三、新能源技術(shù)

自然科學導論之新能源技術(shù)主要內(nèi)容一、能源的相關(guān)概念。二、可開發(fā)的新能源種類1、原子核能2、太陽能3、風能4、海洋能5、地熱能6、氫能7、生物質(zhì)能一、能源的相關(guān)概念1、能源的概念

能源（Energy）：是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質(zhì)資源。人類社會的存在與發(fā)展離不開能源。2、化石能源的概念

化石能源（Fossilenergy）：是千萬年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，如煤炭、石油、天然氣等。隨著大規(guī)模的開采，化石能源的枯竭在所難免，大部分化石能源在本世紀將被開采殆盡。3、能源危機與環(huán)境壓力全世界消耗的能源中，石油最多，占到35%，煤炭占到29%，天然氣占到24%，核電占5%。目前全世界消耗的能源主要是化石能源。根據(jù)目前國際上通行的預(yù)測，石油能源可用40年，天然氣60年內(nèi)枯竭，煤炭也只能用220年。化石能源的消耗也帶來兩個嚴重問題：一個是環(huán)境污染，另一個就是氣溫上升。環(huán)境污染主要是二氧化硫和氮氧化物，還包括開采、運輸時造成的環(huán)境污染。二氧化碳等溫室氣體的排放也大幅度增加致使地球在過去100年里平均氣溫上升0.3～0.6℃，全球海平面平均上升10～25cm。4、能源結(jié)構(gòu)變化的趨勢從全球來講，加快能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，就是要從現(xiàn)在的以化石能源為主，不斷轉(zhuǎn)向以新能源或是以可再生能源為主的時代，由清潔能源替代污染能源，最終進入低碳能源或無碳能源的時代。中國為了推動可再生能源發(fā)展，2006年就制定了《可再生能源法》，這幾年發(fā)展很快，每年風電發(fā)電量成倍增長。新能源產(chǎn)業(yè)受到政策支持，我國新能源以太陽能和風能為開發(fā)重點，核電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電等發(fā)展也非常快。

5、新能源的概念新能源（Newenergy）：是指近幾十年來人類采用新技術(shù)開發(fā)的可再生能源。如：原子核能、太陽能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和氫能等。6、可再生能源（RenewableEnergy）：在自然界中可以不斷再生并有規(guī)律地得到補充的能源，稱之可再生能源。新能源和可再生能源的區(qū)別：

新能源一般包括了可再生能源，但是新能源不一定就是可再生能源。例如：核能屬于新能源，但是不屬于可再生能源。

7、新能源技術(shù)的概念新能源技術(shù)（Newenergytechnology）：是指近幾十年來人類對于可再生能源的開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。主要包括對原子核能、太陽能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和氫能等的利用技術(shù)。新能源可以再生，對環(huán)境影響小，但對開發(fā)的技術(shù)要求高。8、開發(fā)和利用新能源的意義是什么？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，提高人民生活的質(zhì)量，獲得顯著的經(jīng)濟和環(huán)保效益。新能源的開發(fā)和利用將從根本上解決能源問題。

（新能源正在塑造未來的世界形態(tài)，未來屬于領(lǐng)先新能源技術(shù)的國家。因此，了解和掌握新能源，就是擁抱未來。）9、可開發(fā)的新能源種類（1）原子核能（2）太陽能（3）風能（4）海洋能（5）地熱能（6）氫能（7）生物質(zhì)能圖為：太陽能熱水器10、世界各國的新能源開發(fā)及利用情況美國：太陽能、風能首當其沖

。日本：太陽能鋪就新能源路。英國：風能、核能并舉。丹麥：靠風“驅(qū)動”的國家。芬蘭：生物能源獨辟蹊徑。冰島：利用地熱。挪威：借風發(fā)展“氫經(jīng)濟”。埃及：新能源發(fā)展首選核能。（一）原子核能（NuclearEnergy）1、原子核能的概念及種類

（1）原子核能的概念原子核能：是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放出的能量，習慣上稱作核能或原子能。（2）核反應(yīng)的概念核反應(yīng)（Thenuclearreaction）：人工制造的原子核結(jié)構(gòu)變化過程。二、可開發(fā)的新能源種類（3）核反應(yīng)的種類核裂變反應(yīng)：是重元素的原子核發(fā)生分裂的反應(yīng)。核聚變反應(yīng)：是氫元素的原子核發(fā)生聚合的反應(yīng)。核反應(yīng)種類這兩種反應(yīng)所釋放出來的巨大能量，在原子彈爆炸（核裂變）和氫彈爆炸（核聚變）中得到了證明。

