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這是一個關(guān)于太陽能與地?zé)崮芙榻BPPT,這節(jié)課主要是了解什么是新能源?為什么要開發(fā)新能源?了解新能源種類,我國太陽能資源儲量與分布,以及太陽輻射,到達地面的太陽輻射等等介紹。太陽能(Solar Energy),一般是指太陽光的輻射能量,在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。太陽內(nèi)部高溫核聚變反應(yīng)所釋放的輻射能,其中約二十億分之一到達地球大氣層,是地球上光和熱的源泉自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存,而自古人類也懂得以陽光曬干物件,但在化石燃料減少下,才有意把太陽能進一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢能等等。太陽能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能,來自太陽的輻射能量,歡迎點擊下載太陽能與地?zé)崮芙榻BPPT哦。
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第四章 新能源:太陽能、地?zé)崮?span style="display:none">RgP紅軟基地
——永恒的動力之源
——揭開遠古的奧秘
太 陽 能
一、是人類可以利用的最豐富能源,取之不盡,用之不竭。據(jù)估計,在過去漫長的11億年中,太陽僅消耗了它本身能量的2%。二、到處都有太陽能,可就地開發(fā)利用,無運輸問題。三、是潔凈能源,無廢渣、廢水、廢氣等污染和公害。
缺點:
太陽能利用
太陽能利用主要包括太陽能熱利用和光利用。
太陽能熱利用: 太陽能熱水、供暖和制冷;太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品、藥材和木材;太陽能淡化海水;太陽能熱動力發(fā)電等。
太陽能光利用:太陽能光伏發(fā)電和太陽能制氫。
ξ1 太陽輻射
太陽是一個灼熱的氣態(tài)球體,主要組成氣體:氫(80%),氦(19%)。
太陽外部是一光球?qū)樱瑴囟葹?762K。
根據(jù)目前太陽產(chǎn)生核能的速率計算,其氫的儲量可維持600億年。
地球上每年接收的太陽能相當(dāng)于目前地球上每年燃燒的固、液、氣燃料的3.5萬倍。因此,研究開發(fā)和利用太陽能已經(jīng)成為人類科學(xué)技術(shù)永恒的話題。
Represents the entire electromagnetic radiation (visible light, infrared, ultraviolet, x-rays, and radio waves)
ξ2 到達地面的太陽輻射
直射:直接來自太陽輻射方向的那部分輻射。
漫射:被大氣反射和散射后方向發(fā)生變化的那部分太陽輻射。
到達地面的太陽輻射主要受大氣層的影響,
大氣的狀況和大氣質(zhì)量對到達地面的太陽輻射也有影響。太陽輻射穿過大氣層的路程長短與太陽輻射的方向有關(guān)。
輻射到地球的太陽能
太陽是一個多層的有不同波長發(fā)射和吸收的輻射體
ξ3 太陽能利用技術(shù)
太陽內(nèi)部的高溫核聚變反應(yīng)是氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹さ倪^程,所釋放的能量為輻射能。
太陽向宇宙空間發(fā)射的輻射功率約3.8×1023kw。
對于太陽照射到地球陸地的能量,按照現(xiàn)有的技術(shù)僅僅開發(fā)利用其中的不足千分之一。
人們直接利用太陽能主要體現(xiàn)在三大技術(shù)領(lǐng)域;光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換、光化學(xué)轉(zhuǎn)換。
