节约用电

电能是经过一次能源转换而成的二次能源，转换的效率很低，一般火力发电的能源利用效率只有 20～40％，其代价十分昂贵。发展电力工业，不管用非再生能源还是再生能源，都会对环境造成污染，并在一定程度上影响生态平衡，代价很高，因而世界各国都对节电问题十分重视。由于我国的电力供应长期不能满足工农业迅速发展的要求，节约用电具有巨大的经济和社会效益。

电力系统电能损失的构成：

电力系统由发电、输电和配电三个环节组成，每个环节都有电能损失，电力系统的电能损失是上述三个环节损失的总和。电力系统的总损耗高达25～34％，这是一个相当可观的数字。其中发电损耗和输配电损耗是电力部门可以控制的，如电力部门已经要求把输电损耗降至 7.8％以下，而 12～14

％的用电损耗则应该由用户控制。

主要节电措施大致有以下几种：

①降低线路损耗。

线路损耗和线路电阻的一次方及所传输的电流的平方成正比，电阻和电流越小，则线损越小。缩短动力线的传输距离，增大导线的截面，可以减小线路电阻；在传输功率不变的条件下，提高输电线路的电压等级可以减小传输电流。我国很多城市配电网及农村配电网在电压等级的选择、变压器的布点、配电线路的走经和导线选择方面均存在不少问题。近几年城网改造引起了供电部门的高度重视，有的城市已经取得了明显成效。农网和用电大户厂内用电系统量大面广，应当引起关注。

说起降低线路损耗，我们不能不提一下超导技术。

电是依靠导体来传送的，所有的金属都能导电，但实际用来作导线的只有铜、铝、铁等为数不多的金属。另外，电解液以及电离状态的空气也能导电。由于电阻的存在，电在导体内流通会产生损耗，引起发热，这就限制了导体通电的能力。

1911 年初，有人在-269℃的环境温度下，测量汞的电阻值时，发现电阻

指示值为零，当时还以为测量仪表发生了故障，但经各种仪表校核，确证汞确实消失了电阻。以后人们又陆续地发现一些金属在一定的温度下，电阻也会突然消失。金属电阻完全消失这一特殊现象，称为超导电性，具有超导电性的金属、合金和化合物为超导体。80 年代中期以来，超导的研究进展得相当快，许多国家都集中人力、投入重金，力争在超导研究的国际竞争中取胜，超导成了科技界的热门话题。

超导技术的应用将使电力工业产生根本性的变革。利用常规导线作为输电线，电能的损耗极为严重，为了提高送电效率，只能向超高压输电方向发展，但损耗仍然很大。由于超导体几乎可以无损耗地输送直流电，而且目前对超导材料的研究已经可以使交流电损耗降到很低的水平，所以利用超导体制作的电缆将节省大量能源，而且可以实现远距离送电，建设跨国、跨洲的大电网。

目前，电力生产只能是需要多少生产多少，无法储存，超导体的出现将解决这一难题。由于超导体能使电流无限通过，因此利用超导体制成线圈可以大量储存电能。这种储能装置既可以用作特殊电源，也可似用来调节电力系统的负荷，以充分利用发电设备。

超导材料还可用于电机制造。普通发电机由于各种限制，单机最大输出功率不能超过 150 万千瓦，而超导材料由于无电阻而且载流能力大，用来制造电机可使功率损失减少到普通发电机的一半以下，并能简化普通发电机庞大而复杂的冷却系统。

超导技术的应用将会给产业界带来一场革命。超导材料可广泛应用于交通、医学、计算机、精密仪器、军事、机械制造等各个领域，对能源工业也将产生巨大冲击。人类将最终解决能源问题的希望寄托在实现核聚变，而核聚变要达到实用比，必须依靠超导体。目前国际能源机构正在组织应用超导体实现核聚变的国际合作，一旦人类掌握了这一技术，将彻底摆脱能源危机的困扰。

②合理使用变压器。

变压器中的损耗由铁损耗和铜损耗两部分组成。铁损是变压器一次侧加压时，磁通在铁芯中磁滞的涡流所致，当电压不变时为常数，与负载的大小无关，但一次电压越高，其值越大。铁损在变压器的副方开路时测量，故又称开路损失。铜损由一次侧及二次侧的电流分别通过一次及二次线圈时的电阻所致，与通过电流的平方成正比。铜损在将变压器的副方短路时测得，故又称短路损失。

