在英国约克郡德拉克斯发电厂的大厅里，有六台巨大的机器，它们拥有很大的旋转动力。每一个都相当于2,800辆汽车的重量，由28个较小的部件组成。这些机器在一分钟内旋转约3,000次。如果你触摸其中一个的蓝色金属，你就能感觉到整个身体的振动。大厅的地板发出嗡嗡的声音，就像一个低沉的音符，让你脚发麻。这些机器被称为涡轮机，依靠上方悬挂的大型锅炉产生的强大蒸汽来工作。尽管锅炉的隔热效果非常好，但即使在20步之外，您仍然可以感受到它们产生的高温，其温度超过1,100°c(2,000°f)。长期以来，德拉克斯发电厂使用煤炭来发电，每天都有数吨煤炭被变成粉末投入火中。
当今，随着当前趋势，drax的大多数锅炉已转为燃烧生物质。这一变化与全球向可再生能源转变的趋势是一致的。尽管人们普遍认为消除发电中的化石燃料，是解决温室气体中排放的重要一步，但这并不是唯一需要的步骤。这种转变的好处是显而易见的：电力是全球主要能源；非化石燃料能源有许多可供的选择；例如推广电动汽车、热泵和类似技术的使用，对于增加电力在总体能源消耗中的比例似乎可行的。
选择放弃矿山和油田来换取阳光和空气的能源，不仅是解决气候问题的积极方法，而且还通过减少材料的使用让人类向前迈进了一步，就像历史上的向电气化过渡。通过涡轮机的巨大动力的方法将逐渐过时。然而，虽然使用静止的太阳能和风力发电可能看起来无缝且具有科技感，但向消费者提供千兆瓦电力的任务将继续依赖于能量转换的过程。
在德拉克斯设施内，能量经历一系列的变化，它从燃料到火焰，然后到蒸汽，最后是旋转动力。然而，为了服务于外面广阔的世界，最后一次的动力转变是必须的。涡轮机的驱动轴带动强磁体运动，磁体被铜线包裹，形成发电机。当这些磁铁旋转的时候，它们的磁极来回移动，让发电机电线内部电子移动而产生磁场。这种相互作用让这些电子充满能量。这种电磁连接转换成涡轮机的动能，与高压蒸汽动能的速率相匹配。因此，连接到发电机的电路内的任何东西都可以获取这种能量。
对于德拉克斯来说，这条电路就是英国的国家电网。该国几乎每个插座都提供50hz的交流电电源，这是drax和其他发电厂统一标准的表现。它的主干线将为其供电的旋**电机和所有插入其中的设备结合成一台巨大的机器。。在干线电力的早期，客户由工厂专用的发电机或附近的单个发电站供电。但集中资源的优势很快就显现出来。发电机频率同步至50hz，以便高压线路可以合并来自不同发电站的电流。由于高电压对消费者不利，变压器被开发出来，以将这些高电压降低到较低的家用电压。然后熟悉的塔架和装有变压器的变电站随即开始出现。
这些基础设施使电力**看起来稳定，是工业和家用的一部分。奇怪的是，网格是非物质性的并且高度动态。由于电力系统的一个基本设施，其条件会不断变化：**必须实时匹配需求。在任何给定时间，从电网中获取的电量必须与输入的电量相匹配。洗衣机、电灯、智能扬声器、空调等所有的电量监视器、烤箱和现代生活的所有其他设施必须与产生的量相同。这意味着，作为一台电磁传动系统，其中一端发电，另一端消费，电网处于恒定的通量中。因此它需要持续的监控，以免出现不平衡而导致其崩溃。
这种复杂性使得增加网格的大小成为一项具有挑战性的任务。但这些好处被认为是值得的。一百万用户的使用规模在统计上是可行的，而单个家庭内的使用模式则不然。更大、更高效的发电机可以满足可**的需求。更大的网络允许更大的负载。正是电网模式得以实现，从而使飞机的制造达到了新的规模，使美国成为第二次世界大战的“民主军火库”。它们也使得在一代人中实现规模经济和地理经济。到了20世纪60年代，建造像drax这样的庞然大物并将其电力分布到全国各地是有意义的。