一、太陽能熱利用
(1)平板集熱器:
不聚光,吸收太陽輻射的面積與采集太陽輻射的面積相等,并能利用太陽的直射成分和漫射成分。
它吸收太陽輻射的面積與采集太陽輻射的面積相等,能利用太陽的直射和漫射輻射。
入射的太陽輻射透過蓋層到達吸收器,經(jīng)表面吸收并傳遞給通道中流體。
平板集熱器吸熱體:吸收太陽能并將內(nèi)部流體加熱透明蓋板:減少集熱板與環(huán)境之間的散熱保溫材料:防止集熱器向周圍散熱外殼:集熱器的骨架目前主要技術(shù)方向:減少集熱器熱損失、涂層材料改進、應(yīng)用真空技術(shù)
(2)聚光型集熱器
由聚光器和接受器、跟蹤系統(tǒng)組成
自然光經(jīng)聚光器聚集到吸收器上,加熱吸收器中集熱介質(zhì);跟蹤系統(tǒng)根據(jù)太陽的方位隨時調(diào)節(jié)聚光器的位置,以保證聚光器的開口面與入射太陽光垂直。
為了更有效地利用太陽能必須提高入射陽光的能量密度,使之聚焦在較小的集熱面上,以獲得較高的集熱溫度,并減少散熱損失,
用特殊的鏡反射器或折射器把太陽聚集向特定位置的吸收器表面上,以提高吸收器上的能流密度,可以獲得高溫,并減少熱損失。
聚光器:匯聚陽光的光學(xué)部件
成像聚光器;在聚光器上形成太陽像。要求跟蹤太陽,精度要求高
非成像聚光器:在吸收器上不產(chǎn)生太陽像,來自太陽的輻射分布在吸收器上的各個部分
面積聚光比:
在聚光器面積(Aa)一定時,提高聚光比,有利于改善熱性能
接受器
吸收太陽輻射并轉(zhuǎn)換為別種能量的部件
吸收器:
圓板、園柱:直徑 = 太陽像尺寸;
長度 = 聚光器長
反射器固定,吸收器跟蹤太陽,始終與太陽光平行,太陽光聚集在一直線上
蓋層
絕熱結(jié)構(gòu)
2、太陽能熱水器
太陽熱水器于20年代流行于美國的西南部地區(qū)。
在美國北部,每平方公尺的太陽能熱接收器,每6個月可節(jié)省30.5公升的熱氣用的汽油,或是215kW•h的電力。
用途:
生活用水
工業(yè)生產(chǎn)過程用水
低溫?zé)釀恿ρb置的熱源
太陽能熱水系統(tǒng):
集熱器
蓄熱裝置
循環(huán)管路
控制設(shè)備
輔助能源及工質(zhì)循環(huán)泵
按水的流動方式分類:
循環(huán)式:
自然循環(huán)式:熱虹吸原理、在回路中循環(huán)
強制循環(huán)式:借助水泵壓頭使水循環(huán)加熱
直流式:水直接流過集熱器被加熱
整體式(悶曬式):集熱器與儲水箱的結(jié)合體,是具有黑色吸熱面的儲水箱。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、家庭型。水在集熱器中不流動,受熱升溫后直接使用。
自然循環(huán)式熱水系統(tǒng)
強制循環(huán)熱水系統(tǒng)
直流式熱水系統(tǒng)
太陽能熱水器
3、太陽能采暖
主動式:利用太陽能集熱器和相應(yīng)蓄熱裝置作為熱源
被動式:依靠建筑物結(jié)構(gòu)本身充分利用太陽能來采暖
太陽能建筑
被動式太陽房: 白天依靠太陽輻射,多余熱量作 為蓄熱吸收,夜間通過自然對流放熱。
陽光由涂黑的南墻吸收、蓄 熱,
夾層中通氣孔,熱空氣流通以采暖
采用雙層玻璃防止散熱;
主動式太陽房:備有輔助能源,可以進行主動調(diào)節(jié),采暖系統(tǒng)比較完備。
具有水泵、集熱回路中是熱水
能源過剩型主動太陽房
4.太陽灶
利用聚光系統(tǒng)將太陽輻射集中在一小面積上而獲得
高溫的設(shè)備。因太陽爐無雜質(zhì),可獲得3500℃的高溫。
世界上第一臺太陽灶的設(shè)計者是法國人穆肖。
我國第一臺太陽灶于1956年誕生在上海。
目前全國太陽灶的保有量達到30余萬臺,成為世界上推廣應(yīng)用太陽灶最多的國家。
聚光式:我國最常用,熱效率50%,功率1.0kw
反射鏡面材料:鍍銀玻璃、鍍鋁聚脂薄膜、竹編粘貼鋁箔(印度)
世界上最大的定日鏡型太陽爐的聚光器由9500塊
45cm*45cm背面鍍銀的平面鍵按拋物面形狀排列而成
5、太陽能海水淡化裝置