（4）核裂變反應(yīng)（NuclearFission）核裂變：重金屬元素鈾-235的原子核吸收一個中子后產(chǎn)生核反應(yīng)，使這個重原子核分裂成兩個（極少情況下會是3個）更輕的原子核以及2-3個自由中子，還有β和γ射線和中微子，并釋放出巨大的能量，這一過程稱為核裂變。1千克鈾-235的全部核的裂變將產(chǎn)生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發(fā)電站運轉(zhuǎn)1,000小時)，與燃燒300萬噸煤釋放的能量一樣多。核裂變產(chǎn)生的β粒子輻射是質(zhì)子輻射，穿透性較強。γ射線是光子輻射，穿透性最強。

輻射會傷害人體，劑量過大會使人嘔吐、頭暈，輻射會讓細胞、甚至基因受損，影響新陳代謝，嚴重的會直接殺死細胞；裸露皮膚與放射性物體接觸后會造成皮膚癌等各種輻射病，無藥可治。核輻射同樣引起植物的異常生長。

（5）裂變的鏈式反應(yīng)（Thefissionchainreaction）裂變的鏈式反應(yīng)：當中子轟擊鈾-235原子核時，一部分鈾-235原子核吸收中子而發(fā)生裂變。如果鈾-235核裂變產(chǎn)生的中子又去轟擊另一個鈾-235將再引起新的裂變，如此不斷地持續(xù)進行下去，就是裂變的鏈式反應(yīng)。圖為：重核裂變的鏈式反應(yīng)圖。（6）核聚變反應(yīng)（NuclearFusion）核聚變（又稱核融合）：是指由質(zhì)量小的原子，比方說氘和氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。氘（dao）：氫的同位素之一。也叫重氫。氚（chuan）：氫的同位素之一，也叫超重氫。

圖為：核聚變示意圖。核聚變反應(yīng)主要借助氫同位素，核聚變不會產(chǎn)生核裂變所出現(xiàn)的長期和高水平的核輻射，不產(chǎn)生核廢料，當然也不產(chǎn)生溫室氣體，基本不污染環(huán)境。（7）核反應(yīng)堆（NuclearReactor）核反應(yīng)堆：是一種啟動、控制并維持核裂變或核聚變鏈式反應(yīng)的裝置。相對于核武爆炸瞬間所發(fā)生的失控鏈式反應(yīng)，在反應(yīng)堆之中，核變的速率可以得到精確的控制，其能量能夠以較慢的速度向外釋放，供人們利用。核反應(yīng)堆的用途：最重要的是產(chǎn)生熱能，用以代替其他燃料，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電或驅(qū)動航空母艦等設(shè)施運轉(zhuǎn)。當前（截至2011年）全部商業(yè)核反應(yīng)堆都是基于核裂變的，其裂變產(chǎn)物可以生產(chǎn)核武器之中使用的钚。

2、原子核能的利用原子彈爆炸

核電站（1）原子彈

（Theatomicbomb）

原子彈中的核燃料是高濃縮鈾（濃度達93%）或钚。將彈殼內(nèi)鈾塊（或钚塊）分成各自低于臨界質(zhì)量的兩部分，但總質(zhì)量超過臨界質(zhì)量。原子彈爆炸時，首先引爆裝在鈾燃料外部的普通TNT炸藥層，其沖擊力會把兩塊鈾235壓聚在一起，超過臨界質(zhì)量的鈾塊立即會產(chǎn)生雪崩似的鏈式反應(yīng)，即發(fā)生核爆炸。臨界質(zhì)量：在一定體積內(nèi)，鈾應(yīng)具有足夠的量維持鏈式反應(yīng)，這最低的量叫做臨界質(zhì)量。核子武器在引爆以前必須維持在次臨界。鈾235臨界質(zhì)量為52kg，钚239為10kg。原子彈示意圖圖為：原子彈爆炸9月3日??！合法擁核國家：中國、美國、俄羅斯、法國、英國。非法擁核國家：印度、巴基斯坦、朝鮮。匿核國家：以色列、伊朗、日本。（2）氫彈（hydrogenbomb）氫彈：核武器的一種，是利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘、氚等質(zhì)量較輕的原子的原子核發(fā)生核聚變反應(yīng)（熱核反應(yīng)）瞬時釋放出巨大能量的核武器，又稱聚變彈、熱核彈、熱核武器。氫彈的示意圖氫彈爆炸氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同，但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級TNT當量，氫彈的威力則可大至幾千萬噸級TNT當量。其戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)性能比原子彈更好，用途更廣泛，其爆炸達到的溫度約為3.5億度，遠遠高于太陽中心溫度（約1500萬度）。放射性污染較嚴重。

