新能源技術PPT課件

1、制作者：孫彬彬制作者：孫彬彬 宋丹丹宋丹丹 新能源是近幾十年來人類采用新技術開發(fā)的新能源是近幾十年來人類采用新技術開發(fā)的可再生能源。新能源的開發(fā)和利用將從根本上解可再生能源。新能源的開發(fā)和利用將從根本上解決能源問題。決能源問題。如：原子核能、太陽能、風能、地熱能、如：原子核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能和氫能等。海洋能、生物質能和氫能等。 新能源的開發(fā)和利用，雖短期成本較高，長期新能源的開發(fā)和利用，雖短期成本較高，長期將占優(yōu)勢，能大量節(jié)省能源，大幅減少污染，提高將占優(yōu)勢，能大量節(jié)省能源，大幅減少污染，提高人民生活的質量，獲得顯著的經濟和環(huán)保效益。人民生活的質量，獲得顯著的經濟和環(huán)保

2、效益。 新能源能再生，對環(huán)境影響小，但對開發(fā)的新能源能再生，對環(huán)境影響小，但對開發(fā)的技術要求高。技術要求高。v美國：風能首當其沖美國：風能首當其沖 v日本：太陽能鋪就新能源路日本：太陽能鋪就新能源路 v英國：風能核能并舉英國：風能核能并舉 v丹麥：靠風丹麥：靠風“驅動驅動”的國家的國家 v芬蘭：生物能源獨辟蹊徑芬蘭：生物能源獨辟蹊徑 v冰島：利用地熱不再依賴石油冰島：利用地熱不再依賴石油 v挪威：借風發(fā)展挪威：借風發(fā)展“氫經濟氫經濟” 一、原子核能一、原子核能 二、太陽能二、太陽能三、風能三、風能四、氫能四、氫能五、海洋能五、海洋能六、地熱能六、地熱能七、生物質能七、生物質能一、原子核能一、原

3、子核能1 1、原子核能、原子核能 原子核能是原子核結構發(fā)生變化時釋放出的能量，習慣上稱原子核能是原子核結構發(fā)生變化時釋放出的能量，習慣上稱作作核能核能或或原子能原子能。 原子核的變化過程有兩種：一種是自發(fā)的變化過程，叫放射原子核的變化過程有兩種：一種是自發(fā)的變化過程，叫放射性銳變。地球上由放射性銳變釋放的原子核能在地球內部可以性銳變。地球上由放射性銳變釋放的原子核能在地球內部可以轉變?yōu)榈責帷Ａ硪环N是人工制造的變化過程，叫核反應。轉變?yōu)榈責?。另一種是人工制造的變化過程，叫核反應。 核反應是原子核與原子核或原子核與基本粒子相互作用時釋核反應是原子核與原子核或原子核與基本粒子相互作用時釋放的能量的過

4、程。核反應有兩種：放的能量的過程。核反應有兩種：一是核裂變反應，是重元素的原子核發(fā)生分裂的反應。一是核裂變反應，是重元素的原子核發(fā)生分裂的反應。二是核聚變反應，是氫元素的原子核發(fā)生聚合的反應。二是核聚變反應，是氫元素的原子核發(fā)生聚合的反應。這兩種反應所釋放出來的巨大能量在原子彈爆炸和氫彈爆炸中這兩種反應所釋放出來的巨大能量在原子彈爆炸和氫彈爆炸中得到了證明。得到了證明。 2 2、原子核能的利用、原子核能的利用（1 1）原子彈）原子彈 原子彈中的核燃料是高濃縮鈾（濃度達原子彈中的核燃料是高濃縮鈾（濃度達93%93%）或钚。將彈）或钚。將彈殼內鈾塊（或钚塊）分成各自低于臨界質量的兩部分，但總殼內鈾

5、塊（或钚塊）分成各自低于臨界質量的兩部分，但總質量超過臨界質量。原子彈爆炸時，首先引爆裝在鈾燃料外質量超過臨界質量。原子彈爆炸時，首先引爆裝在鈾燃料外部的普通部的普通TNTTNT炸藥層，其沖擊力會把兩塊鈾炸藥層，其沖擊力會把兩塊鈾235235壓聚在一起，壓聚在一起，超過臨界質量的鈾塊立即會產生雪崩似的鏈式反應，即發(fā)生超過臨界質量的鈾塊立即會產生雪崩似的鏈式反應，即發(fā)生核爆炸。（核爆炸。（原理圖原理圖）（2 2）核電站）核電站 核電站是利用原子核裂變反應放出的核能來發(fā)電的裝置。核電站是利用原子核裂變反應放出的核能來發(fā)電的裝置。核電站主要由兩部分組成。一部分是反應裝置及冷卻裝置，核電站主要由兩部分

6、組成。一部分是反應裝置及冷卻裝置，其核心為一個反應堆，是維持和控制核裂變反應的裝置，在其核心為一個反應堆，是維持和控制核裂變反應的裝置，在內部實現(xiàn)核能轉換為為熱能。釋放出的熱能由一回路系統(tǒng)冷內部實現(xiàn)核能轉換為為熱能。釋放出的熱能由一回路系統(tǒng)冷卻劑帶出，用以產生蒸汽。整個閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應卻劑帶出，用以產生蒸汽。整個閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應系統(tǒng)，也叫核島，相當于常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。另一部分系統(tǒng)，也叫核島，相當于常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。另一部分由蒸汽驅動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回系統(tǒng)，與常規(guī)火電由蒸汽驅動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回系統(tǒng)，與常規(guī)火電廠的汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)基本相同，也稱作常規(guī)島。（

