电能能否被储存物理学解释电流的实质是什么？

电能能否被储存物理学解释电流的实质是什么？

在现代生活中，我们的生活离不开电。 无论是照明、电脑工作，还是休闲娱乐，电能似乎已经成为我们仅次于水的第二大生活来源。

产生电能需要利用其他资源进行转换，比如我们熟悉的火力发电、水力发电、风力发电等，其中火力发电也是电能的主要来源。 转换后的电能将通过供电局分配供给各家各户。

电力和水能几乎一直持续供应。 当不使用水时，我们可以通过水阀将其堵住，然后未使用的水会通过一些存储通道积累起来以供下次使用。

我们将电能通过其他能量形式转换。 如果没有用完，会消失吗？ 如果消失了，就会造成巨大的浪费，提倡节约用电甚至失去意义。 那么供电局每天供应这么多的电量，没有用完的电都去哪儿了呢？

电能可以储存吗？

物理学解释了电流产生的过程：电流的本质是电路中正负电子的同时运动。 这意味着只有当我们需要用电时，将设备连接到电源才会产生电流。 如果设备停止工作，电流就会消失。 在这种情况下，很难在空间中储存电能。

难道就不能储存电能吗？ 答案当然是否定的。 生活中常见的移动电源、各类干电池、充电电池都证明了这一点。

蓄电设备

干电池一般用在一些耗电量比较小的电器上，比如遥控器、手表等，电量用完后只能丢弃。 干电池分为正极和负极。 正极由内部石墨和外部铜帽组成。 内部石磨棒被碳和二氧化锰的混合物包围； 负极由锌筒组成。

正负极之间有一层长纤维纸隔开。 这层纤维纸可以穿透离子。 这层纸外面是氯化铵作为电解质溶液。 最后，使用蜡和油漆来密封电池。

干电池之所以能放电，是因为电池负极中的锌比正极中的铜化学活泼，所以锌很容易失去电子，铜很容易获得电子，从而形成电流电池内部。

充电电池比较常见，手机、电脑、电瓶车、电动车等都离不开它。 由于可以通过充电反复使用，因此寿命和存储容量一般较高。

可充电电池主要有五种类型：锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池和铅酸电池。 其中锂电池应该算是最好的，但是根据应用场合不同，所使用的电池种类也有所不同。

这类充电电池的充放电原理类似，都是将化学能转化为电能。 以锌铜原电池的放电过程为例，负极主要通过锌的氧化反应获得电子，变成锌离子，正极的氢离子发生还原反应失去电子，变成氢气。 正负极的逆过程就是充电过程。

该移动电源与前两种蓄电设备略有不同。 移动电源本身不能直接当电池使用，但可以给其他电源充电，类似于移动电站。 但它无法发电，实际使用仍是提前储备电力。 移动电源包含三个重要配件：充电电池、控制电路板和电子线。

移动电源内置的电池主要是普通锂电池或锂聚化合物，因此其充放电原理与电池相同，但其他配件的加入改变了其具体用途。

据统计数据显示，2019年，我国全社会用电量达到72255亿千瓦时，而且这一数据每年都会有不同程度的增长。 虽然可以举出一些电能储存的例子，但这些电池所能容纳的电量从供电局的角度来看只是杯水车薪。 依靠这种方法来储存电力几乎是不可能的。 由于电力无法大规模储存，因此必须从根源上解决问题：控制电力供应。

电力系统的自调节

我所说的控制电力并不是指估算每天转换多少电，而是指我们需要使用多少电，以及系统将为我们生产多少电。

我国大部分地区，除西电东送工程进入电网后采用特高压直流输电技术外，其余电网在发电、输配电过程中均采用交流电，能量消耗。

为了保证各环节能够正常互动，我国规定交流电的频率统一为50赫兹，使接入电网的发动机保持相同的运行节奏。 如果发生这种情况会发生什么？

使用一组灯泡进行比较。 当多人同时用电时，电压降低，灯泡变暗； 否则，灯泡会变得更亮。 这是一个比较危险的情况。 功耗的降低导致发电机的转速增加。 如果电网没有配备保护装置，所连接的设备将在高压环境下运行。

为此，电力系统本身有一套调节机制。 电网有专门负责调频的控制单元。 为了适应系统频率的变化，分为一次调频和二次调频。

一级调频不需要人为控制。 它由单位自发控制。 其特点是调节速度快、精度高，但调节范围也比较小。

二级调频是在电网系统的控制下，由专门单位进行的。 它根据实时电力需求调整运行计划。

我国目前主要采用自动调频技术。 自动装置随着系统频率的变化自动增加或减少发电机的发电出力，保持系统频率在较小范围内波动。

每年三月的最后一个星期六是世界节能日。 这一天，晚上8点30分至9点30分停电一小时。 在此期间，全国用电量将大幅下降。 。 此外，近年来，全球节能减排的呼声导致部分用电量逐渐减少。 面对这样的情况，平准机组会立即做出反应，降低负荷，维持电网正常电压和频率。

发展大容量电力储存

了解了供电局的一系列运行原理后，其实无论控制得多么精确，都不可避免地会造成部分电力的损失和浪费。 随着时间的推移，这是一笔相当可观的钱。 与欧洲一些国家相比，他们的灵活供电占比高达34%，而我国还不到6%。

目前，其实已经有一些可以储存电能的方法，比如抽水蓄能，这是迄今为止最常见的储能系统。 其原理是将低洼水库的水引入高洼水库，通过储存势能间接达到储存电能的效果。 转化率约为四分之三。

然而，这样的抽水蓄能电站不能随意建造。 还需要综合考虑地形和选址，定期规划建设。 不仅需要高投资，而且消耗高能源。

此外，我国也在研究电化学储能的应用。 已经取得进展并成功通过。 这种储能方式不仅持续时间更长，而且生产成本低，对环境无污染。

总结

当然，虽然电源浪费问题无法彻底解决，但国家也在努力通过一些措施减少这种浪费，相关科研人员也在努力寻找新的方法。

看来在供电方面我们帮不了什么忙。 毕竟地球的资源是有限的，但是在使用电的时候，我们还是可以尽自己的一份力量，为环境做出一点贡献。