此时此刻，必须进行变革性改变。目前，62%的电力来自化石燃料，这一比例需要大幅减少，最好减少到接近于零。大部分替代能源将来自具有成本效益的风能和太阳能，这一转变给电网管理人员带来了重大挑战。这种情况需要建立大量的供电线路，这也带来了一系列挑战。与蒸汽轮机相比，可再生能源装置产生的电力通常较少，这增加了复杂性。因此，每单位容量需要更多线路，从而加剧了当前任务的难度。
除了添加大量新线路之外，网络还必须改变形状。最适合大量生产可再生能源的地方往往不是发电集中的地方。因此需要新的传输线。由于网络是复杂的结构，当网络的某些部分变得拥挤时，其中一些的扩展将需要在其他地方进行补偿性更改。。可再生能源也是间歇性的。减轻这个问题的一个明显方法是扩大电网，以便它们能够在更大的区域获得可再生资源。不过，即使做到了这一点，可再生能源发挥重要作用的电网也将需要连接大量新能源存储设备。有些设备将位于可再生能源旁边；在技术没有达到的情况下，这会使事情变得更加复杂。为了缓解存储挑战，电网还需要访问需求管理系统，通过该系统可以减少各种不同时间的需求。
最后，当今控制和平衡电网的各种方式在物理上依据于蒸汽轮机发电的方式。他们需要重新考虑。从长远来看，这是一个使系统更便宜、更可靠的机会。从短期来看，这需要更多的投资。在某些市场中，一定程度的去中心化是不可避免的，而且往往会受到欢迎。目前，大约有10亿人无法获得电力，其中大部分生活在非洲。本地可再生能源可以比电网连接更快地为他们带来一些优势。但我们有充分的理由认为，现代电网长距离输送大量能源将为更多需要的人带来更多能源。
假设能源确实可以供给电网，那么一个根本性的问题就出现了：新能源能否有效并网？将新资源整合到电网的过程既存在技术挑战，也存在因监管问题、投机、政治考虑和公众**而导致的潜在延误。当我们深入研究当前问题的复杂性时，解决这一挑战成为主要焦点。
随着气候变化影响，帮助非洲养活自己的时间已经不多了
鉴于气候变化的无情影响，干旱和洪涝在非洲的频率和强度都有所增加，世界人口膨胀，帮助非洲养活自己的时间已经不多了。非洲是世界上最贫穷和饥饿的地区之一，也是最容易受到气候变化影响的地区之一。根据联合国的 到年，非洲的人口将从目前的亿增加到亿，而粮食需求将增加一倍。然而，非洲的农业生产却远远落后于其他地区...
全球气候持续变暖的影响 气温再升高2 ，地球的14变沙漠！
全球气候变暖 拯救我们的家园。随着环境的日益破坏，全球气候变暖已经成为了一个普遍现象。这种现象不仅造成了一系列的恶劣影响，如降水不均 冰川和冻土消融 海平面上升等，还危害到了自然生态系统的平衡，威胁到了人类的生存。据科学家的研究表明，全球气温若进一步升高摄氏度，地球超过四分之一的土地，即亿多人口的家...
地理气候小百科01 全球变暖，暖流涌动，我们的未来在哪里？
今天，我们将 一个备受关注的问题 全球变暖。那么，全球变暖到底是什么？为什么我们需要关注它呢？让我们一起探索这个深刻的议题。全球变暖指的是地球的平均气温升高。在过去的一个世纪里，地球的平均温度上升了约 看似微小，但其影响却是深远的。全球变暖导致了极地冰川的融化 海平面上升 气候变化等问题，对地球生态...