7、廠的汽輪機發(fā)電機系統(tǒng)基本相同，也稱作常規(guī)島。（原理圖原理圖） 3 3、原子核能的價值、原子核能的價值 1 1千克鈾千克鈾235235的原子核所釋放出來的熱量，大約相當?shù)脑雍怂尫懦鰜淼臒崃浚蠹s相當于于28002800噸（噸（28000002800000千克）標準煤燃燒時所放出的熱量。千克）標準煤燃燒時所放出的熱量。 建造一座發(fā)電量為建造一座發(fā)電量為100100萬千瓦的電站，如果是核電萬千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補充的核燃料為站，每年需要補充的核燃料為3030噸，六輛解放牌載重汽噸，六輛解放牌載重汽車就可運進。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗車就可運進。如果是燒煤的火力電站，每年要消

8、耗300300多萬噸煤。運輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每多萬噸煤。運輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每列火車掛列火車掛4040節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。 核電廠每年要用掉核電廠每年要用掉8080噸的核燃料，只要噸的核燃料，只要2 2支標準貨支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，需要柜就可以運載。如果換成燃煤，需要515515萬噸，每天要萬噸，每天要用用2020噸的大卡車運噸的大卡車運705705車才夠。如果使用天然氣，需要車才夠。如果使用天然氣，需要143143萬噸，相當于每天燒掉萬噸，相當于每天燒掉2020萬桶家用瓦斯。換算起來，萬桶家

9、用瓦斯。換算起來，剛好接近全臺灣剛好接近全臺灣692692萬戶的瓦斯用量。萬戶的瓦斯用量。 4 4、核能發(fā)電簡史、核能發(fā)電簡史 核能發(fā)電的歷史與動力堆的發(fā)展歷史密切相關。動力核能發(fā)電的歷史與動力堆的發(fā)展歷史密切相關。動力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。19541954年，蘇聯(lián)建成世界上年，蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機容量為第一座裝機容量為 5 5兆瓦（電）的核電站。英、美等國也兆瓦（電）的核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到相繼建成各種類型的核電站。到19601960年，有年，有5 5個國家建成個國家建成2020座核電站，裝機容量座核電站，裝機容量1279127

10、9兆瓦（電）。由于核濃縮技術兆瓦（電）。由于核濃縮技術的發(fā)展，到的發(fā)展，到19661966年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實用階段。本。核能發(fā)電真正邁入實用階段。19781978年全世界年全世界2222個國家個國家和地區(qū)正在運行的和地區(qū)正在運行的3030兆瓦（電）以上的核電站反應堆已達兆瓦（電）以上的核電站反應堆已達200200多座，總裝機容量已達多座，總裝機容量已達107776107776兆瓦（電）。兆瓦（電）。8080年代因年代因化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進展更快。到化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進展更快。到1991199

11、1年，年，全世界近全世界近3030個國家和地區(qū)建成的核電機組為個國家和地區(qū)建成的核電機組為423423套，總容套，總容量為量為3.2753.275億千瓦，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約億千瓦，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16%16%。 世界上第一座核電站世界上第一座核電站蘇聯(lián)奧布靈斯克核電站。蘇聯(lián)奧布靈斯克核電站。 中國大陸的核電起步較晚，中國大陸的核電起步較晚，8080年代才動工興建核電站。年代才動工興建核電站。中國自行設計建造的中國自行設計建造的3030萬千瓦（電）秦山核電站在萬千瓦（電）秦山核電站在19911991年年底投入運行。大亞灣核電站于底投入運行。大亞灣核電站于19871987年開

12、工，于年開工，于19941994年全部年全部并網發(fā)電。并網發(fā)電。鏈鏈式式裂裂變變反反應應原子彈爆炸原子彈爆炸核能發(fā)電原理核能發(fā)電原理核能發(fā)電示意圖核能發(fā)電示意圖核能發(fā)電核能發(fā)電19541954年年 蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站 奧布靈斯克核電站奧布靈斯克核電站 核能發(fā)電核能發(fā)電英國的原子能發(fā)電站英國的原子能發(fā)電站蘇聯(lián)的核能燈塔蘇聯(lián)的核能燈塔核能發(fā)電核能發(fā)電秦山核電站秦山核電站核能發(fā)電核能發(fā)電大亞灣核電站大亞灣核電站5 5、我國核能發(fā)展趨勢、我國核能發(fā)展趨勢 中國國家發(fā)展改革委員會正在制定中國國家發(fā)展改革委員會正在制定中國核電發(fā)展民用工業(yè)規(guī)劃，準備到中國核電發(fā)展民用工

13、業(yè)規(guī)劃，準備到20202020年中國電力總裝機容量預計為年中國電力總裝機容量預計為9 9億億千瓦時，核電的比重將占電力總容量千瓦時，核電的比重將占電力總容量的的4%4%，即是中國核電在，即是中國核電在20202020年時將為年時將為3600-40003600-4000萬千瓦。也就是說，到萬千瓦。也就是說，到20202020年中國將建成年中國將建成4040座相當于大亞灣那樣座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。的百萬千瓦級的核電站。 二、太陽能二、太陽能 1 1、太陽能、太陽能 在人類利用的能源中，太陽能是最重要的。各種草木燃在人類利用的能源中，太陽能是最重要的。各種草木燃料能、化石燃料能、風

