绿色能源和清洁能源

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1、绿色能源和清洁能源四（6）班 杨卿语指导老师：崔超 水能n中文名称：水能资源 英文名称：hydropower resources 其他名称：水力资源 定义：以势能、动能等形式存在于江河湖海中水体的能量资源。 所属学科：水利科技（一级学科）；水力发电（二级学科）；水能利用（三级学科）水能资源指水体的动能、势能和压力能等能量资源 。是自由流动的天然河流的出力和能量，称河流潜在的水能资源，或称水力资源。 广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。水能是一种可再生能源（见新能源与可再生能源）。 到20世纪90年代初，河流水能是人类大规模利用的水能资

2、源；潮汐水能也得到了较成功的利用；波浪能和海流能资源则正在进行开发研究。 风能n风能就是空气的动能，是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。地球上和大气中，各处接收到的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此在各处的温度也不同，这就造成了气压的差别。大气便由气压高的地方向气压低的地方流动。水平方向的大气流动就是风，所以，风的能量是由太阳辐射能转化来的。人类可利用的自然界风能为风能资源。风能是空气水平运动产生的动能，是地球上的一种自然资源。它本质上来源于太阳辐射造成的地球大气的运动，因此它属广义的太阳能的一种，又由于其有“周而复始，可以再生”的特点，故又归属于“可再生能源”。n风

3、能资源在地球各地的分布主要取决于该地区的风速大小，其次与该地区上空空气密度有关。世界气象组织于1981年发表了全世界范围风能资源估计分布图，按平均风能密度和相应的年平均风速将全世界风能资源分为10个等级。8级以上的风能高值区主要分布于南半球中高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上，大陆上风能则一般不超过7级， 其中以美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区等多风地带较大。中国的风能资源在全球各国属中等水平，主要风能资源丰富带分布于东南沿海和内蒙古、甘肃等北部高平原地区。 核能n核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特爱因斯坦的方程E=

4、mc，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核核能发电:n 核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。 n 核能发电 n nuclear electric power generation n 利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱

5、和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。n 简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20 座核电站，装机容量1279兆瓦（电）。由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。到1991年，全

6、世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16。世界上第一座核电站苏联奥布宁斯克核电站.n 中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧n 核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一

7、个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。 地热能n这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引发火山爆发及地展的能量。地热能集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。n地热能也是太阳能、生物质能等新能源家族中的重要成员，是一种无污染或极少污染的清洁绿色能源。地热资源集热、矿、水为一体，除可以用于地热发电以外，还可以直接用于供暖、洗浴、医疗保健、休闲疗养、农业养殖、纺织印染、食品加工等。此外，地热资源的开发利用可带动地热资源勘查、地热井施工、地热装备生产、水处理、环境工程及餐饮、旅游度假等产业的发展。我国地热资源丰富，开发地热

8、这种新的清洁能源刻不容缓。n地热开发需谨慎地热能的分布相时来说比较分散，开发难度大，开发地热不当也会引发灾难。通常人们认为，地震是由于地球板块的运动引起的，但发生在巴塞尔的一系列轻量级地震表明，人为的原因也能导致地震。瑞士巴塞尔在钻井开采地热过程中引发了里氏3.4级的地震，造成了 当地居民的恐慌。由于人类对岩策层附近液体的构成还一无所知，因此至少需要10年的研究才有可能将上述地热能转化成可利用的能量。尽管如此，巨大的地热能前景广阔。 生物能n生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像当于目前人类消耗矿

9、物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料 。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达 2x1011t ，含能量达 3x1021j。n生物能n生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料 。地球上每年植物光合作用固定的碳达 2x1011t ，含能量达 3x1021j。 太阳能n太阳能指太阳内部发生热核

10、反应释放出来的能量。太阳是一颗硕大、炽热的恒星，不断进行着热核反应，辐射出大量的能量，其中一部分能量到达地球。太阳到达地球的能量很大，一部分为植物利用，转化为生物能，一部分则作用于水的蒸发，转化为水能，还有很多能量被白白浪费掉。太阳是巨大的天然能源，利用太阳能具有广阔的前景。为了更有效地利用太阳能，把太阳光转换成热、电、化学能等，科学家们研究用大面积光装置将太阳能集中起来，转化为水能或电能，已经设计制造了多种太阳能设备。n太阳能发电是一种清洁型能源系统，可直接利用太阳光发电。几乎适用于任何地方大型建筑物、工厂和住宅楼。商业和个人用户均能享受到太阳能发电的好处。太阳能发电是一种清洁型能源系统，可

