新能源技术



    本文由darkxwang贡献     ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机 查看。     第七节     新能源技术     一、能源的概述     能源 ??凡是能够提供某种形式能量的物质, 凡是能够提供某种形式能量的物 质, 凡是能够提供某种形式能量的物质     或是物质的运动,统称为能源。 或是物质的运动,统称为能源。     能的形式: 机械能、声能、光能、电能、 能的形式: 机械能、声能、光能、 电能、     磁能、化学能、生物能 磁能、化学能、生物能…     世界能源结构的演变 柴草时期(从火的发现??18世纪中叶) 煤炭时期(18世 纪中叶??20世纪中叶) 石油时期(20世纪中叶至今)     能源问题 世界能源消耗仍以化石燃料为主,而化石 世界能源消耗仍以化石燃料 为主, 燃料储量有限。(见教材表3 。(见教材表 燃料储量有限。(见教材表3-3)  而随着世界人口的不断增加, 而随着世界人口的不断增加,能源紧缺的 时期将会提 前来。 时期将会提前来。     二、能源的分类     二次能源 非可再生 能源 一次能源 第一类 能源     按照能源转换 分类 和传递方式 按照能源 的性质     分类     能源 分类     按照能源的 形成和来源     分类     第二类 能源     可再生 能源     按照利用能源 分类 的技术状况     常规能源     新能源     第三类 能源     按照能源转换和传递方式分类     一次能源 如:煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、沼 石油、天然气、水 能、风能、生物能、 太阳能、核能、潮汐能、地热能… 气、太阳能、核能、潮汐能 、地热能… … 二次能源 如:汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、 汽油、 煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、 热水… 热水… …     按照能源的性质分类     非可再生能源: 煤 石油、天然气、 非可再生能源:如:煤、石油、天然气、     核能… 核能     可再生能源: 太阳能、生物能、 可再生能源:如:太阳能、生物能、     水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能 水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能 …     按照利用能源的技术状况分类     常规能源     可再生能源??水能、生物能 水能、 可再生能源 水能 非可再生能源??煤炭 、石油、天然气 煤炭、 非可再生能源 煤炭 石油、     新能源     可再生能源??太阳能、风能、地热能、 太阳能、风能、地热能、 可再生能源  太阳能 潮汐能、 潮汐能、波浪能 非可再生能源??核能 非可再生能源 核能     按照能源的形成和来源分类     第一类能源: 第一类能源:来自地球以外天体的能量     太阳能、风能、水能、波浪能、 石油、 太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石 page 1
油、 天然气、生物能 天然气、     第二类能源:来自地球本身的能量 第二类能源:     核能、地热、 核能、地热、温泉     第三类能源: 第三类能源:来自天体间的引力能     潮汐能     三、新能源     核能 太阳能 地热能 风能 海洋能 生物能 氢能     1、核能     ?? 原子核结构发生变化时释放出的能量??统 原子核结构发生变化时释放出 的能量??统 称为核能,也称为原子能。 称为核能,也称为原子能。     [视频]瓶子里的巨人 视频]     ⑴核能产生的原理     重核裂变     中子     1 0     n+     235 92     铀     U → 38 Sr +     锶     93     93 54     Xe + 2 1 n+能量 0     氙 中子     1千克铀核发生裂变时,放出的能量相当于燃烧 千克铀核发生裂变时, 2700吨 标准煤 核电站中使用的主要是铀核裂变 2700吨标准煤。核电站中使用的主要是铀核 裂变。 吨标准煤。 中使用的主要是铀核裂变。     轻核聚变     2 1     H +     氘     3 1     H →     氚     4 2     He +     氦     中子     1 0     n +能量     两个较轻原子核,聚合成一个较重的原子核 两个较轻原子核,     原子核聚变时,放出的能量 比核裂变 原子核聚变时, 时还要大。 时还要大。 但氢弹中的核聚变目前人们还 无法控制。 无法控制。科学家们正在研究可控制的核  聚变,以造福人类。 聚变,以造福人类。     聚变的概念和原理     核反应方程: 核反应方程:     2 1     H +     氘     3 1     H →     氚 page 2