在1872年世界上第一座太陽能蒸餾器在智利誕生。
到1974年,世界上建造的大型太陽能蒸餾器已有25座。
頂棚式太陽能蒸餾器
利用溫室效應(yīng):太陽光透過頂層玻璃照射到黑色池底時,輻射能變?yōu)闊崮,海水蒸發(fā),上升到頂層玻璃時,冷凝成水珠,沿斜面下移。注入到淡水槽中,海水中鹽分濃集在池底。
6、太陽能干燥器
利用太陽能集熱器加熱,把物料中的水分蒸發(fā)和
排濕,以達到所要求的干燥程度。
70年代以后,世界上建成一批太陽能干燥裝置。
1976-1986年,我國各地建成60座左右太陽能干燥器。
溫室型:與花卉溫室相似,直接接受太陽能的輻射。
集熱器型:集熱器與干燥室分開?諝饧療崞靼芽諝饧訜岬揭欢囟群笏腿敫稍锸。
集熱器-溫室型:集熱器與溫室聯(lián)成一體。
7、太陽能制冷空調(diào)
1960年,世界上第一套太陽能氨一水吸收式空調(diào)系統(tǒng)在美國建成。
70年代以后,我國也開始進行太陽能制冷和空調(diào)研究,研制成幾臺小型實驗性制冰機。
太陽能制冷可分為兩大類:
先利用太陽能發(fā)電,再利用電能制冷
利用太陽能集熱器提供的熱能啟動制冷系統(tǒng)
太陽能吸收式制冷系統(tǒng)一般采用LiBr-H2O或氨水為工作介質(zhì)
8、太陽能熱動力發(fā)電 ——把太陽光輻射能轉(zhuǎn)換為熱能
太陽熱動力發(fā)電:用反射鏡把陽光聚集起來加熱水或其他的介質(zhì)使之產(chǎn)生蒸汽推動渦輪機等熱力發(fā)動機,再帶動發(fā)電機。
分散型:將拋物面聚光器配置成很多組,然后把集熱器串聯(lián)和并聯(lián)起來,以滿足所需的供熱溫度。
集中型:由平面鏡、跟蹤機構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列,定日鏡始終對準(zhǔn)太陽,把入射光反射到為于中心的塔頂?shù)慕邮芷魃稀?span style="display:none">RgP紅軟基地
近代太陽塔熱發(fā)電
槽式太陽能熱發(fā)電原理圖
槽式電站集熱器示意圖
塔式、槽式和碟式三種電站技術(shù)比較:
塔式電站和碟式拋物鏡集熱器分散布置式電站均為點聚焦,聚光倍數(shù)高達500以上。
但塔式電站的跟蹤代價高,碟式電站的能量集中代價大,二者受到了目前技術(shù)水準(zhǔn)的限制,實現(xiàn)商業(yè)化尚需時日。
槽式電站是線聚焦,聚光倍數(shù)小于100。但槽式電站跟蹤精度低,導(dǎo)致控制代價小,同時采用管狀吸收器,工作介質(zhì)受熱流動同時集中能量。槽式電站的總體代價相對小,經(jīng)濟效益相對提高,所以目前槽式電站發(fā)展迅速。
二、太陽光利用
太陽能光電轉(zhuǎn)換—通過光電器件將太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能。
利用光電效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的器件,也稱為光電池。
太陽電池1954年誕生于貝爾實驗室,1958年被用作為”先鋒1號”人造衛(wèi)星的電源。
常用電池按材料可分為:
晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、疊層串聯(lián)電池等。
單晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率在實驗室中已經(jīng)達到24.2%,工廠規(guī)模生產(chǎn)為12%。
多晶硅電池的效率達12%,成本為單晶硅的70%。
砷化鎵的轉(zhuǎn)換效率為18%,但價格較貴。
典型太陽電池的結(jié)構(gòu)
各種不同材料所吸收的太陽能光譜是不同的,將不同材料的電池串聯(lián)起來,可充分利用太陽的能量,提高太陽電池的效率。
太陽電池質(zhì)量輕,無活動部件,使用安全。既可是小型電源,又可組合為大型電站。
太陽能汽車、太陽能游艇、太陽能自行車、太陽能飛機都相繼問世,然而對人類最有吸引力的是所謂太空太陽站。
