新能源技术

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，使海水中的全部核能释放出来， 足够人类用上百亿年。
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。
[视频] 太阳能介绍
太阳能特点
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； 太阳能能流密度低、其强度受各种因素（季节、地 点、气候等）的影响不能维持常量。
常规能源 新能源
第一类 能源
第二类 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 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、 热水… …
按照能源的性质分类
非可再生能源：如:煤、石油、天然气、
核能…
重核裂变
10n +
中子
23952U
铀
→
93 38
Sr
锶
+
93 54
Xe
氙
+
2 10n+能量
中子
1千克铀核发生裂变时，放出的能量相当于燃烧 2700吨标准煤。核电站中使用的主要是铀核裂变。
轻核聚变
1 2H1 3H2 4H e1 0n+能量
氘
氚
氦
中子
两个较轻原子核，聚合成一个较重的原子核
原子核聚变时，放出的能量 比核裂变 时还要大。但氢弹中的核聚变目前人们还无 法控制。科学家们正在研究可控制的核聚变， 以造福人类。
[视频]核能与核技术
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；
现在世界上有30多个国家的400多座核电站在 运行，占世界总电力的20%左右；
太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石油、 天然气、生物能
第二类能源：来自地球本身的能量
核能、地热、温泉
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 称为核能，也称为原子能。
[视频]瓶子里的巨人
⑴核能产生的原理
地热发电
羊八井地热电站
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％以 上，而且利用热发电的 排放水还建立了 50000M2的农业温室， 使之成为拉萨市的主要 蔬菜生产基地。
3、风能
全球的风能约为2.74×109MW， 其中可利用的风能为2×107MW，比地 球上可开发利用的水能总量还要大10 倍。
能源问题
世界能源消耗仍以化石燃料为主，而化石 燃料储量有限。（见教材表3-3）
而随着世界人口的不断增加，能源紧缺的 时期将会提前来。
二、能源的分类
二次能源
一次能源
非可再生 能源
可再生 能源
按照能源转换 和传递方式
分类
按照能源 的性质
分类
能源 分类
按照能源的 形成和来源
分类按照利用能源 分类 Nhomakorabea的技术状况
聚变的概念和原理
核反应方程： 1 2H1 3H2 4H e1 0n
氘氚
氦 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 )
铀与原子能
原子弹爆炸
世界第一颗氢弹——麦克
“麦克”爆炸成功
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 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。
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，核电 站是很安全的。历史上曾发生过两次核电 站核泄露事故：
一次是1979年3月18日，美国三里岛核 电站堆芯熔毁；
另一次是1986年4月26日，前苏联切尔 诺贝利核电站4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232，它们在地壳中蕴藏量巨大，如果全部利用可供人 类用上几千年。
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…
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 非可再生能源——煤炭、石油、天然气
新能源
可再生能源——太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能
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：来自地球以外天体的能量
海洋能理论上可再生的总量为 766亿千瓦。
海洋能开发利用的方式主要是 发电，其中潮汐发电和小型波浪发 电技术已经实用化。
盐差发电原理图 温差发电原理图
加拿大安娜波利斯潮汐电站 海流能发电示意图
6、生物能
以生物质为载体的能量。生物界一切有生命的可以生长的有机物质，包 括动植物和微生物。所有生物质都有一定的能量，而作为能源利用的主要是 农林业的副产品及其加工残余物，也包括人畜分粪便和有机废弃物。生物质 能为人类提供了基本燃料。
中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国 共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成 运行的9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。
[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
直接利用太阳辐射能的方式
光—热转换 光—电转换 光—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 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。 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 储量相当大。据估计，每年从地球 内部传到地面的热能相当于 100PW·h。
能源作物
下角料
林业废弃物
农业废弃物
7、氢能
氢是宇宙中最丰富的元 素之一，但是在地球上单质 氢的含量微乎其微。氢能属 于二次能源，只能由其他能 源进行转化而得到。
其主要优点有：燃烧热 值高，每千克氢燃烧后的热 量，约为汽油的3倍，酒精 的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃 烧的产物是水，是世界上最 干净的能源。
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，
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、
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）
氢的来源
化石燃料制氢 生物制氢 电解水制氢
宇航推进
超
亚
车
音 速
氢的利用
船 动
飞
力
机
燃料电池
四大优点是：蕴量巨大；可以 再生；分布广泛；没有污染。
三大弱点是：密度低；不稳定； 地区差异大。
[视频]风能·未来
独立运行方式 并网运行方式
[视频]风力发电
5、海洋能
海洋能(ocean energy)是指依 附在海水中的可再生能源，包括： 潮汐能、波浪能、海洋温差能、海 洋盐差能和海流能等，更广义的海 洋能源还包括海洋上空的风能、海 洋表面的太阳能以及海洋生物质能 等。