14、能、水能、海洋流能、海洋溫差等歸料能、化石燃料能、風能、水能、海洋流能、海洋溫差等歸根結底也是來源于太陽的輻射能。太陽能是一種巨大且對環(huán)根結底也是來源于太陽的輻射能。太陽能是一種巨大且對環(huán)境無污染的能源。太陽能中只有大約二十二億分之一輻射到境無污染的能源。太陽能中只有大約二十二億分之一輻射到地球，其中地球，其中30%30%被大氣層反射掉，被大氣層反射掉，23%23%被大氣層吸收掉，但是被大氣層吸收掉，但是每秒鐘輻射到地面的總能量有每秒鐘輻射到地面的總能量有8.08.010101313kWkW，相當于目前全世，相當于目前全世界發(fā)電總量的界發(fā)電總量的8 8萬倍。萬倍。 對太陽能的利用，有間接利用與

15、直接利用兩種。間接利對太陽能的利用，有間接利用與直接利用兩種。間接利用是利用由太陽能轉化的其他能量，如生物質能、化石能、用是利用由太陽能轉化的其他能量，如生物質能、化石能、風能、水能、海洋能等。人類對太陽能的開發(fā)時直接利用太風能、水能、海洋能等。人類對太陽能的開發(fā)時直接利用太陽能，主要有：光熱轉換、光電轉換和光化學轉換。陽能，主要有：光熱轉換、光電轉換和光化學轉換。（1 1）光熱轉換技術）光熱轉換技術 光熱轉換技術是將太陽輻射的能量通過各種集熱部件光熱轉換技術是將太陽輻射的能量通過各種集熱部件轉變成熱能后被直接利用。轉變成熱能后被直接利用。 我國戰(zhàn)國時期就已使用凹面鏡聚集太陽能去點火。我國戰(zhàn)國

16、時期就已使用凹面鏡聚集太陽能去點火。18371837年英國人赫胥黎首次使用太陽灶燒飯，年英國人赫胥黎首次使用太陽灶燒飯，18751875年出現(xiàn)了太陽能年出現(xiàn)了太陽能熱水器。熱水器。 光熱轉換可分為低溫（光熱轉換可分為低溫（100100300300）與高溫（）與高溫（300300以上）兩種。低溫的用于工業(yè)用熱、制冷、空調、烹調等，以上）兩種。低溫的用于工業(yè)用熱、制冷、空調、烹調等，高溫的用于發(fā)電、材料高溫處理等。高溫的用于發(fā)電、材料高溫處理等。 太陽能集熱器以空氣或液體（水或防凍液）為傳熱介質。太陽能集熱器以空氣或液體（水或防凍液）為傳熱介質。吸熱方式可以是直接吸收太陽輻射能，也可以是太陽光經會

17、吸熱方式可以是直接吸收太陽輻射能，也可以是太陽光經會聚后集中照射。分為平板式和聚光式。聚后集中照射。分為平板式和聚光式。 全世界使用民用光熱轉換技術最多是以色列和約旦，他全世界使用民用光熱轉換技術最多是以色列和約旦，他們屋頂?shù)奶柲苄顭崞骺商峁﹤兾蓓數(shù)奶柲苄顭崞骺商峁?5% 25% 65%65%的家用熱水?，F(xiàn)在的家用熱水?，F(xiàn)在美國也興建了美國也興建了100100多萬個集熱器采暖系統(tǒng)和多萬個集熱器采暖系統(tǒng)和2525萬個依靠冷熱萬個依靠冷熱空氣自然流動的被動式太陽能住宅?？諝庾匀涣鲃拥谋粍邮教柲茏≌?光電轉換技術是利用光電效應把太陽輻直接轉換成電光電轉換技術是利用光電效應把太陽輻直接轉換成電

18、能，使用的是太陽能電池。太陽能電池有單晶硅電池、多能，使用的是太陽能電池。太陽能電池有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、硫化鎘電池、磷化銦電池、砷化晶硅電池、非晶硅電池、硫化鎘電池、磷化銦電池、砷化鋅電池砷化鎵電池和有機半導體電池等。鋅電池砷化鎵電池和有機半導體電池等。 硅太陽電池已成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船和星際空間站硅太陽電池已成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船和星際空間站等宇宙飛船器的主要能源之一。等宇宙飛船器的主要能源之一。19581958年美國年美國“先鋒先鋒”號人號人造地球衛(wèi)星、造地球衛(wèi)星、19711971年我國制造的年我國制造的“東方紅東方紅”號人造衛(wèi)星上，號人造衛(wèi)星上，都安裝了太陽能電池。我

19、國自行研制的高效砷化鎵太陽能都安裝了太陽能電池。我國自行研制的高效砷化鎵太陽能電池也已經在第二顆電池也已經在第二顆“風云風云”1 1號氣象衛(wèi)星上正常使用。號氣象衛(wèi)星上正常使用。 太陽能電池還可以用來驅動很多交通工具，如太陽能太陽能電池還可以用來驅動很多交通工具，如太陽能汽車、太陽能飛機、太陽能船、太陽能自行車等。汽車、太陽能飛機、太陽能船、太陽能自行車等。 太陽能電池還可以用來發(fā)電。美國、德國已經研制成太陽能電池還可以用來發(fā)電。美國、德國已經研制成功地面太陽能電池發(fā)電站（又稱光伏發(fā)電站）并投入使用功地面太陽能電池發(fā)電站（又稱光伏發(fā)電站）并投入使用。 （2 2）光電轉換技術）光電轉換技術 光化學