太空太陽電站的建立無疑將徹底改善世界的能源狀況,人類都期待這一天的到來。
空間太陽能發(fā)電
科學(xué)家設(shè)想的兩種方案:
建立太陽能發(fā)電衛(wèi)星,在衛(wèi)星上用太陽能發(fā)電。
將月球作為基地,建立太陽能電站
兩種構(gòu)想都是在地球外層空間利用太陽能發(fā)電,通過微波和激光能束將轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?span style="display:none">RgP紅軟基地
歷史進展
1968年,美國的Peter Glaser博士提出了空間太陽能電站(Space Solar Power Station,SSPS)的大膽設(shè)想,為人類解決能源與環(huán)境問題指出了一個重要方向。
空間太陽能電站的原型實際上是太陽能發(fā)電衛(wèi)星(Solar Power Satellite,SPS)。
空間太陽能發(fā)電的優(yōu)勢
傳遞電能的形式
空間太陽能發(fā)電的瓶頸
各國研究進展
太陽電池的應(yīng)用的主要領(lǐng)域
普通用戶的太陽能電源:
交通領(lǐng)域:
通訊/通信領(lǐng)域:
石油、海洋、氣象領(lǐng)域
太陽能建筑
其他領(lǐng)域包括:(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng);(3)海水淡化設(shè)備供電;(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。
3、太陽光化學(xué)轉(zhuǎn)換
太陽能的起點為太陽中心的熱核聚變。太陽能傳遞到地球上的能量只有一小部分被人們利用。因為人們能夠直接利用的太陽能大約只有照明和取暖,更多的太陽能要經(jīng)過形態(tài)的轉(zhuǎn)變才能被利用。
植物通過光合作用,可以把太陽光轉(zhuǎn)換為各種養(yǎng)分。
能夠由太陽能直接汲取能量的物質(zhì),只有綠色植物。綠色植物轉(zhuǎn)換太陽能的效率為0.1-5%。
4、太陽能的儲存與輸送
鹽水被太陽曬久了,湖底的溫度會越來越高,而難以通過湖水將熱再散發(fā)出去?茖W(xué)家據(jù)此認(rèn)為,可利用鹽水湖儲存太陽能。
美國科學(xué)家首次計劃在美國建立一項太陽能儲藏工程,將夏季的太陽能收集起來,供冬季使用。
厚粘土層作為儲藏太陽能的物質(zhì);
地下基巖和地下洞穴內(nèi)的水源為良好的儲存物質(zhì)。
太陽能貯存
太陽能貯熱 :
潛熱貯存 \化學(xué)貯熱\塑晶貯熱 \太陽池貯熱
氫能貯存
電能貯存
機械能貯存
太陽能資源及其開發(fā)利用特點
儲量的“無限性”:一年內(nèi)到達地球表面的太陽能總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤共約1.892×1013千億t,是目前世界主要能源探明儲量的一萬倍。太陽的壽命至少尚有40億年
存在的普遍性
利用的清潔性
利用的經(jīng)濟性:
太陽能取之不盡,用之不竭。
在目前的技術(shù)發(fā)展水平下,有些太陽能利用已具經(jīng)濟性。
我國太陽能利用現(xiàn)狀
我國已成為全球第三大光伏產(chǎn)品制造基地。在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)-太陽能電池制造上,我國已基本具備生產(chǎn)設(shè)備整線裝備能力。
在太陽能發(fā)電方面,我國還較落后。據(jù)統(tǒng)計,自1990年以來,我國太陽能發(fā)電市場增長率僅17%左右,遠遠低于世界同期30%-40%的年平均增長率。主要因為三大難題:發(fā)電成本高、無電價補貼政策、市場陌生。
太陽能的其他應(yīng)用還有太陽能建筑、太陽能空調(diào)、太陽能照明用具、太陽能灶、太陽能海水淡化等,在我國均有一定的發(fā)展。
我國太陽能利用現(xiàn)狀
