電是如何被儲存的?


當然是把皮卡丘丟進瓶子里然後擰上蓋子啦~

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(預告:想聽故事的看第一節,想了解儲能的看第二節)

從某種意義上來說,在電氣時代璀璨黎明前,愚蠢的地球人確實就是這麼乾的。十七世紀中葉,德國人最先製成了摩擦起電機。直到近兩個世紀後感應起電機的發明前,這種設備一直是一種重要的獲得電荷的儀器。

對地球人而言,獲得電荷只是電磁學研究的開端。在人們了解導體與絕緣體的差別之前,他們只能無助的看著他們辛辛苦苦摩擦得到的一點點電荷消失無蹤。因此,即使摩擦起電機的發現給人們帶來了電荷,卻並不能推動靜電理論的發展。電就像一個頑皮的精靈,在起電機的摩擦中一閃而過。人們無法捕捉他,更別說拿他做實驗了。

從某種意義上來說,現在看起來具有里程碑意義的摩擦起電機在它被發明出來的最初時代里,幾乎毫無用處。地球人束手無策的看著這辛辛苦苦製造的儀器淪落成一種製造電火花的玩具。對摩擦起電機而言,這樣悲苦的日子持續了四十多年,直到荷蘭萊頓大學的穆欣布羅克教授製造出了裝皮卡丘的瓶子。

電磁學史的蠻荒時代里,無數的人都讓自己的名字因自己的發明或發現而永恆。比如變成單位的安培伏打特斯拉,變成定律的庫倫高斯法拉第。但穆欣布羅克沒能做到這一點——這個盛裝電荷的瓶子在後世的歷史中稱之為萊頓瓶,因荷蘭萊頓大學而得名。(額外說一句,萊頓大學建於1575年,明朝萬曆三年。)

最初的萊頓瓶是裝水的,但地球人很快對他進行了一些改造。從外觀上,萊頓瓶只是一個普通的玻璃瓶。但這個玻璃瓶的里外各有一層錫箔紙,緊緊的貼覆著玻璃瓶。玻璃瓶的瓶口用絕緣的蓋子蓋上,一根細細的銅鏈穿過蓋子,落入瓶中與內部的錫伯相接觸。將此物接在摩擦起電機上,地球人終於在1746年第一次將電荷裝進瓶子里。

當電荷進了瓶子,地球人就愉快的開始做起了實驗。但那個時代的實驗都帶著某種現代無法理解甚至無法想像的勇氣和娛樂精神。地球人剛拿到萊頓瓶,就跑到教堂前做了一個很有趣的電震實驗。傳說實驗者召集了七百個修道士排了三百米,然後用萊頓瓶的放電同時把這七百人電的蹦起來。再也沒有比這更逗逼的實驗了……

地球人使用萊頓瓶進行了眾多的實驗。其中甚至包括費城風箏實驗中,富蘭克林用萊頓瓶收集雷電的電能,最終證明天電地電一致這樣聽起來就嚴重違反實驗室安全規範的操作。但地球人就是這樣篳路藍縷,一點點的建立起了完整的電磁學。

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地球人將電荷和電能存儲存儲起來的技術在其後的三百多年中日新月異,各家功法相去甚遠。到目前來說,大致分成三個流派:電能直接以電磁的形式保存、電能以機械能的形式保存、電能以化學能形式保存。

以電磁形式存儲電能走的是萊頓瓶的路子。任何一個稍有電磁學基礎的人都能認出,地球人搞出的萊頓瓶,其實和他們現在教科書上的平板電容器幾乎沒有本質差別。兩塊錫箔構成平行極板,玻璃瓶構成絕緣介質。而地球人真正使用的電容器不過是將平板捲起來縮小體積罷了。以人類目前的技術水平,普通電容器通常電容在微法級別,超級電容則可以在較小的體積下達到法拉級別。超級電容充放電速度快,但是能量密度低,放電時間短,通常在電力系統中僅僅用於UPS和電能質量調節。