20、轉換是光與物質相互作用引起化學反應光化學轉換是光與物質相互作用引起化學反應的過程。綠色植物的光合作用就是光化學轉換的過的過程。綠色植物的光合作用就是光化學轉換的過程。程。 人類可以控制的光化學轉換方法是采用光化學人類可以控制的光化學轉換方法是采用光化學電池。光化學電池是利用光照射半導體和電解液界電池。光化學電池是利用光照射半導體和電解液界面面 ，在電解液內形成電流，并使水電離直接產生，在電解液內形成電流，并使水電離直接產生氫和氧的電池，這里所生成的氫和氧的光化學過程氫和氧的電池，這里所生成的氫和氧的光化學過程實質上是實質上是“光電化學光電化學”過程，而不是直接的光過程，而不是直接的光化學過程。

21、化學過程。 （3 3）光化學轉換技術）光化學轉換技術 地球每小時從太陽獲得的太陽能量有地球每小時從太陽獲得的太陽能量有6.16.110201020焦，這比目前全世界在一年內能源生產的總量還多，焦，這比目前全世界在一年內能源生產的總量還多，可見太陽能有多么巨大?？梢娞柲苡卸嗝淳薮?。 根據(jù)科學家推算，太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外根據(jù)科學家推算，太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持輻射能量，還可以維持5050億年以上，對于人類來說，億年以上，對于人類來說，太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的永久性太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源。能源。2 2、太陽能的價值、太陽能的價值太陽灶

22、太陽灶航天器航天器太陽能熱水器太陽能熱水器太陽能發(fā)電裝置太陽能發(fā)電裝置太陽能的應太陽能的應用用太陽能的應用太陽能的應用太陽能計算器太陽能計算器太陽能的應用太陽能的應用太陽能手提燈太陽能手提燈太陽能的應用太陽能的應用太陽能汽車太陽能汽車太陽能的應用太陽能的應用太陽能發(fā)電站太陽能發(fā)電站三、風能三、風能1 1、風能：、風能：風能風能是指空氣的動能。是指空氣的動能。2、風能的形成：、風能的形成：地球表面接受太陽輻射能的不同，地球表面接受太陽輻射能的不同，使各地大氣溫度不同，造成大氣密度和氣壓的差別使各地大氣溫度不同，造成大氣密度和氣壓的差別從而形成風。所以風能是由太陽輻射能轉化過來的。從而形成風。所以

23、風能是由太陽輻射能轉化過來的。3 3、風能的應用：、風能的應用：風力發(fā)電：風力發(fā)電：建風力發(fā)電建風力發(fā)電站站風帆助航：風帆助航：風帆的使用風帆的使用風力提水：風力提水：風車的使用風車的使用風力致熱：風力致熱：風力機的使風力機的使用用4 4、風能的開發(fā)價值：、風能的開發(fā)價值： 風能是地球上無所不在、永不枯竭的能源。地風能是地球上無所不在、永不枯竭的能源。地球上近地層風能總儲量約為球上近地層風能總儲量約為1.31.310101212kW,kW,但目前開但目前開發(fā)利用的只是極少的一部分。據(jù)估計，全世界每年發(fā)利用的只是極少的一部分。據(jù)估計，全世界每年燃燒所獲得的能量不及風力燃燒所獲得的能量不及風力1

24、1年內提供的能量的年內提供的能量的1/10001/1000。我國風能儲量估計為。我國風能儲量估計為1.61.610109 9kWkW，在世界，在世界上排位第三，可開發(fā)利用的約為上排位第三，可開發(fā)利用的約為1/101/10?？梢杂行Ю??？梢杂行Ю玫娘L速范圍為用的風速范圍為3m/s3m/s20m/s20m/s。 風能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢，蘊量風能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢，蘊量大、分布廣、可再生、無污染。風能作為新能源有大、分布廣、可再生、無污染。風能作為新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對于沿海島嶼、邊遠地著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對于沿海島嶼、邊遠地區(qū)、草原牧場以及遠離電網的農村、

25、邊疆，作為解區(qū)、草原牧場以及遠離電網的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。的意義。風能的應用風能的應用風力發(fā)電風力發(fā)電風能的應用風能的應用澳大利亞風力發(fā)電澳大利亞風力發(fā)電風能的應用風能的應用四、氫能四、氫能1 1、氫能、氫能 氫能氫能是指氫在發(fā)生化學變化和電化學學變化過是指氫在發(fā)生化學變化和電化學學變化過程中產生的能量。程中產生的能量。2 2、獲得氫的主要方法、獲得氫的主要方法 （1 1）電解法）電解法 （2 2）熱化學法）熱化學法 （3 3）光電化學法）光電化學法 （4 4）重整法）重整法 3 3、氫能的利用、氫能

26、的利用 （1 1）直接燃料）直接燃料 氫氣目前主要用作火箭的高能燃料。氫氣目前主要用作火箭的高能燃料。此外還可用作飛機、汽車的燃料。此外還可用作飛機、汽車的燃料。（2 2）燃料電池的燃料）燃料電池的燃料 燃料電池是一種把燃料的化學能燃料電池是一種把燃料的化學能直接變成電能的裝置。氫燃料電池以氫為燃料，通過氫、直接變成電能的裝置。氫燃料電池以氫為燃料，通過氫、氧燃燒反應產生電能。一種氧燃燒反應產生電能。一種10kW10kW20kW20kW的堿性的堿性H H2 2-O-O2 2燃料燃料電池已成功用于航天飛機。電池已成功用于航天飛機。（3 3）能源轉換介質（能源中間載體）能源轉換介質（能源中間載體）