2007年12月6日,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署舉行的氣候變化大會上宣布,中國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界第一。
據(jù)中國太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,截至2007年底,中國太陽能熱水器產(chǎn)量達2300萬平方米,總保有量達1.08億平方米,占世界的76%,成為全球太陽能熱水器生產(chǎn)和使用第一大國,且擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán),技術(shù)居國際領(lǐng)先水平。
山東在國內(nèi)太陽能熱水器的市場啟動最早。2006年,力諾瑞特、皇明等4家企業(yè)位居全國前10位,太陽能行業(yè)全國7家“中國名牌”中山東占3家。
科學(xué)院院士:太陽能時代即將到來來源:科學(xué)時報 2010-10-31
能源是國家發(fā)展的硬約束條件,只有可再生能源,才是真正“取之不盡,用之不竭”的能源。不論從當(dāng)前還是從長遠發(fā)展來說,中國都需要及早地過渡到可再生能源的開發(fā)利用上來。中國加強可再生能源的開發(fā)利用,是應(yīng)對日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題的必由之路,也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
首先在經(jīng)濟方面,它是開發(fā)西部的需要。西部地區(qū)可再生能源資源豐富,占全國資源總量的70%以上,發(fā)展可再生能源,必將帶動西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展,同時保護好西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
其次,是解決農(nóng)村用能及邊遠地區(qū)用電和生態(tài)建設(shè)的需要,F(xiàn)在我國邊遠地區(qū)仍有700萬農(nóng)戶沒有電力供應(yīng)。
第三,也是提高能源供應(yīng)安全的需要?稍偕茉磳儆诒镜刭Y源,可以解決本地的能源供應(yīng)危機。如今,我國小轎車所需石油,50%以上來自中東,不久就要超過60%,能源安全問題非常嚴(yán)重。因此,發(fā)展可再生能源,可以大幅度提高能源供應(yīng)安全。
可以初步預(yù)測,在21世紀(jì),可再生能源將逐步替代原先的化石能源。其中的太陽能,將會成為21世紀(jì)最大的產(chǎn)業(yè),可再生能源將成為全球新的經(jīng)濟增長點。
中國要選擇什么樣的能源道路?
●天然鈾資源短缺,是世界性問題
最新數(shù)據(jù)表明,目前我國的天然鈾資源,僅能支撐50座標(biāo)準(zhǔn)核電站
連續(xù)運行40年。地球上的常規(guī)鈾儲量,僅可供目前全世界1000座熱
核堆電站使用60年左右。
●快中子增殖堆技術(shù),價格昂貴
核反應(yīng)的新技術(shù)之一,是快中子增殖堆,它可以等價地將資源擴大
60倍。但價值昂貴和核擴散的問題無法解決。我國現(xiàn)正在從事鈉冷
卻的快中子實驗堆的研究,已知投入的經(jīng)費是26億元人民幣,其預(yù)
期電能產(chǎn)出將是 25兆瓦,即其投資平均至少為每千瓦10萬元人民幣
。而通常壓水堆或重水堆的投資,約是每千瓦1.4萬~1.7萬人民幣。
并且,快中子增殖堆的技術(shù),在世界范圍內(nèi)均未完全成熟。
●受控?zé)岷朔磻?yīng),走向商業(yè)化遙遙無期
當(dāng)前,用此種方式產(chǎn)生電能,最樂觀估計到2050年才能走向
商業(yè)化,甚至2100年!而且其發(fā)電成本極高,其電價將至少是當(dāng)
前核電的10倍!
