先 ， 用电量的变化具有不可预测的随机性 ， 其次 ， 并不是所有的发电方式都能够对发电量进行有效的控制 。 最早所使用的火力发电是最容易实现控制的 ， 但众所周知 ， 火力发电具有诸多弊端 ， 一是会消耗大量的不可再生能源 ， 成本较高 ， 二是会带来严重的空气污染 。 而在火力发电之外 ， 还有着很多清洁而高效的发电方式 ， 比如水电站或者风力发电站 ， 然而不管是水电站还是风电站 ， 都属于看天吃饭 。
水电站的发电量呈现明显的周期性 ， 这主要是因为发电水源地存在着丰水期和枯水期 ， 而风力的大小更是人力所不能控制的 ， 所以风力发电站的发电量更难以掌控 。
一方面是用电量时高时低 ， 另一方面是发电量时多时少 ， 所以发出多余的电就在所难免了 ， 那么多余的电到哪里去了呢？多余的电会进入到备用负荷之中 ， 所谓的备用负荷实际上就是一种消耗电能的设备 ， 专门用来浪费多余的电力 。 既然发出多余的电是在所难免的 ， 而电厂的发电量又是难以控制的 ， 为什么不能将多余的电储存起来 ， 等到需要的时候再使用呢？说到存储电力 ， 我们马上就会想到电池 ， 因为在我们的身边 ， 电池是唯一可以储存电力的装置 ， 而电厂所发出的电对于电池而言 ， 太过巨大了 。
假设我们使用锂电池来储存电厂发出的多余电力 ， 那么制造这些锂电池设备所消耗的成本可能比储存电力所能够节约的成本更加巨大 。
不过要想将多余的电力储存起来也并非全无办法 ， 只不过我们需要将电能进行一下转化 。 生活中所使用的电池是将电能以化学能的形式进行存储 ， 而要想储存电厂所发出的巨大电能 ， 靠化学能是不行的 ， 我们需要将其转化为其它形式的能 ， 比如重力势能 。
举例而言吧 ， 水电站可以用多余的电能给抽水装置供电 ， 然而抽水装置将水抽到高处储存起来 ， 此时电厂所发出的多余电能就以高处蓄水的形式转化为了重力势能 ， 当用电高峰和枯水期来临的时候 ， 水电站就可以将这些高处的蓄水释放出来进行再次发电 ， 而这种拥有抽水蓄能装置的发电站就被称为抽水蓄能电站 。
其实抽水蓄能电站早已有之 ， 其最早出现于19世纪末 。
抽水蓄能电站表面上看起来很好 ， 但在实际应用中面临着很多困难 ， 而最主要的困难就在于不是哪里都能建 。 抽水蓄能电站占地面积巨大 ， 因为需要一个大水库来蓄水 ， 而光有一个大水库还不行 ， 还得要有高低落差 ， 因为蓄水库中的水释放出来用于发电 ， 所释放出来的水要流到地处的另一个水库之中 ， 仅此一点限制就决定了抽水蓄能电站具有很大的局限性 ， 它通常会与用电地相距甚远 。
【科学|用电量时高时低，发电量时多时少，多余的电是不是浪费了？】不过抽水蓄能电站给了我们一种很好的思路 ， 我们可以通过其它形式将电能转化为重力势能储存起来 ， 比如可以建造如过山车一样的装置 ， 利用多余电力将过山车推导轨道顶端 ， 然后在需要发电时让过山车从轨道顶端滑落 ， 当然这只是一个例子 ， 具体如何将多余的电能进行有效的存储 ， 还要依赖未来科研人员的努力 。
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