新能源技术发展与应用

能源及其利用课程论文

新能源技术发展与应用

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内容充分、翔实、可靠20 较充分、翔实15 一般10 较少 5 空乏无力0

结构思路结构严谨、思路清晰、逻辑性强、有说服力、引文准确40 较严谨、符合逻辑、有一定说服力、引文准确30 思路较清晰、引文较恰当20 有一定的说服力10 结构混乱、有严重抄袭现象0

规范化格式符合规范字数满足要求20 格式比较规范、字数偏少15 基本符合规范、字数较少10 格式规范性尚可，不足之处较多，字数太少 5 格式不规范，字数严重不足0

总分：

摘要：能源是人类生存和发展的重要物质条件。煤炭、石油、天然气等化石能源支持了19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会发展，但煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗，不仅使人类面临资源枯竭的压力，同时更感到了环境问题的严重威胁。可再生能源丰富、清洁，可永续利用。加强可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续发展的必由之路。

关键词：可再生能源太阳能风能地热能海洋能生物质能核能

正文：

面对能源资源和环境问题，国际社会采取了许多积极的应对措施，尤其是1992年召开的联合国环境与发展大会和2002年召开的可持续发展世界首脑会议，使可持续发展思想逐渐成为国际社会的共识。目前，提高能源利用效率、开发利用可再生能源、保护生态环境、实现可持续发展已成为国际社会的共同行动。在2013年5月22号举行的欧盟峰会中，欧盟决定进一步加强新能源技术研发，帮助实现欧盟需要的“可承受的和可持续的能源”，以促进经济增长，增加就业和提高欧盟的整体竞争力。加强全球合作，妥善应对能源和环境挑战，实现可持续发展，是世界各国的共同愿望，也是世界各国的共同责任。而新能源的利用与发展成为解决能源问题的最大突出点。研究包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能和核能等。

一、太阳能：

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，对环境无任何污染。

太阳能的转换和利用方式有三种：光－热转换、光－电转换和光－化学转换。

（1）太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用，它可分低温（１００－３００℃）：工业用热、制冷、空调、烹调等；高温（３００℃以上）：热发电、材料高温处理等。（2）太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多，如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化电池、化电池等。当前发展主要障碍是光电池成本高。（3）光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解液内形成电流，并使水电离直接产生氢的电池。

虽然太阳能发电被称为清洁能源，但是目前常见的硅太阳能发电面板转换效率很低，并且制作时产生的污染相当大，甚至有时其产生的清洁能源竟不能完全抵消生产时的能源消耗。所以如何提高太阳能的转化率成为发展太阳能的关键问题。最近，多接触太阳能面板的发展能把太阳能的利用率提高到40%以上。尽管如此，太阳能的利用率还是有待提高的与产业化的。

二、风能：

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观

的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪中国人民就利用风力提水。因为我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸，季风强盛。全国风力资源在世界各国排列第三,可开发利用的约为2/10,即约3亿千瓦.可以有效利用的风速范围为3-20米/秒. 近期可开发的约为1.6亿kw，内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列。

数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。比如：美国能源部就曾经调查过，单是德克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国的用电量。

现在世界各国相继制定了风力发电计划。如瑞典1990年风力机的装机容量已达350MW，年发电10亿kw穐。而现在风力发电的技术有待提高，风力发电的技术关键是大型风力机的叶片设计、制造和安全性技术，二是优化运行控制方案与控制系统。这些系统的发展直接影响到了风力发电的效率以及稳定程度。在各风力发电计划中都为海上风力的发展提供巨大的动力。像我国的东南沿海及其附近岛屿，风能资源丰富，有效风能密度大于或等于200W/m2的等值线平行于海岸线;沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s 的时数约为7000～8000h，大于或等于6m/s的时数为4000h。所以海上风能资源的利用是很有必要的。

三、地热能：

地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能是指其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且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。如果热量提取的速度不超过补充的速度，那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度大。其利用可分为地热发电和直接利用两大类。而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：

(1)200一400℃，直接发电及综合利用。

(2)150一200℃，双工质循环发电、制冷、干燥、工业热加工。

(3)100一150℃，双工质循环发电、供暖、制冷、干燥、脱水加工。

(4)50一100℃，供暖、温室、家庭用热水、干燥。

(5)20一50℃，休浴、水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、脱水加工。

为了提高地热利用率，常采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产、热电冷三联产、先供暖后养殖等。

自古时候起人们就已将低温地热资源用于浴池和空间供热，近来还应用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热。在商业应用方面，利用干燥的过热蒸汽和高温水发电已有几十年的历史。利用中等温度（100℃）水通过双流体循环发电设备发电，在过去的10年中已取得了明显的进展，该技术现在已经成熟，大大提高了能量的转化效率。地热热泵技术后来也取得了明显进展。这些成熟技术