而反觀可再生能源,在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟。雖然太陽能的
技術(shù)還未完全成熟,但太陽能的資源無限,并已找到有望實現(xiàn)大
幅降低發(fā)電成本,直至和火力發(fā)電相競爭的現(xiàn)實的技術(shù)途徑。所
以,可再生能源,是當(dāng)前能源領(lǐng)域中的先進生產(chǎn)力,先進生產(chǎn)力
必將最終取代或淘汰落后的生產(chǎn)力。中國必須將盡可能地轉(zhuǎn)向可
再生能源為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)。
可再生能源
目前,可再生能源主要有水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽能。
●水能發(fā)電,目前是大力發(fā)展的最佳時機
2010年上半年,我國共有電力裝機9億千瓦,其中水電裝機2億千瓦。
已知中國水能資源約是7億千瓦,其中技術(shù)可開發(fā)是5.4億千瓦,經(jīng)
濟可開發(fā)約是4億千瓦。
●生物能發(fā)電,光合作用效率不高
中國約有6~7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量的生物質(zhì)能?梢钥紤]在農(nóng)村中大量
開發(fā)生物質(zhì)能,但光合效應(yīng)的效率僅為0.2%,而太陽能轉(zhuǎn)化率已高
達20%,很難期望用生物質(zhì)能做為中國的主導(dǎo)能源,但有望和太陽
能、風(fēng)能、小水電等,共同合作成為主導(dǎo)農(nóng)村需要的能源。
生物質(zhì)能的缺點是,資源總量有限,但能補充解決可再生能源在時
間上有間隙性、或分布不均的重大缺點。
●風(fēng)能發(fā)電,技術(shù)已經(jīng)比較成熟
中國在10米高空的風(fēng)電資源是2.53億千瓦,海上約是7.5億千瓦。如
果擴展到50米高空,將是 20~25億千瓦,F(xiàn)在發(fā)展的大風(fēng)機已進入
80~100米的高空,所以有望大幅度增加中國的風(fēng)電資源。
其困難是電網(wǎng)難以消化吸收,必定是和抽水儲能電站相結(jié)合。
●發(fā)展太陽能,資源豐富潛能大
中國的太陽能資源將至少是風(fēng)能資源的100倍,中國每年接收到的
太陽能是總消耗的一次能源的600倍!
中國的沙漠地區(qū),每年能提供1.28×1014度電,將等價于2×1010千
瓦的電力裝機。如以每標(biāo)準(zhǔn)核電站能提供106千瓦的電功率來計
算,將能提供約 20000座核電站的電功率。
當(dāng)然,一個需要注意的問題是:當(dāng)前太陽能發(fā)電成本約是火電的3
倍左右。科學(xué)家的預(yù)計是,太陽能發(fā)電,尤其是太陽能光發(fā)電,能
比核能發(fā)電有更大價格下降的空間,尤其是當(dāng)前蓬勃發(fā)展中的第三
代光伏發(fā)電技術(shù),或又稱綠色光伏發(fā)電技術(shù),甚至可能下降到比煤
發(fā)電成本更為低廉!
太陽能清潔無污染?