27、氫與很多金屬或氫與很多金屬或合金的的氧化反應都是可逆的，而且反應過程中伴隨著合金的的氧化反應都是可逆的，而且反應過程中伴隨著熱能、機械能和化學能的轉換。熱能、機械能和化學能的轉換。（4 4）作為發(fā)電燃料）作為發(fā)電燃料 通過燃料電池或燃氣通過燃料電池或燃氣- -蒸汽渦輪發(fā)蒸汽渦輪發(fā)電裝置發(fā)電。電裝置發(fā)電。（5 5）作為家用燃料）作為家用燃料 如燃氫的家用熱水器、取暖器和炊如燃氫的家用熱水器、取暖器和炊灶等。灶等。 氫動氫動3號號4 4、氫能的開發(fā)價值、氫能的開發(fā)價值 氫氣熱值高，燃燒產物是水，完全無污染。而且制氫原氫氣熱值高，燃燒產物是水，完全無污染。而且制氫原料主要也是水，取之不盡，用之不竭。

28、所以氫能是前景廣闊料主要也是水，取之不盡，用之不竭。所以氫能是前景廣闊的清潔燃料的清潔燃料 。氫能氫能燃料火箭燃料火箭 1 1、海洋能、海洋能 海洋能是蘊藏在海洋中的可再生能源。海洋占海洋能是蘊藏在海洋中的可再生能源。海洋占地球面積的地球面積的71%71%，卻集中了地球上，卻集中了地球上97%97%的水量。太陽的水量。太陽到達地球的能量，大部分落在海洋的上空中和海水到達地球的能量，大部分落在海洋的上空中和海水中，部分轉化為各種形式海洋能。中，部分轉化為各種形式海洋能。海洋能是潮汐能、海洋能是潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、潮流能和海流能等不同波浪能、溫差能、鹽差能、潮流能和海流能等不同的能源形

29、態(tài)的能源形態(tài)。其中，溫差能是熱能，潮汐、波浪、。其中，溫差能是熱能，潮汐、波浪、海流都是機械能，海水鹽度差是化學能。這些能量海流都是機械能，海水鹽度差是化學能。這些能量以潮汐、波浪、溫度差、海流等形式存在于海洋之以潮汐、波浪、溫度差、海流等形式存在于海洋之中。中。 海洋能技術是將海洋能轉換成電能或機械能的海洋能技術是將海洋能轉換成電能或機械能的技術。技術。五、海洋能五、海洋能 海洋能可以再生，且取之不盡，用之不竭，不會造成海洋能可以再生，且取之不盡，用之不竭，不會造成環(huán)境污染，還可通過綜合利用（如潮汐發(fā)電可利用水庫發(fā)環(huán)境污染，還可通過綜合利用（如潮汐發(fā)電可利用水庫發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。在海洋能

30、中，目前有效開發(fā)利用的展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。在海洋能中，目前有效開發(fā)利用的是潮汐能。是潮汐能。 世界上大規(guī)模利用海洋能開始于世界上大規(guī)模利用海洋能開始于19681968年法國建立的朗年法國建立的朗斯潮汐電站，此電站裝有斯潮汐電站，此電站裝有2424臺功率相同的機組，總裝機臺功率相同的機組，總裝機2424萬千瓦。加拿大芬地灣潮汐電站裝機萬千瓦。加拿大芬地灣潮汐電站裝機462462萬千瓦，單機和萬千瓦，單機和總容量最大。日本總容量最大。日本1250kW1250kW容量的波浪能發(fā)電裝置和美國的容量的波浪能發(fā)電裝置和美國的50kW50kW溫差發(fā)電裝置都已通過實驗。目前國際海洋能的開發(fā)溫差發(fā)電裝置都已通過

31、實驗。目前國際海洋能的開發(fā)正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。 海洋能主要被轉變成電能加以利用，有潮汐發(fā)電、海海洋能主要被轉變成電能加以利用，有潮汐發(fā)電、海流發(fā)電、海浪發(fā)電、溫差發(fā)電。流發(fā)電、海浪發(fā)電、溫差發(fā)電。2 2、海洋能的利用、海洋能的利用（1 1）潮汐能）潮汐能 潮汐能潮汐能是由于地球和月球、太陽相互作是由于地球和月球、太陽相互作用產生的能量。用產生的能量。潮汐能成因示意圖潮汐能成因示意圖 潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，海洋潮汐潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，海洋潮汐以以2424小時小時5050分鐘為一周期，一周期內有高潮和低潮。分鐘為一周期，

32、一周期內有高潮和低潮。潮差在我國沿海最大可達潮差在我國沿海最大可達7m7m8m8m，利用潮汐能的最，利用潮汐能的最普遍形式是潮水漲落發(fā)電。據(jù)估計，全世界的潮汐普遍形式是潮水漲落發(fā)電。據(jù)估計，全世界的潮汐能源有能源有1.01.010109 9kWkW，如能充分利用，每年可發(fā)電，如能充分利用，每年可發(fā)電1.241.2410108 8kWhkWh。 潮汐發(fā)電分為兩種形式：一種是潮流直接沖擊潮汐發(fā)電分為兩種形式：一種是潮流直接沖擊水輪機，利用潮流動能發(fā)電；另一種是建造潮汐水水輪機，利用潮流動能發(fā)電；另一種是建造潮汐水庫，在潮差比較大的海灣或河口處構筑攔潮蓄能大庫，在潮差比較大的海灣或河口處構筑攔潮蓄能

