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1、新能源的應用前景及發(fā)展趨勢(姓名:安璞 學號:2011115292)隨著時代的進步,科技的發(fā)展以及人類文明推進,人類對能源的 需求一直處于上升的趨勢,但是那些我們正在大量使用的不可再生的 很好用的化石能源卻在直線下降。與此同時,化石能源給我們帶來的 巨大的環(huán)境問題也一天比一天嚴重。因此在這種情況下,開發(fā)和利用 新能源與可再生能源顯得尤為重要。因為新能源大都具有清潔無污 染、可再生、資源量大、分布廣泛等優(yōu)點,這對我們使用它具有重要 意義。接下來我簡要介紹一下在未來有望被我們廣泛利用的新能源及 它們的一些特點。首先,我先介紹一下太陽能。我覺得太陽能是所有能源之母,我 們在使用及開發(fā)的能源全部都直接

2、或間接的來自于太陽的能量。太陽 的能量是巨大的,雖然它也在無時無刻進行著核反應,據(jù)科學家們研 究,它現(xiàn)在正處于壯年,也有衰老消逝的那一天,但是相對于我們短 暫的人類歷史來說,它的能量可視為無窮無盡的。單單每年到達地球 表而的太陽輻射能就有1.8X10%標準煤,為目前全世界所消費的各 種能量綜合的1萬倍。它還有普遍、無害、長久、巨大等優(yōu)點,很值 得我們?nèi)祟惾パ芯坷盟瑸槲覀內(nèi)祟惖陌l(fā)展做貢獻。目前,對太陽 能的開發(fā)利用有太陽能熱利用技術、太陽能光伏發(fā)電技術、太陽能制 冷與太陽能熱泵技術等。我覺得要解決能源問題,我們必須以太陽能 作為突破口,繼續(xù)加大對太陽能的研究開發(fā)利用,以更好的使用太陽 能這筆

3、巨大的財富。核能。核能是20世紀人類的一項偉大發(fā)現(xiàn),并己取得了十分 重要的成果。1942年12月2日,著名科學家費米領導幾十位科學家, 在美國芝加哥大學啟動成功了世界上第一座核反應堆,標志著人類從 此進入了核能時代。在這之前,人類利用的能源只涉及到物理變化和 化學變化,當核能進入人們的生產(chǎn)和生活后,一種通過原子核變化而 產(chǎn)生的新能源從此誕生。核能的利用存在的主要問題:第一,資源利用率低。第二,反應后產(chǎn)生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終 處理技術尚未完全解決。第三,反應堆的安全問題尚需不斷監(jiān)控及改進。第四,核不擴散要求的約束,即核電站反應堆中生成的環(huán)一239 受控制。第五,核電建設的投資

4、費用仍比常規(guī)能源發(fā)電高,投資風險較大。 目前,我們?nèi)祟愃玫暮四軆H局限于核裂變,它的資源比較有 限,而核聚變也可以釋放出巨大的能量,并且核聚變的原料大量存在 于海水中,基本可視為無窮無盡的。海洋能。海洋能系指依附在海水中的可再生能源。海洋通過 各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量,這些能量以潮汐、波浪、溫度 差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。潮汐與潮流能來源于月 球、太陽引力,其他海洋能均來源于太陽輻射。海洋面積占地球總面 積的71%,太陽到達地球的能量大部分落在了海洋上空和海水中,部 分轉化為各種形式的海洋能。波浪能。波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波 浪的能量與波高的平方、波

5、浪的運動周期以及迎波而的寬度成正比。 波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。波浪能是由風把能量 傳遞給海洋而產(chǎn)生的,其實質(zhì)是吸收了風能而形成的。能量傳遞速率 和風速有關,也和風與水相互作用的距離(即風區(qū))有關。當水團相對 于海平而發(fā)生位移時,使波浪具有勢能,而水質(zhì)點的運動則使波浪具 有動能。所貯存的能星通過摩擦和湍動而消散,其消散速度的大小取 決于波浪特征和水深。深水海區(qū)大浪的能量消散速度很慢,從而導致 了波浪系統(tǒng)的復雜性,使其常常伴有局地風和幾天前在遠處產(chǎn)生的風 暴的影響。潮汐能。潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能,是指海水潮漲 和潮落形成的水的勢能。海水漲落的潮汐現(xiàn)象是由地球和天體運動以