1、重要原料多晶硅的生產(chǎn)提純過程會形成副產(chǎn)品四氯化硅、TCS和DCS,對眼睛和上呼吸道會產(chǎn)生強烈刺激,皮膚接觸后可引起組織壞死,如果生產(chǎn)回收工藝不成熟,有害物質(zhì)極可能外溢,存在重大的安全和污染隱患。
2、光伏電源系統(tǒng)具有一定壽命,大部分使用鉛酸蓄電池,內(nèi)含大量的鉛、銻、鎘、硫酸等有毒物質(zhì),會造成嚴(yán)重污染。
3、在大范圍應(yīng)用后,光伏電池表面玻璃和太陽能熱水器集熱器等反射強光,形成光污染。長時間的光污染會損害視網(wǎng)膜和虹膜,視力急劇下降,白內(nèi)障的發(fā)病率高達45%,并造成頭昏心煩、失眠、身體乏力等癥狀。
先污染后治理的粗放發(fā)展方式已為社會帶來沉重的包袱,我們應(yīng)該清醒地看到太陽能發(fā)展帶來的風(fēng)險,加強科技創(chuàng)新,將污染治理在發(fā)展之初,只有這樣太陽能才能成為真正的綠色能源,造福于人類。
節(jié)約能源的漫畫
ξ3 地?zé)崮?span style="display:none">RgP紅軟基地
來自地球內(nèi)部
蘊藏的能量
地球曾是個熾熱的行星,在漫長地質(zhì)年代里,表面逐漸冷卻,內(nèi)部仍保持大量熱能。
地球內(nèi)部放射性元素不斷蛻變,這種化學(xué)反應(yīng)不斷放出能量。
地球的地核與地表之間存在巨大溫度差,每下降100m,溫度上升2-3℃。
地球內(nèi)部推測溫度分布曲線
2、地?zé)豳Y源的類型
熱水型:以水為主體的對流水熱系統(tǒng),主要形式為埋藏在地層淺表的熱水,或露出地表的溫泉.從接近于室溫到高達390℃。
蒸汽型:以蒸汽為主體的對流水熱系統(tǒng),以溫度較高的干蒸汽或過熱蒸汽形式存在的地下儲熱為主。 僅占已探明的地?zé)豳Y源總量的0.5%左右。
地壓型:封閉在深處沉積巖中的高鹽熱水,被不透水的頁巖包圍;150-260℃。
干熱巖:
位于地下幾千米處,廣泛存在的不含水分(或含有少量蒸汽)的熱巖層 ,溫度為150-650℃ 。
巖漿型:
650-1200℃的熔巖和半熔漿。
二、地?zé)崮艿睦?span style="display:none">RgP紅軟基地
200-400℃ 發(fā)電及綜合利用
150-200℃ 工業(yè)熱加工、干燥、制冷
100-150℃ 供暖、干燥、脫水加工
50-100℃ 溫室、供暖、家庭用熱水
20-50℃ 沐浴、孵化魚卵、飼養(yǎng)牲畜、加溫土壤
1、地?zé)岚l(fā)電
1904年意大利最早利用地?zé)岚l(fā)電,
中國最大的地?zé)岚l(fā)電站是西藏的羊八井地?zé)犭娬尽?span style="display:none">RgP紅軟基地
污染物少,占地面積遠小于其他形式的電站。
(1)地?zé)岚l(fā)電的四種形式
地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng):利用地?zé)嵴羝苿悠啓C運轉(zhuǎn),產(chǎn)生電能。本系統(tǒng)技術(shù)成熟、運行安全可靠,是地?zé)岚l(fā)電的主要形式。
地?zé)岚l(fā)電的好處
利用地?zé)崮軄磉M行發(fā)電其好處很多:
建造電站的投資少,通常低于水電站;
發(fā)電成本比火電、核電及水電都低;
發(fā)電設(shè)備的利用時間較長;
地?zé)崮鼙容^干凈,不會污染環(huán)境;
發(fā)電用過的蒸汽和熱水,還可以再加以利用,如取暖、洗浴、醫(yī)療、化工生產(chǎn)等。
(2)地?zé)岚l(fā)電的進展
巖漿發(fā)電:在即將噴發(fā)的火山附近,打若干口斜井,用泵把冷水壓入井孔,直達高溫巖漿,水遇到巖漿變?yōu)檎羝麌姵龅孛妫?qū)動氣輪機發(fā)電。
利用干熱能巖地?zé)豳Y源發(fā)電:
美國Los.Alamos實驗室,用循環(huán)水通過深補干熱巖產(chǎn)生蒸汽。
干熱巖發(fā)電示意圖
2、地?zé)峁┡?span style="display:none">RgP紅軟基地
給工廠供熱;
作為干燥的熱源;