33、大壩，形成水庫，并在堤壩內裝上水輪發(fā)電機組。利壩，形成水庫，并在堤壩內裝上水輪發(fā)電機組。利用漲、落潮位差，把潮汐位能轉化為動能，推動水用漲、落潮位差，把潮汐位能轉化為動能，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐水庫電站的實際應用更為廣輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐水庫電站的實際應用更為廣泛。泛。 潮汐電站有單庫單項式、單庫雙向式和雙庫潮汐電站有單庫單項式、單庫雙向式和雙庫雙向式三種。雙向式三種。 單庫單向式只建一座水庫，水輪發(fā)電機組僅單庫單向式只建一座水庫，水輪發(fā)電機組僅在海水落潮時單方向推動水輪機發(fā)電。在海水落潮時單方向推動水輪機發(fā)電。 單庫雙向式也是只建一座水庫，安裝的水輪單庫雙向式也是只建一座水庫，安裝的水輪

34、機葉輪可正反兩個方向運轉，漲潮落潮均可發(fā)電。機葉輪可正反兩個方向運轉，漲潮落潮均可發(fā)電。 雙庫單向式是通過建三道壩，分隔出兩座彼雙庫單向式是通過建三道壩，分隔出兩座彼此相通的水庫，單向水輪機安裝在兩座水庫分隔此相通的水庫，單向水輪機安裝在兩座水庫分隔壩的底部。其中一個水庫安裝進水閘，漲潮時放壩的底部。其中一個水庫安裝進水閘，漲潮時放海水入庫，另一座水庫安裝泄水閘，落潮時向外海水入庫，另一座水庫安裝泄水閘，落潮時向外放水，兩水庫始終存在著水位差，從而達到連續(xù)放水，兩水庫始終存在著水位差，從而達到連續(xù)發(fā)電的目的。發(fā)電的目的。世界主要潮汐電站世界主要潮汐電站國 家國 家站 名站 名潮差潮差/m m容

35、量容量/MWMW投運時間投運時間法國法國朗斯朗斯8.58.524024019661966加拿大加拿大安納波利斯安納波利斯7.17.119.119.119841984前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)基斯拉雅基斯拉雅3.93.90.40.419681968中國中國江廈江廈5.15.13.23.219801980中國中國白沙口白沙口2.42.40.640.6419781978中國中國幸福洋幸福洋4.54.51.281.2819891989中國中國岳浦岳浦3.63.60.150.1519711971中國中國海山海山4.94.90.150.1519751975中國中國沙山沙山5.15.10.040.0419611961中國

36、中國例河例河2.12.10.150.1519761976中國中國果子山果子山2.52.50.040.0419771977漲潮時漲潮時退潮時退潮時潮汐電站工作原理潮汐電站工作原理潮汐能的應用潮汐能的應用浙江溫嶺浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站江廈潮汐試驗電站全國第一、世界第三全國第一、世界第三法國朗斯潮汐電站法國朗斯潮汐電站 波浪能波浪能是一種在風的作用下產生的，并以位能是一種在風的作用下產生的，并以位能和動能形式由短期波儲存的機械能。是潮汐和風形和動能形式由短期波儲存的機械能。是潮汐和風形成的海洋波浪，從而產生波浪能。成的海洋波浪，從而產生波浪能。 波浪能與波高的平方和流動水域面積成正比。波浪能與波高

37、的平方和流動水域面積成正比。 海中的波浪具有很大的動能和勢能，據(jù)估算，海中的波浪具有很大的動能和勢能，據(jù)估算，如果把波浪能全部轉變成電能（即波力發(fā)電），則如果把波浪能全部轉變成電能（即波力發(fā)電），則每平方千米海面上每秒鐘的發(fā)電量約為每平方千米海面上每秒鐘的發(fā)電量約為2.02.010105 5kWkW。海波涌向海岸的動能平均每平方千米含有上萬千瓦海波涌向海岸的動能平均每平方千米含有上萬千瓦的功率。我國沿海蘊藏著的波浪能超過的功率。我國沿海蘊藏著的波浪能超過1.71.710108 8kWkW。 波浪能可用來發(fā)電、海水淡化和從海水中提取波浪能可用來發(fā)電、海水淡化和從海水中提取金屬等等。金屬等等。（2

38、 2）波浪能）波浪能 利用波浪能并轉換為其他形式能量的方式有三利用波浪能并轉換為其他形式能量的方式有三種：種： 波浪能轉變成空氣能，以壓縮空氣的形式來做功。能量波浪能轉變成空氣能，以壓縮空氣的形式來做功。能量轉換裝置有振動水柱空腔器、壓縮氣袋以及浮標式波力發(fā)電轉換裝置有振動水柱空腔器、壓縮氣袋以及浮標式波力發(fā)電裝置等。裝置等。 波浪能轉換為機械能，利用浮體和固定物體之間的相對波浪能轉換為機械能，利用浮體和固定物體之間的相對運動來產生所需要的旋轉運動或往復運動，故又稱為浮體式。運動來產生所需要的旋轉運動或往復運動，故又稱為浮體式。能量轉換裝置有搖動浮體式、升降浮體式、點頭鴨式、筏式能量轉換裝置有

39、搖動浮體式、升降浮體式、點頭鴨式、筏式等。等。 波浪能轉換成水位能，再利用水的落差來進行能量轉換。波浪能轉換成水位能，再利用水的落差來進行能量轉換。能量轉換裝置有聚波水庫和涌浪裝置。能量轉換裝置有聚波水庫和涌浪裝置。 利用波力發(fā)電可分為陸基式和浮動式兩大類。陸基式是利用波力發(fā)電可分為陸基式和浮動式兩大類。陸基式是將發(fā)電裝置安裝在陸地的固定機座上。浮動式也稱?；?，將發(fā)電裝置安裝在陸地的固定機座上。浮動式也稱?；?，發(fā)電裝置整體隨波浪漂浮。發(fā)電裝置整體隨波浪漂浮。 波浪發(fā)電站示意圖波浪發(fā)電站示意圖 波浪能供電的波浪能供電的燈光浮標燈光浮標 太陽照射在海洋表面，是海洋上部和底部形成溫太陽照射在海洋