圖為：氫彈爆炸。（3）核電站（nuclearpowerplant）核電站：是利用原子核裂變反應(yīng)放出的核能來發(fā)電的裝置。右圖：英國的原子能發(fā)電站。核電站主要由兩部分組成核島：是反應(yīng)裝置及冷卻裝置，其核心為一個反應(yīng)堆，是維持和控制核裂變反應(yīng)的裝置，在內(nèi)部實現(xiàn)核能轉(zhuǎn)換為熱能。釋放出的熱能由一回路系統(tǒng)冷卻劑帶出，用以產(chǎn)生蒸汽。整個閉路系統(tǒng)被稱為核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，也叫核島，相當于常規(guī)火電廠的鍋爐系統(tǒng)。常規(guī)島：由蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回路系統(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。核電站示意圖

1千克鈾235的原子核所釋放出來的熱量，大約相當于2800噸（2800000千克）標準煤燃燒時所放出的熱量。建造一座發(fā)電量為100萬千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補充的核燃料為30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300多萬噸煤。運輸這些煤炭，平均每天要用20噸的大卡車運480車才夠；或要開三列火車，每列火車掛40節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。原子核能的利用價值核能發(fā)電1954年蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站奧布靈斯克核電站蘇聯(lián)的核能燈塔世界核電站分布圖（2014）在去年全世界正在運行的核電站中，美國最多，達104座；法國59座，英國和俄羅斯也都在30座以上。目前世界最大的核電站是日本福島核電站，總裝機容量8814萬千瓦，2011年3月11日因地震、海嘯發(fā)生爆炸。世界各國核電站數(shù)量排名（2014）排名國家和地區(qū)運營核電站

數(shù)量在建核電站

數(shù)量籌建核電站

數(shù)量1

美國1041112

法國58113

俄羅斯3310174

韓國(ROK)23455

印度207186

加拿大17327

英國16048

中國大陸1525519

烏克蘭150210

瑞典100011

德國90012

西班牙80013

比利時70014

捷克60215

中國臺灣62116

瑞士50017

芬蘭41018

匈牙利40019

斯洛伐克42020

巴基斯坦320

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2020年中國電力總裝機容量預(yù)計為9億千瓦時，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國核電在2020年時將為3600-4000萬千瓦。也就是說，到2020年中國將建成40座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。3、我國核能發(fā)展趨勢中國2014年核電站分布圖位于廣東省深圳市龍崗區(qū)大鵬半島大亞灣核電站。

2003年建成，地處浙江省海鹽縣。2015年1月現(xiàn)有的9臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電，總裝機容量達到656.4萬千瓦，年發(fā)電量約500億千瓦時。目前國內(nèi)核電機組數(shù)量最多、堆型最豐富、裝機最大的核電基地。

圖為：秦山核電站中國秦山核電站1986年4月26日切爾諾貝利核事故！烏克蘭普里皮亞季鄰近的切爾諾貝利核電廠的第四號反應(yīng)堆發(fā)生了爆炸。連續(xù)的爆炸引發(fā)了大火并散發(fā)出大量高能輻射物質(zhì)到大氣層中，爆炸最終導致20多萬平方公里的土地受到污染。所釋放出的輻射線劑量是二戰(zhàn)時期爆炸于廣島的原子彈的400倍以上。被稱作歷史上最嚴重的核電事故。切爾諾貝利城因此被廢棄。