    4 2     He +     氦     1 0     n     中子     ⑵链式反应     产生链式反应的条件:     浓缩铀 慢中子 铀块的体积必须足够大 (临界体积 ) 临界体积     铀与原子能 原子弹爆炸     世界第一颗氢弹??麦克 世界第一颗氢弹??麦克     “麦克”爆炸成功 麦克”     我国第一颗 氢弹爆炸生成的 蘑菇云     ⑶核反应堆     核反应堆是可控的链式反应装 置,它能使核能平稳释放。核反应 它能使核能平 稳释放。 堆主要由核燃料、减速剂、 堆主要由核燃料、减速剂、控制调 节系统、冷 却系统和防护层组成。 节系统、冷却系统和防护层组成。     [视频]核能与核技术 视频]     核燃料:天然铀或浓缩铀制成的铀棒 减速剂:使快中子变成慢中 子,通常用石 墨、重水或普 通水 控制棒:调节中子的数量, 从而控制反应速度,通常用 镉棒 冷 却剂:保证反应堆在一定 温度下运行,通常用水、液 态金属钠、空气等流体     ⑷核电站     1954年,前苏联建成世界上第一座核电站; 年 前苏联建成世界上第一座核电站 ; 现在世界上有30多个国家的 现在世界上有 多个国家的400多座核电站在 多个国家 的 多座核电站在 运行,占世界总电力的20%左右; 左右; 运行,占世界总电力的  左右 中国核电建设已有20年的历史, 中国核电建设已有 年的历史,截至目前中国  年的历史 共有核电站8座,共有15台机组,其中已建成 共有核电站 座 共有 台机组 , 台机组 运行的9台 正在建造的两台, 运行的 台,正在建造的两台,已报送国务 院 并得到批准近期将开工的4台 并得到批准近期将开工的 台。     [视频]崛起的新能源--核电 视频]崛起的新能源--核电 --     压水堆核 电站工作 原理     大 亚 湾 核 电 站 全 景 图     秦 山 核 电 站 全 景     电站反应堆换料     电站反应堆控制棒     秦 山 核 电 站 主 控 制 室     核电站的安全性     一般来说,如果防范措施得当, 一般来说,如果防范措施得当,核电 站是很安 全的。 站是很安全的。历史上曾发生过两次核电 站核泄露事故: 站核泄露事故:     一次是1979年3月18日,美国三里岛核 年 月 日 一次是 电站堆芯熔毁; 电站 堆芯熔毁; 另一次是1986年4月26日,前苏联切尔 另一次是 年 月 日 诺贝利核电站 4号反应堆发生爆炸 号反应堆发生爆炸。 诺贝利核电站 号反应堆发生爆炸。     核能利用的前景     核电站最先使用的是铀-235,以后扩展到铀-238、钍,以后扩展到铀 核电站最 先使用的是铀 、 232,它们在地壳中蕴藏量巨大,如果全部利用可供人 ,它们在地 壳中蕴藏量巨大, 类用上几千年。 类用上几千年。 海水中含有大量的氘, 海水中 含有大量的氘,因此科学家正在研究解决从海 水中提取氘作为核动力, 水中提取氘 作为核动力,使海水中的全部核能释放出 足够人类用上百亿年。 来,足够人类用上 百亿年。 所以说核能是一种理想的新能源。 所以说核能是一种理想的新能源。     核聚变能源开发     2、太阳能     地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。 page 3
    [视频] 太阳能介绍 视频]     太阳能特点     太阳能取之不尽,用之不竭; 太阳能取之不尽,用之不竭; 太阳能在转换过程 中不会产生危及环境的污染; 太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染; 太阳 能资源遍及全球,可以分散地、区域性地开采。 太阳能资源遍及全球,可以分散地、 区域性地开采。 我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源 的地区可以较好利用太 阳能资源; 我国约有 的地区可以较好利用太阳能资源; 太阳能能流密度低、其强度 受各种因素(季节、 太阳能能流密度低、其强度受各种因素(季节、地 气候等)的 影响不能维持常量。 点、气候等)的影响不能维持常量。     直接利用太阳辐射能的方式     光?热转换 热转换 光?电转换 电转换 光?化学转换 化学转换     光?热转换     太阳能发电 太阳能高温炉冶炼高温材料 太阳能节能建筑 太阳能海水谈化 太阳 池     太阳能发电     太阳能高温炉冶炼     太阳炉的焦点     利用新型太阳炉的高温 熔化15mm的钢板 利用新型太阳炉熔化钨板     太阳能节能建筑     太阳能海水谈化     光?电转换     太阳能电池     太阳能光伏电站     深圳园博园太阳能光伏并网电站     3、地热能     是来自地球深处的可再生热 能。它来源于地球的熔融岩浆和放 射性物质的衰变 。地下水的深处循 射性物质的衰变。 环和来自极深处的岩浆侵入到地壳 后,把热量 从地下深处带至近表层。 把热量从地下深处带至近表层。 在有些地方, 在有些地方 ,热能随自然涌出的热 蒸汽和水而到达地面,这种热能的 蒸汽和水而到达地面, 储 量相当大。据估计,每年从地球 储量相当大。据估计, 内部传到地面的热能相当于  100PW·h。 100PW·h。     地热发电     西藏的羊八井地热 电站的供电量已占拉萨 市电网供电量的40% 市电网供电量 的40%以 40 上,而且利用热发电的 排放水还建立了 的农业温室, 50000M2的农业 温室, 使之成为拉萨市的主要 蔬菜生产基地。 蔬菜生产基地。     羊八井地热电站     3、风能     全球的风能约为2.74 全球的风能约为2.74×109MW, 2.74× MW, 其中可利用 的风能为2 其中可利用的风能为2×107MW,比地 MW, 球上可开发利用的水能总量还 要大10 球上可开发利用的水能总量还要大10 倍。 四大优点是:蕴量巨大;可以 四 大优点是:蕴量巨大; 再生;分布广泛;没有污染。 再生;分布广泛;没有污染。  三大弱点是:密度低;不稳定; 三大弱点是:密度低;不稳定; 地区差异大。 地 区差异大。 [视频]风能·未来 视频]风能·     独立运行方式     并网运行方式     [视频]风力发电 视频
 

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