40、表面，是海洋上部和底部形成溫差，從而形成差，從而形成溫差能溫差能。在南北緯。在南北緯3030以內的大部分以內的大部分海面，表層與深層海水間的溫差在海面，表層與深層海水間的溫差在2020左右；而赤左右；而赤道附近海面，表層與深層海水間的溫差達道附近海面，表層與深層海水間的溫差達3030左右。左右。利用表層水（利用表層水（25253030）和）和750m750m深處深處4477海海洋區(qū)，可進行發(fā)電。洋區(qū)，可進行發(fā)電。 海洋溫差發(fā)電的的一種方法是把表層溫水引進海洋溫差發(fā)電的的一種方法是把表層溫水引進真空鍋爐，在低壓下直接汽化生成蒸汽，蒸汽推動真空鍋爐，在低壓下直接汽化生成蒸汽，蒸汽推動汽輪機發(fā)電。另

41、一種方法是利用溫水加熱低沸點的汽輪機發(fā)電。另一種方法是利用溫水加熱低沸點的工質（氨、氟里昂），使其變成蒸汽再去做功。汽工質（氨、氟里昂），使其變成蒸汽再去做功。汽由深層海水冷凝，從而構成熱力循環(huán)連續(xù)發(fā)出電能。由深層海水冷凝，從而構成熱力循環(huán)連續(xù)發(fā)出電能。 （3 3）溫差能）溫差能 在河流入?？诘牡c鹽水交界處，假如將鹽水在河流入海口的淡水與鹽水交界處，假如將鹽水與淡水隔開，即使淡水的水平面與海平面高度相等，與淡水隔開，即使淡水的水平面與海平面高度相等，淡水也會由于滲透壓而流向海水，具有一定動能，淡水也會由于滲透壓而流向海水，具有一定動能，這就是鹽差能。這就是鹽差能。 滲透壓與鹽差和溫度成正比

42、。鹽差蘊藏的功率滲透壓與鹽差和溫度成正比。鹽差蘊藏的功率等于滲透壓與滲流流量的乘積。通常在河水和海水等于滲透壓與滲流流量的乘積。通常在河水和海水交界處，滲透量為交界處，滲透量為1m1m3 3/s/s時，則會有時，則會有2500W2500W左右的潛左右的潛在功率，相當在功率，相當2525個大氣壓所具有的能量。個大氣壓所具有的能量。 鹽差能的利用主要是鹽差發(fā)電。其方式有直接鹽差能的利用主要是鹽差發(fā)電。其方式有直接耦合式、外混式、內混式等幾種。耦合式、外混式、內混式等幾種。（4 4）鹽差能）鹽差能 海水在海中沿水平方向或垂直方向上大規(guī)模流海水在海中沿水平方向或垂直方向上大規(guī)模流動稱為動稱為海流海流。

43、海流沒有明顯的邊界，但總是沿一定。海流沒有明顯的邊界，但總是沿一定路線穩(wěn)定運動，或成線，或成圈，還有的繞流，可路線穩(wěn)定運動，或成線，或成圈，還有的繞流，可以在接近海面，也可以海中某深度發(fā)生。海流的能以在接近海面，也可以海中某深度發(fā)生。海流的能量由熱能和動能組成，可利用的首先是動能，動能量由熱能和動能組成，可利用的首先是動能，動能的功率與流速的立方成正比。據(jù)估計，全世界海流的功率與流速的立方成正比。據(jù)估計，全世界海流能擁有量約能擁有量約5050億千瓦。億千瓦。 不過海流能的利用處于試驗階段。不過海流能的利用處于試驗階段。（5 5）海流能）海流能六、地熱能六、地熱能地熱地熱 地球內部具有的地球內部

44、具有的熱能稱為熱能稱為地熱能地熱能，是地球本身蘊藏的是地球本身蘊藏的能量。能量?，F(xiàn)代人們?，F(xiàn)代人們常說的溫泉，就是人說的溫泉，就是人類的祖先在很久以類的祖先在很久以前就開始利用的一前就開始利用的一種地熱能。種地熱能。應用形式：應用形式：地下熱水、地熱蒸氣。地下熱水、地熱蒸氣。應用范圍：應用范圍：發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等地熱循環(huán)地熱循環(huán)地球內部推測溫度分布地球內部推測溫度分布曲線曲線地熱能的具體利用地熱能的具體利用v在在上，地熱能可用于加熱、干燥、制冷、脫水上，地熱能可用于加熱、干燥、制冷、脫水加工、提取化學元素、海水淡化等方面。加工、提取化學元素、海水淡化等方面。v在在

45、上，地熱能可用于溫室育苗、栽培作物、上，地熱能可用于溫室育苗、栽培作物、養(yǎng)殖禽畜和魚類等。例如，地處高緯度的冰島不僅養(yǎng)殖禽畜和魚類等。例如，地處高緯度的冰島不僅以地熱溫室種植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年來以地熱溫室種植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年來又栽培了咖啡、橡膠等熱帶經濟作物。又栽培了咖啡、橡膠等熱帶經濟作物。v在在方面，人們早就用地熱礦泉水醫(yī)治皮膚方面，人們早就用地熱礦泉水醫(yī)治皮膚病和關節(jié)炎等，不少國家還設有專供沐浴醫(yī)療用的病和關節(jié)炎等，不少國家還設有專供沐浴醫(yī)療用的溫泉。溫泉。 地熱能因價廉、清潔而被稱為是地熱能因價廉、清潔而被稱為是“21世紀的能世紀的能源源”，利用前景十分廣闊。，利