核的災(zāi)難2011年3月11日，日本福島核電站爆炸！

受日本大地震和海嘯的影響，福島第一核電站損毀極為嚴重，大量放射性物質(zhì)泄漏到外部。日本東京電力公司2013年11月20日宣布，將對福島第一核電站第五和第六座核反應(yīng)堆實施封堆作業(yè)。福島第一核電站將完全退出歷史舞臺。美國的核動力航母美國的“企業(yè)”號航母上裝備核動力裝置，使航空母艦具有更大的機動性和驚人的續(xù)航力，更換一次核燃料可連續(xù)航行10年（50萬海里）。國家現(xiàn)役后備建造中美國1013意大利200中國102英國102印度202俄羅斯100法國100巴西100泰國100總計2019世界航母一覽表（2015年）（二）太陽能（SolarEnergy）太陽能：是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，是太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是太陽光線。

廣義的太陽能所包括的范圍非常大：生物質(zhì)能、化石燃料能（如煤、石油、天然氣等）、風能、水能、海洋能等歸根結(jié)底也是來源于太陽的輻射能。所以人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。

太陽能的優(yōu)點：（1）普遍：太陽光普照大地，處處皆有，可直接開發(fā)和利用，無須開采和運輸。（2）無害：開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。（3）巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬世界上可以開發(fā)的最大能源。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分。（4）長久：根據(jù)太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命約為幾十億年，可以說太陽的能量是用之不竭的。太陽能的缺點：（1）分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量很大，但是能流密度很低。需要面積相當大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價較高。（2）不穩(wěn)定性：受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制及陰、雨等氣象因素的影響，為了使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，必須解決蓄能問題，但目前蓄能也是較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。（3）效率低和成本高：太陽能利用裝置效率偏低（現(xiàn)在的實驗室利用效率也不超過30%），成本較高，經(jīng)濟性還不能與常規(guī)能源相競爭。太陽能利用的發(fā)展，主要受到經(jīng)濟性的制約。1、太陽能的利用方式

人類對太陽能的開發(fā)直接利用的太陽能，主要有：光熱轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換光化學轉(zhuǎn)換

（1）光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)

光－熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的概念：是將太陽輻射的能量通過各種集熱部件轉(zhuǎn)變成熱能后被直接利用。

光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展概況：我國戰(zhàn)國時期就已使用凹面鏡聚集太陽能去點火。1837年英國人赫胥黎首次使用太陽灶燒飯。1875年出現(xiàn)了太陽能熱水器。在光熱轉(zhuǎn)換中，當前應(yīng)用范圍最廣、技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最好的是太陽能熱水器的應(yīng)用。光熱轉(zhuǎn)化的類型光－熱轉(zhuǎn)換可分為低溫（100℃～300℃）與高溫（300℃以上）兩種。低溫的用于工業(yè)用熱、制冷、空調(diào)、烹調(diào)等。高溫的用于發(fā)電、材料高溫處理等。太陽灶：是利用太陽能輻射，通過聚光獲取熱量，進行炊事烹飪食物的一種裝置。圖為：太陽灶。

太陽能熱水器的集熱原理陽光穿過吸熱管的第一層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上，將太陽光能的熱量吸收，由于兩層玻璃之間是真空隔熱的，熱量不能向外傳，只能傳給玻璃管里面的水，使玻璃管內(nèi)的水加熱。加熱的水變輕沿著玻璃管受熱面往上進入保溫儲水桶，桶內(nèi)溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進入玻璃管補充，如此不斷循環(huán)，使保溫儲水桶內(nèi)的水不斷加熱。太陽能熱水器集熱原理

太陽能熱水器

（2）光電轉(zhuǎn)換技術(shù)

光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的概念：是利用光電效應(yīng)把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，使用的是太陽能電池。

太陽能電池：是利用半導體材料的光電效應(yīng)（光生伏特效應(yīng)），將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。太陽能電池的種類：有單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、硫化鎘電池和有機半導體電池等。圖為：太陽能路燈

太陽能電池的應(yīng)用硅太陽能電池已成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船和星際空間站等宇宙飛船的主要能源之一。太陽能電池還可以用來驅(qū)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。圖為：太陽能汽車。

太陽能還可以用來發(fā)電。太陽能發(fā)電的基本裝置就是太陽能電池：當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當許多個電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就成為比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能發(fā)電的優(yōu)點：太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點。太陽能發(fā)電的缺點太陽照射的能量分布密度小，要占用巨大面積；獲得的能源受四季、晝夜及陰晴等氣象條件限制。以目前的科學技術(shù)來講，利用太陽能來發(fā)電，設(shè)備成本高，太陽能利用率卻較低，主要用在一些特殊環(huán)境下，如衛(wèi)星等。航天器太陽能發(fā)電原理圖