为了提高变压器的效率，除了注意选择低耗变压器外，还应使其负荷系数在 0.4～0.6 的范围之内。负载太小时，铁损所占比例太大；负载太大时铜损迅速增大。

③合理使用电动机。

电动机是工业上使用最多的一种电力驱动设备，而且绝大部分为异步电动机。和变压器比较，异步电动机除了有铁损和铜损之外，因为是旋转机械，还有机械损耗。

④家用电器节能。

家用电器是一种量大面广的耗能器具，节能潜力相当可观。近 15 年来，

国外家用电器的耗电量不断下降，洗衣机平均降低 33％，电冰箱平均降低 25

％，冷冻箱平均降低 40％，热水器和电视机平均降低 70％。

近年来，我国电冰箱、洗衣机、电风扇、电视机和其它小型家用电器的社会拥有量迅速增长。按照我国 2000 年工农业总产值翻两翻、人民生活达到小康水平的战略目标，电力部门预测，届时中国城镇生活用电将占总发电量的 10％以上，城市居民基本上可以普及电视机、洗衣机和电冰箱，但大多数家庭还不能使用电炉、电灶和空调设备；全国农村基本上都能用上电，部分农村也可以用上电视机、电冰箱等家电电器。在小水电资源丰富的地区，还可以使用电炉、电灶等。根据这样的预测，并考虑到其它制约因素，我国应发展耗电不多、能有效减轻家务劳动、节省时间、改善家庭环境的节能型家用电器。

目前，有些单位研制的节能家电产品迟迟不被生产厂家所采用，除了节能产品性能上尚有不足外，在税收、价格上没有优惠也是原因之一。因此，制订家用电器节能的技术经济政策和法规是刻不容缓的。

随着家用电器用户的增多，使用中节能问题会变得越来越突出。因此，必须向广大用户普及正确使用家用电器的知识，提高节能意识。应该利用电视、广播、报刊、杂志、举办展览等宣传手段，促进家庭节能。

人类只拥有一个地球，几十亿人生活在这个星球上，每个人都对保护地球的环境负有一份不可推卸的责任。全球气温变暖、极地上空大气层的臭氧洞、酸雨以及日益增多的自然灾害是世界上所有国家都面临的严重问题，而这一切有绝大部分是由能源消耗所导致的环境污染直接或间接引起的。我们在毫无顾忌地消耗着有限的常规能源时，似乎从来没有考虑过几十年甚至几百年后，我们给子孙后代留下的是一个什么样的世界。为了给子孙后代造福，为了节约有限的常规能源，已经有不少科学家在努力探索寻求可再利用、无污染的新能源。可以这样说，探索寻求新能源是时代赋于人类的新的历史使命。

另外，从高科技方面看，高科技和高科技产业的发展已经成为经济发展的生产力、政治上的影响力、军事上的战斗力和社会发展的推动力。现在世界上各工业国家对高新技术的研究与发展，主要集中在新能源、信息技术、新材料、生物技术、工业自动化和机器人以及航天技术等领域中，而且已经取得了重大成果。而这些领域的每项成果，又可推动其他领域的发展和进步。作为现代高科技重要组成部分的新能源技术，是维持和发展社会生产和生活的物质动力源泉，与高新技术其它领域的发展密切相关。可以预见，21 世纪科技的大发展必将引发一场新的能源革命，因此，从现在起，我们应该努力探索寻求新能源，为跨入 21 世纪做好准备。

当然，我们也应该清醒地认识到，发展和应用新能源并非一蹴而就的事，它需要经过数代人的艰苦努力，并以高新的科学技术发展为基础才能取得成功。因此，可以说，探索寻求新能源是时代赋予青少年朋友们的一项重要的历史使命，唯有刻苦地学习科学文化知识，认清人类所面临的处境，才能无愧于时代，无愧于子孙后代，挑起压在双肩上的担子。希望所有的青少年朋友们能够不辱历史赋予的特殊使命，成长为掌握精深的科学技术的跨世纪人才。