6、及它們之間的相互作用而引起的。在海洋中,月球的引力使地球的向 月而和背月而的水位升高。當太陽、月球和地球在一條直線上時即產(chǎn) 生大潮;當它們成直角時就產(chǎn)生小潮。除了半FI周期潮和月周期潮的 變化外,地球和月球的旋轉運動還產(chǎn)生了許多其他的周期性循環(huán),其 周期可以從幾天到數(shù)年。同時,地表的海水又受到地球運動離心力的 作用,月球引力和離心力的合力正是引起海水漲落的引潮力。世界上 潮差的較大值約為1315m,但一般來說,平均潮差在3 m以上就具有 實際應用價值。風能。風能是太陽輻射下流動所形成的。風能與其他能源相 比,具有明顯的優(yōu)勢,它蘊藏量大,是水能的10倍;分布廣泛,永不 枯竭,對交通不便、遠離主干

7、電網(wǎng)的島嶼及邊遠地區(qū)尤為重要。風力發(fā)電有三種運行方式:一是獨立運行方式。通常是一臺小型 風力發(fā)電機向一戶或幾戶提供電力,使用蓄電池蓄能,以保證無風時 的用電;二是風力發(fā)電與其他發(fā)電方式(如柴油機發(fā)電)相結合,向一 個單位或一個村莊或一個海島供電;三是風力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)運 行,向大電網(wǎng)提供電力,常常是一處風電場安裝幾十臺甚至幾百臺風 力發(fā)電機,這是風力發(fā)電的主要發(fā)展方向,是當代人利用風能最常見 的形式。自19世紀末丹麥研制成風力發(fā)電機以來,人們認識到石汕等 能源會枯竭,才重視風能的發(fā)展,利用風來做其它的事情。地熱能。地熱能是來自地球深處的可再生熱能。起源于地球 的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地

8、下水的深處循環(huán)和來自極深處的 巖漿侵入到地殼后,把熱量從地下深處帶至近地表層。在有些地方, 熱能隨自然涌出的熱蒸汽和水到達地面,自史前起它們就己被用于洗 浴和蒸煮。通過鉆井,這些熱能可以從地下的儲層引入水池、房間、 溫室和發(fā)電站。這種熱能的儲量相當大。嚴格地說,地熱能不是一種“可再生的”資源,而是一種像石油 一樣可開采的能源,最終的可回采量將依賴于所采用的技術。將水(傳 熱介質(zhì))重新注回到含水層中可以提高其再生的性能,因為這樣做可 以使含水層不枯竭。然而,在這個問題上沒有明確的結論,因為有相 當一部分地熱點可采用某種方式進行開發(fā),讓提取的熱量等于自然不 斷補充的熱量。實事求是地講,任何情況下,

9、既使從技術上來說,地 熱能也不是可再生能源。但全球地熱資源潛量十分巨大,因此問題不 在于資源規(guī)模的大小,而在于是否有適合的技術將這些資源經(jīng)濟地開 發(fā)出來。氫能。氫能是以氫及其同位素為主導的反應中或氫在狀態(tài)變 化過程中所釋放的能量。它可以產(chǎn)生于氫的熱核反應,也可來自氫與 氧化劑發(fā)生的化學反應。前者稱為熱核能或聚變能,能量非常巨大, 通常屬核能范疇;后者稱燃料反應的化學能,習稱氫能。氫能是一種重要的能源,可用于運輸方面取代石油,也可用作能 高效發(fā)電的燃料電池。氫能的環(huán)境效益好,是理想的清潔能源。但是 氫極少單獨存在于地球上,常以化合物的形式出現(xiàn),必須通過其他能 源轉換,如太陽能制氫、生物質(zhì)能制氫、

10、電解水制氫和怪類燃料制氫 等。廉價和大量制氫的技術是開發(fā)利用氫能的關鍵。在眾多新能源中,氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應用而廣 等獨特優(yōu)點脫穎而出,將成為21世紀最理想的新能源。氫能可應用于 航天航空、汽車的燃料等高熱行業(yè)。水能。水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動 能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐 水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資 源。其為常規(guī)能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是 能量的載體。太陽能驅(qū)動地球上的水循環(huán),使之持續(xù)進行。地表水的 流動是重要的一環(huán),在落差大、流量大的地區(qū),水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資 源。目前世界上的廣義水能資源發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、 波浪以及涌浪等水運動均可用來發(fā)電。而常規(guī)水力發(fā)電技術已十分成 熟,我國己建成三峽等電站,擁有多項世界領先技

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