光伏板組件：是一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由半導體物料（例如硅）制成的固體光伏電池組成。美國內(nèi)華達州和加州交界的Mojave沙漠中的太陽能發(fā)電站。伊萬帕太陽能發(fā)電站：

2014年2月13日，世界上最大的太陽能發(fā)電站開始運行。由NRG能源公司、谷歌公司和BrightSource能源公司合作經(jīng)營的。其產(chǎn)生的電力可供給14萬戶家庭使用。17.3萬個高效鏡子將陽光反射到140米的高塔頂端，產(chǎn)生的熱量驅(qū)動蒸汽輪機發(fā)電。某種意義上，這是阿基米德用鏡子燒毀戰(zhàn)船傳說的復(fù)興。圖為：太陽能發(fā)電站。日本太陽能電力公司Kyocera建造的水上太陽能發(fā)電站。韓國春川太陽能電站

春川以雪景聞名，因優(yōu)美的湖光山色，被譽為“韓國最適合居住的城市”。韓國春川太陽能電站被譽為全球最美麗的光伏電站。中國有7座太陽能發(fā)電站。太陽能發(fā)電站分為：光伏（電）發(fā)電、光熱發(fā)電。

光伏發(fā)電站：上海崇明（1MW)、內(nèi)蒙古鄂爾多斯（25KW)、甘肅敦煌（10MW）、青海柴達木盆地（1GW)、四川西昌（10MW）。光熱發(fā)電站：南京江寧（7KW)、北京延慶（10MW）。

光化學轉(zhuǎn)換：是光與物質(zhì)相互作用引起化學反應(yīng)的過程。

綠色植物的光合作用就是光化學轉(zhuǎn)換的過程。人類可以控制的光化學轉(zhuǎn)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面，在電解液內(nèi)形成電流，并使水電離直接產(chǎn)生氫和氧的電池，這里所生成的氫和氧的光化學過程實質(zhì)上是“光－電－化學”過程，而不是直接的光－化學過程。

（3）光化學轉(zhuǎn)換技術(shù)太陽能的其他應(yīng)用實例圖為：太陽能計算器“皇明日月壇微排大廈”是2010年第四屆世界太陽城大會的主會場。它綜合應(yīng)用了多項太陽能新技術(shù)，如吊頂輻射采暖、制冷、光伏發(fā)電、光電遮陽、游泳池節(jié)水、雨水收集、中水處理系統(tǒng)、滯水層跨季節(jié)蓄能等技術(shù)。德州皇明蔚來城：以環(huán)保節(jié)能為標準，以科技為載體。2014年德州學院機電學院研制的太陽能三輪電動車（三）風能（ThewindEnergy）下圖：風力發(fā)電1、風能的概念風能：是指空氣的動能。2、風的形成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從而形成風。所以風能是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化過來的。3、風能的開發(fā)價值（1）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1.3×1012kW，但目前開發(fā)利用的只是極少的一部分。據(jù)估計，全世界每年燃燒所獲得的能量不及風力1年內(nèi)提供的能量的1/1000。

我國風能儲量估計為1.6×109kW，在世界上排位第三，可開發(fā)利用的約為1/10。

可以有效利用的風速范圍為3m/s～20m/s。（2）風能具有明顯的優(yōu)勢，蘊量大、分布廣、可再生、無污染。（3）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、邊遠地區(qū)、草原牧場以及遠離電網(wǎng)的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。風力提水：風車的使用。

風帆助航：風帆的使用。

風力發(fā)電：風力發(fā)電站。4、風能的應(yīng)用荷蘭風車荷蘭地勢低洼，積水嚴重。處在西風帶上，風力強勁，荷蘭人利用風能，造風車來為田地排水，并帶動磨坊碾盤工作。圖為：澳大利亞風力發(fā)電圖為：海上風能的應(yīng)用丹麥“號角礁”海上風力發(fā)電站：由于葉片的轉(zhuǎn)動，每個葉片后面都形成了美麗的尾跡云。我國風能、太陽能資源分布圖圖為：達坂城風力發(fā)電站

2015.8.13攝于張北草原天路2001-2013年全球風電累計裝機容量及增長率分析按照2013年底的風電累計裝機容量計算，全球前五大風電市場依次為中國、美國、德國、西班牙和印度，在2001年至2013年間，上述5個國家風電累計裝機容量年均增長率如下表所示：