11、直接利用太阳光发电。几乎适用于任何地方大型建筑物、工厂和住宅楼。商业和个人用户均能享受到太阳能发电的好处。太阳能发电是一种清洁型能源系统，可直接利用太阳光发电。几乎适用于任何地方大型建筑物、工厂和住宅楼。商业和个人用户均能享受到太阳能发电的好处。太阳的能源问题一向很吸引人。最早有人提出太阳能量是由其自身物质向中心收缩产生的。然而，这 样的能源只可维持大约3000万年,而地球上最古老的岩石年龄已有38亿年了。此后的一些假说，同样难以自圆其说。后来人们才知道，太阳能源来自它直径不到50万千米的核心部分，其核心温度极高，压力极大，发生了热核反应：每4个氢原子核结合成一个氦原子核，同时释放出巨大的能量

12、。这一过程足足可以进行100亿年。太阳能指太阳内部发生热核反应释放出来的能量。太阳是一颗硕大、炽热的恒星，不断进行着热核反应，辐射出大量的能量，其中一部分能量到达地球。太阳到达地球的能量很大，一部分为植物利用，转化为生物能，一部分则作用于水的蒸发，转化为水能，还有很多能量被白白浪费掉。太阳是巨大的天然能源，利用太阳能具有广阔的前景。为了更有效地利用太阳能，把太阳光转换成热、电、化学能等，科学家们研究用大面积光装置将太阳能集中起来，转化为水能或电能，已经设计制造了多种太阳能设备 沼气能n 沼气（Biogas）是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。由于这种气体首先在沼泽地被发现，故名沼气。沼

13、气是多种气体的混合物，一般含甲烷5070，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。其特性与天然气相似。空气中如含有8.620.8（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。n 沼气是一些有机物质（如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物）在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。沼气是气体的混合物，其中含甲烷6070，此外还含有二氧化碳、硫化氢、氮

14、气和一氧化碳等。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。 n 要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的条件，使它能生存、繁殖。沼气池必须符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持2040，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有

15、充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池的pH值一般控制在78.5。 潮汐能n只要你在海边观察，就会发现海面总是按时涨上来，又按时退下去，天天如此，年年如此，永不停顿，这就是潮汐，人们把白天海水的涨落叫做潮，晚上海水的涨落叫做汐。 n大洋潮汐是在月球、太阳等天体引力作用下所产生的，在万有引力的作用下，月亮对地球上的海水有吸引力，人们把吸引海水涨潮的力叫引潮力，地球表面各地离月亮的远近不一样，所以，各

16、处海水所受的引潮力也出现差异，一般正对着月亮的地方引潮力就大，而背对着的月亮的海水所受引潮力变小，离心力变大了，海水在离心力的作用下，象背对月亮那面跑，于是也会出现长潮，由于天体是运动的，各地海水所受的引潮力不断在变化，使地球上的海水发生了时涨时落的运动，从而形成了潮汐现象。 潮汐是非常守时的，它几乎和时钟一样准，月亮绕地球一周是24小时48分钟，潮汐的周期也是24小时48分钟，一昼夜之间大部分海水有一次面象月亮，一次背对月亮，海水自然有两次涨落。 n我们知道潮汐现象是月亮起主导作用，但也不能忽略太阳的影响，在天体运动过程中，月亮、地球和太阳形成直角时，由于月球和太阳的引潮力，相互抵消了一部分

17、，海面的涨落差距很小，这就是小潮，当太阳、月亮和地球处在一条直线上时，月亮引潮力和太阳的引潮力齐心合力，引潮力就大，这就是大潮，每年春分和秋分的季节，地球离 太阳最近，加上月亮的力量，就形成特大潮，闻名于世的钱塘江大潮，就发生在秋分时节，每到涨潮时，钱塘江会掀起巨大波涛，如万马奔腾其惊险壮观，堪称天下一绝。 n潮汐的变化直接影响着人们的生活，象军事、远洋航海、海上捕鱼、海水养殖，海洋工程及沿岸各类生产活动都受潮汐的影响，为了掌握潮汐的规律，对潮汐的研究从来没有停止过，在我国沿海分布着许许多多大大小小的海洋站，这些海洋站随时记录着当地潮汐的情况，潮位的变化，并且，将这些信息及时准确地传达到国家海洋信息中心，海洋信息的专家们根据这些信息进行分析、计算，并制作出我国及世界各地主要港口潮汐时刻表，做到三年早知道，供各类产生部门使用。 n潮汐中还蕴藏着巨大能量，潮汐发电就是靠潮汐的落差来实现的，目前，我国建成了十多座潮汐电站，1980年建成的江厦潮汐电站，每年可发电10700万度，由于潮汐电站既不浪费能源，也不污染环境，因而，给人们带来无限光明和利益