冰島在1928年在首都建設(shè)、成世界上第一個地?zé)峁嵯到y(tǒng),被譽為世界上最清潔無煙的城市;
地?zé)釀?wù)農(nóng):灌溉、養(yǎng)殖、溫室
地?zé)嵝嗅t(yī)
我國的地?zé)豳Y源
據(jù)估計,全世界地?zé)豳Y源總量相當(dāng)于4 948萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國已查明地?zé)豳Y源相當(dāng)于2 000萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。西藏、云南、四川、廣東、福建等地的溫泉多達1 503處,占全國溫泉總數(shù)的61.3%。在全國121個水溫高于80 ℃的溫泉中,云南,西藏占62%,廣東、福建占18.2%,其他省區(qū)不足1/5。
西藏年那曲地?zé)犭娬?span style="display:none">RgP紅軟基地
中石化與冰島公司合作開發(fā)內(nèi)蒙古地?zé)豳Y源
中國石化全資子公司新星石油公司于2010年10月與冰島恩萊克斯公司、內(nèi)蒙古自治區(qū)阿爾山市政府簽訂地?zé)豳Y源開發(fā)合作協(xié)議,合作開發(fā)內(nèi)蒙古地?zé)豳Y源。
目前,中國石化已在陜西省咸陽市和河北省保定市雄縣建成供暖能力260萬平方米,計劃到“十二五”末建成供暖能力超過1000萬平方米,并探索開發(fā)地?zé)崴V物質(zhì)提取、尾水凈化、發(fā)電等綜合利用,實現(xiàn)地?zé)衢_發(fā)產(chǎn)業(yè)化。
淺層地溫能資源調(diào)查評價亟待加強 2010-10-29 來源: 中國國土資源報
資料顯示,淺層地溫能具有分布廣泛、能量巨大、可循環(huán)利用、可就近開采、清潔環(huán)保等特點,每發(fā)展1000萬平方米的地源熱泵技術(shù),可以節(jié)約56萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排205萬噸二氧化碳、75億噸煙氣、2.5萬噸顆粒物、1.34萬噸二氧化硫,節(jié)能減排效果非常明顯,可為政府兌現(xiàn)減碳承諾提供有力支撐。
目前開發(fā)利用超前,資源調(diào)查評價滯后,地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)缺乏、缺少優(yōu)惠支持政策,社會認(rèn)知度低等因素,嚴(yán)重制約了這一新型能源的可持續(xù)開發(fā)利用。
北京市地勘局副局長衛(wèi)萬順告訴記者,為推進淺層地溫能的開發(fā)利用,國土資源部于2008年發(fā)出了《關(guān)于大力推進淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的通知》,從調(diào)查評價、編制規(guī)劃、加強監(jiān)測等三個方面,對大力推進我國淺層地溫能資源開發(fā)利用進行了部署,要求全國各。▍^(qū)、市)開展淺層地溫能資源調(diào)查評價工作,并于2011年6月底前編制完成各城市(鎮(zhèn))淺層地溫能開發(fā)利用的專項規(guī)劃。
三、地?zé)崮芾弥械沫h(huán)境問題
使用地下熱水后不采用回灌。
地?zé)嵴羝薪?jīng)常含有H2S和CO2等,且含鹽量通常很高,注意對清潔水源的影響。
地?zé)崮艹3T陲L(fēng)景優(yōu)美或偏遠地區(qū),建設(shè)地?zé)犭娬荆x址、利用規(guī)模和設(shè)計要進行精心考慮。
在21世紀(jì),一個個地?zé)犭娬緦⒁倭⒃谑澜绺鞯。地(zé)釒С龅牧蚧瘹浔粷饪s、提煉成為制造硫酸和其他化工產(chǎn)品的原料。地?zé)崴?jīng)過利用后,又成為清潔的水源供人們生產(chǎn)和生活使用,開拓了一條新水源。
未來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步,一座座活火山將成為一個個熱電廠;一塊塊地震頻發(fā)區(qū),反而成為一個個地?zé)衢_采的中心;地?zé)豳Y源是地球奉獻給人類的又一個能量寶庫,有其不可估量的前途。