（四）海洋能（OceanEnergy）1、海洋能的概念海洋能：指蘊藏在海洋中的可再生能源，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。海洋占地球面積的71%，卻集中了地球上97%的水量。2、海洋能技術(shù)的概念海洋能技術(shù)：是將海洋能轉(zhuǎn)換成電能或機械能的技術(shù)。

3、海洋能的利用

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)展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。

海洋能主要被轉(zhuǎn)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。目前有效開發(fā)利用的是潮汐發(fā)電。

4、潮汐（Thetides）潮汐：是在月球和太陽引力作用下，海洋水面周期性的漲落現(xiàn)象。形成原因是月球和太陽對地球上不同部分產(chǎn)生的引力差異。潮汐能成因示意圖加拿大芬地灣-世界上潮汐落差最大的海灣浙江錢塘江大潮：8月17日，錢塘江北岸沿線大潮洶涌。

潮汐能

潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，潮差在我國沿海最大可達7m～8m，利用潮汐能的最普遍形式是潮水漲落發(fā)電。

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庫，在潮差比較大的海灣或河口處構(gòu)筑攔潮蓄能大壩，形成水庫，并在堤壩內(nèi)裝上水輪發(fā)電機組。利用漲、落潮，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。

潮汐水庫電站的實際應(yīng)用更為廣泛。漲潮時退潮時潮汐電站工作原理國外三大著名潮汐電站

地點建成年代裝機容量（kW）設(shè)計水頭（m）機組數(shù)法國朗斯河口19662400005.624俄羅斯基斯洛灣196820001.355加拿大芬地灣1980200005.51法國朗斯潮汐電站

站名建成年代裝機容量（kW）設(shè)計水頭(m)機組數(shù)浙江岳普197115003.54浙江海山19751502.02廣東甘竹灘19755001.311山東白沙口19789601.26浙江江廈198032003.05福建幸福洋198912803.024國內(nèi)已（曾）運行的潮汐電站曾在全世界長期排名第三位的江廈潮汐電站（五）地熱能（GeothermalEnergy）1、地熱能的概念地熱能：是來自地球深處的可再生性熱能，它起于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地球內(nèi)部推測溫度分布曲線圖為：西藏阿里地區(qū)地熱田圖為：地熱應(yīng)用形式：地下熱水、地熱蒸氣。應(yīng)用范圍：發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等。（1）200～400℃直接發(fā)電及綜合利用。

（2）150～200℃雙循環(huán)發(fā)電，制冷，工業(yè)干燥，工業(yè)熱加工。

（3）100～150℃雙循環(huán)發(fā)電，供暖，制冷，工業(yè)干燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品。

（4）50～100℃供暖，溫室，家庭用熱水，工業(yè)干燥。（5）20～50℃沐浴，水產(chǎn)養(yǎng)殖，飼養(yǎng)牲畜，土壤加溫，脫水加工。2.地熱能的具體應(yīng)用

工業(yè)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。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上：地熱能可用于溫室育苗、栽培作物、養(yǎng)殖禽畜和魚類等。

浴用醫(yī)療方面：人們早就用地熱礦泉水醫(yī)治皮膚病和關(guān)節(jié)炎等，不少國家還設(shè)有專供沐浴醫(yī)療用的溫泉。

地熱能因價廉、清潔，被稱為是“21世紀的能源”，利用前景十分廣闊。西藏羊八井地熱電站—我國最大的地熱電站圖為：地熱養(yǎng)殖各地還利用地熱大力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，如培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等。

科羅拉多州地熱種植地熱之國——冰島

冰島開發(fā)利用得最好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個地熱供熱系統(tǒng)，現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善，每小時可從地下抽取7740噸80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由于沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽為“世界上最清潔無煙的城市”。冰島的地熱能系統(tǒng)冰島地熱供暖系統(tǒng)冰島溫泉洗浴（六）生物質(zhì)能（BiologicalEnergy）1、生物質(zhì)能的概念生物質(zhì)能：是指通過植物的光合作用而將太陽輻射能量以一種化學能（生物質(zhì)）形式儲存在生物體內(nèi)部的能源。太陽能照射到地球后，一部分轉(zhuǎn)化為熱能，一部分被植物吸收，轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能。

2、生物質(zhì)的概念從廣