電磁儲能的另一類是超導儲能。如果說電容器將電能蘊藏在電場中,那麼超導儲能則是將能量藏在超導線圈的磁場中。超導儲能的功率密度比電容器略高,但高昂的成本使得應用也和電容器一樣極為狹窄。國內僅有35kJ低溫超導樣機。

機械能儲能的主要思路是將電能先轉換為某種形式的機械能,用的時候再轉換為電能。最廣為人知的就是抽水電站。當電力系統中發電過剩的時候,抽水電站用電能將低處的水抽取到高處,將電能轉換為水的重力勢能。等到電力緊張時再打開水閘讓水流下衝擊水輪機發電。這一來一回的損耗使得抽水儲能的效率遠比電磁儲能為低,但是一旦尋到合適的地址建造抽水電站,儲能的容量要遠遠高過電磁儲能。國內最大的抽水電站可達到2400MW,調頻調峰,系統備用都可以。與抽水相類似的,壓縮空氣則是用電能將空氣壓縮後注入地下氣穴,需要電的時候再用高壓空氣推動發電機。國內目前沒有相關工程。

機械儲能的另一個應用則是飛輪儲能。核聚變的點火需要巨大的瞬時電功率,如果直接把點火裝置接在電網上會影響整個電網的運行。為了解決這種需要巨大瞬時功率的場合,飛輪是最好的選擇。飛輪可以再電能的驅動下以極高的速度旋轉,當飛輪被加速到足夠的速度時,斷開與電力系統的聯結,將飛輪的動能再極短時間內轉化為電能加以利用。這是一種功率密度極高的儲能方法,但缺電也很明顯——能量密度太低。飛輪的能量對應著轉速,而轉速對應著離心力。如果在旋轉中飛輪破裂飛出去一塊後果不堪設想。故而飛輪儲能多用於各種實驗室中。

將電能以化學能的形式存儲時生活中最常見的方式。這個時代的人可能十年見不到蠟燭,但絕不可能十年見不到電池。電池的原理並不複雜,但電池的種類眾多。鋰電池以極高的能量密度常見於電子產品。鉛酸電池價格低廉,但深度充放電時壽命較短。國內有40MW的示範工程,可用於抑制功率波動和系統黑啟動。液流電池能量密度較低,應用較少。相比之下,鈉硫電池稍好一些,可運用於電力系統的旋轉備用和抑制功率波動,但生產成本和安全性都值得關注。

從三百多年前地球人用瓶子裝電荷到現在地球人用五花八門千奇百怪的方式存儲巨大數量的電能,其間的故事是屬於地球人自己的史詩。但現在不是這史詩的落幕而是新的開篇。同三百年前的故事一樣,萊頓瓶的誕生將摩擦起電機從製造電火花的玩具變成了開啟電氣時代的鑰匙,而今天,儲能技術也會讓新能源技術真正經得起工程現實的考量。一個綠色電力的新時代就在不遠處。

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最後給大叔 @弗雷劉 打個廣告,儲能方面的大咖,簡直棒呆。


儲存電在於儲存電能,並且還要能方便地轉化回電能。
電池是轉化為化學能,充電時是一個電解反應,電能轉化為化學能;放電時化學能轉化回電能。這個是比較普遍的儲存方法。
電容儲存電場能,可以由E=int_{U_{1}}^{U_{2}}UdQ  計算出,其實就是對電路中電荷做功。
電網也會把多餘的電能存起來,比如抽水電站:負荷小時抽水到高出,儲存為重力勢能。負荷大時放水,推動發電機發電。
另外電能還有各種儲存方式,比如轉化為磁場能,等等等


電能不能儲存。充電電池是儲存的化學能,電容儲存的是電場能,抽水電站儲存的是重力勢能,等等。
如果回答你的問題,那麼最恰當的答案是「電能是轉化為其他形式的能量儲存的。」


可以用電容器臨時儲存電能,也可以轉化為其他形式的能量儲存:最常見的是例子是電池。電力網路可以利用蓄水池儲存多餘的電能,但是現在一般負載都是和發電量匹配好的。


平時城市裡電網上的電是不儲存的呦~

用多少電廠就發多少,隨發隨用!