46、用前景十分廣闊。地熱能的應用地熱能的應用阿里地區(qū)地熱田阿里地區(qū)地熱田地熱能的應用地熱能的應用冰島地熱冰島地熱西藏羊八井地熱電站，西藏羊八井地熱電站，是我國最大的地熱電站是我國最大的地熱電站地熱供暖地熱供暖地熱能的應用地熱能的應用地熱養(yǎng)殖地熱養(yǎng)殖地熱能的應用地熱能的應用地熱務農地熱務農地熱能的應用地熱能的應用七、生物質能七、生物質能 1 1、生物質能、生物質能 生物質能是指通過植物的光合作用而將太陽輻生物質能是指通過植物的光合作用而將太陽輻射能量以一種生物質形式儲存在生物質內部的能射能量以一種生物質形式儲存在生物質內部的能源，也稱為源，也稱為“綠色能源綠色能源”，包括地球上所有動物、，包括地球上

47、所有動物、植物、微生物以及由這些生物產生的排泄物和代植物、微生物以及由這些生物產生的排泄物和代謝物所具有的全部能量。謝物所具有的全部能量。 世界上生物質能種類繁多，包括農作物與農世界上生物質能種類繁多，包括農作物與農業(yè)有機殘余物（秸稈、果核、玉米芯、蔗渣等）、業(yè)有機殘余物（秸稈、果核、玉米芯、蔗渣等）、木材與森林工業(yè)殘余物（木屑、樹枝、樹葉、樹木材與森林工業(yè)殘余物（木屑、樹枝、樹葉、樹根等）、動物排泄物、江河湖泊沉積物與水生植根等）、動物排泄物、江河湖泊沉積物與水生植物（藻類等）、農副產品加工后的有機廢物、油物（藻類等）、農副產品加工后的有機廢物、油料作物（棉籽、馬籽、油桐等）、城市生活與工料

48、作物（棉籽、馬籽、油桐等）、城市生活與工業(yè)有些廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、造紙業(yè)有些廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、造紙工業(yè)的排泄物等）等。工業(yè)的排泄物等）等。 2 2、生物質能的種類、生物質能的種類 生物質能的轉換技術主要有三種：直接燃料、熱化學轉生物質能的轉換技術主要有三種：直接燃料、熱化學轉換和生物化學轉換。換和生物化學轉換。（1 1）直接燃燒）直接燃燒 直接燃燒獲取熱量是最簡單的方法，但轉換效率很低，直接燃燒獲取熱量是最簡單的方法，但轉換效率很低，且污染環(huán)境。我國農村傳統(tǒng)的燒柴灶熱效率且污染環(huán)境。我國農村傳統(tǒng)的燒柴灶熱效率5%5%10%10%。大力。大力推廣節(jié)柴灶可使熱效率提高到推

49、廣節(jié)柴灶可使熱效率提高到20%20%30%30%，省柴，省柴30%30%50%50%，是，是一種技術簡單、易推廣、效果明顯的節(jié)能措施。目前研制的一種技術簡單、易推廣、效果明顯的節(jié)能措施。目前研制的生物質壓塊燃料可以提高熱效率并能減少污染。生物質壓塊燃料可以提高熱效率并能減少污染。（2 2）熱化學轉換）熱化學轉換 生物質能的熱化學轉換是指在一定溫度和條件下通過化生物質能的熱化學轉換是指在一定溫度和條件下通過化學方法使生物質氣化、炭化、熱解和催化液化，生產燃料學方法使生物質氣化、炭化、熱解和催化液化，生產燃料（氣態(tài)、液態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)) )和化學物質的技術。其方法有氣化法、熱分和化學物質的技術。其方

50、法有氣化法、熱分解法和有機溶劑提取法等。解法和有機溶劑提取法等。3 3、生物質能的技術、生物質能的技術（3 3）生物化學轉化）生物化學轉化 生物化學轉化技術是通過微生物發(fā)酵方法將生物質能轉生物化學轉化技術是通過微生物發(fā)酵方法將生物質能轉換成液體或氣體燃料。它包括生物質換成液體或氣體燃料。它包括生物質- -沼氣轉換技術和生物沼氣轉換技術和生物質質- -乙醇轉化技術。乙醇轉化技術。生物質生物質- -沼氣轉換技術沼氣轉換技術 2020世紀世紀9090年代我國農村廣泛推廣和使用的年代我國農村廣泛推廣和使用的“沼氣沼氣”，就是通過這種生，就是通過這種生物轉化技術得到的。有機物質在一定溫度和隔絕空氣的厭氧環(huán)境中，通物轉化技術得到的。有機物質在一定溫度和隔絕空氣的厭氧環(huán)境中，通過微生物過微生物- -甲烷菌的發(fā)酵作用，產生以甲烷為主的可燃性混合氣體（沼甲烷菌的發(fā)酵作用，產生以甲烷為主的可燃性混合氣體（沼氣）。產生沼氣的原料是秸稈、雜草、垃圾和糞便等。甲烷菌有嗜熱菌氣）。產生沼氣的原料是秸稈、雜草、