@渣神這個人很厲害,他知道


電能作為純粹的場能,可以存儲在電容中,正負電荷分開聚集在電容的兩極,形成電場,能量密度為0.5?epi?E^2。
當然也可以通過轉換成其他形式的能量存儲,需要應用時再轉換為電能使用。
可以變為電池的化學能,水庫的勢能,再高頻開關電源中可以轉為磁場能量存儲在磁芯中,現代高溫超導技術可以實現磁能的低損存儲,也是存儲電能的形式。
轉換為其他形式的能量形式存儲電能需要考慮轉化效率,當然各種能量的存儲都會在不同的環境下隨時間流逝的損失速度不同,這也是存儲能量需要考慮的。


(http://www.eia.gov/todayinenergy/images/2011.12.14/ElectricityStorage.png)

如上圖,電能儲存的方式有:
1. 電池
2. 電容器;
3. 抽水儲能;
4. 壓縮空氣儲能;
5. 飛輪。


請教個問題?如果室溫超導體發現了,它會不會比鋰電池儲存更多的電能?


電是不能被存儲的吧這就好像在問白色如何被存儲一樣。
電能,電荷可以被存儲。


每到夜深人靜、萬籟俱靜的時候
我習慣性的掏出了左胸前的旺旺雪餅

凝神片刻後,撕開包裝袋,盯著桌面某雷的電影存儲界面

深吸了一口氣,點擊了按鈕

瞥了一眼隱隱發腫的左臂
「是時候存儲電影了嗎?」我自言自語道

真是可悲啊,電影存儲可不是能輕易辦到的啊!

因為需要隨時得保持警惕,提防那股藏於丹田的力量噴涌而出

它在渴求、在咆哮、在期待著降臨於世

這股力量是強大且很難操控的

要知道,儲存電影就勢必要和這股力量作鬥爭

如果在存儲電影的途中,身體被這股力量掌控的話

往往會陷入身體虛弱、意識恍惚的狀態

通常我們業內人士稱之為 賢者時間

為了存儲電影、探尋電影的真實意義,我願意受這股力量的驅使和奴役

響應我主之號召,匍匐於你!漆黑中的真銀白劍

拔劍吧諸君


看完了很多回答,但好像沒人回答很正確的。剛上完電工電子課,對這個問題,老師課上給了解釋,我搬過來回答一波。
夜間電網依舊供電,但是白天用電量大,晚上用電量小,發電廠調整發電功率需要一定的時間才能真正調回來,就比如晚上用電量小的時候把發電功率調低,等真正降低也已經是白天了,所以,調整發電功率是不現實的。那晚上多出來的電能怎麼儲存呢?
一種是超大電容,能儲存很小很小一部分電量。
第二種是超大的蓄電池,但儲存量也是很小很小很小。
目前絕大部分是在夜間把多出來的電能用來抽水,把水抽到山上,在山上建造人工蓄水池,白天再把水放出來發電。
還有一種是鑿山洞,用電能,將空氣壓縮進山洞裡,白天再放出來發電。
目前並沒有很好的儲存很多很多很多電的方法。這也算是正在研究過程中的一個課題。


不用電就是最好的存儲方法


1,通過能量轉換的形式存儲,比如抽水蓄能水電站 2.通過電容器存儲


轉化成其他能量


電能儲存的是電勢。除了化學能,機械能外,電容可算是儲存電能的最直接辦法。


1.可以用電容器臨時儲存電能,電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,在直流電路中,電容器是相當於斷路的。儲能型電容器通過整流器收集電荷,並將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40~450VDC、電容值在220~150 000μF 之間的鋁電解電容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是較為常用的。根據不同的電源要求,器件有時會採用串聯、並聯或其組合的形式, 對於功率級超過10KW 的電源,通常採用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
2.電池指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或複合容器的部分空間。在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。


電池是把電能轉化成化學能;
蓄能電站是把水抽到高處,需要電時再用水發電,把電能轉化能重力勢能;
大型發電廠的電直接用高壓線穿出來,一般不保存


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