新能源概论-1

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
下降趋势。上述中国太阳能资源分布主要是依据20世纪80年代 以前的数据计算得出的,因此其代表性已有所降低。为此,中国 气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中 国的太阳能资源分布。 太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了 太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年曝辐射量 的大小,可将中国划分为4个太阳能资源带。
太阳构造及太阳能资源
我国太阳能资源
中国太阳能资源分布图(100MJ/m2)
资 源 带 号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 资 源 带 分 类 资源丰富带 资源较丰富带 资源一般带 资源缺乏带 年曝辐射量/(MJ/m2) ≥6700 5400~6700 4200~5400 <4200
太阳构造及太阳能资源
太阳能具有以下优点:
太阳能
1、太阳构造及太阳能资源
2、太阳能热利用技术 3、太阳能光伏发电技术
太阳构造及太阳能资源
总述 太阳构造 太阳能资源 太阳能特点 太阳能的基本利用方式
太阳构造及太阳能资源
总述
太阳是一个巨大的球状炽热气团,整个表面是一片沸 腾的火海,极不平静,每时每刻都在不停地进行着热核反 应;太阳是距离地球最近的一颗恒星,最新测定的平均距
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
我国太阳能资源
中国的疆界,南从北纬4°附近西沙群岛的曾母暗沙以南起,北到北纬
53°31′黑龙江省漠河以北的黑龙江江心,西自东经73°40′附近的帕米尔高
原起,东到东经135°05′的黑龙江和乌苏里江的汇流处,土地辽阔,幅员广 大。
中国国土面积,从南到北,自西至东,距离都在5000km以上,总面积达
960万平方公里,占世界陆地总面积的7%,居世界第3位。 在中国广阔富饶的土地上,有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳 年辐射总量为3340~8400MJ/m2,中值为5852MJ/m2。
太阳能特点
(1)普遍。阳光普照大地,处处都有太阳能,可以就地利用,不需到处 寻找,更不需火车、轮船、汽车等日夜不停地运输。这对解决偏僻边 远地区以及交通不便的乡村、海岛的能源供应,具有很大的优越性。 (2)无害。利用太阳能作能源,没有废渣、废料、废水、废气排出, 没有噪声,不产生对人体有害的物质,因而不会污染环境,没有公害。 (3)长久。只要太阳存在,就有太阳辐射能。因此,利用太阳能作能 源,可以说是取之不尽、用之不竭的。 (4)巨大。一年内到达地面的太阳辐射能总量,要比地球上现在每年 消耗的各种能源的总量大几万倍。
从而影响了推广应用。
(2)随机性。由于受气候、季节等因素的影响,到达某一地面的太阳直接
核能
西藏阿里地区地热田
冰岛地热
西藏羊八井地热电站
浙江温岭江厦潮汐试验电站
新能源概念的内涵
我国可再生能源现状
可再生能源是可以永续利用的能源资源,如水能、风能、太阳能、生 物质能和海洋能等,不存在资源枯竭问题。中国除了水能的可开发装机容 量和年发电量均居世界首位之外,太阳能、风能和生物质能等各种可再生 能源资源也都非常丰富。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上, 年辐射量超过6000MJ/㎡,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的 能量;按德国、西班牙、丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析, 中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW;海洋能资源技术上可利用 的资源量估计约为4亿-5亿kW;地热资源的远景储量为1353亿tce,探明储 量为31.6亿tce;现有生物质能源包括:秸秆、薪柴、有机垃圾和工业有机 废物等,资源总量达7亿tce,通过品种改良和扩大种植,生物能的资源量 可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富,具有大规模开发 的资源条件和技术潜力,可以为未来社会和经济发展提供足够的能源,开 发利用可再生能源大有可为。
尤其是四川盆地,该地区雨多、雾多、晴天较少。素有“雾都”
之称的重庆市年平均日照时数仅为1152.2h,年平均晴天为24.7d、 阴天达244.6d。其他地区的太阳年辐射总量居中。
太阳构造及太阳能资源
我国太阳能资源
太阳能资源的研究计算工作,不是做一次即可一劳永逸的。
近些年的研究发现,随着大气污染的加重,各地的太阳辐射量呈
离的精确数值为149598020公里;太阳的体积极其巨大,到
目前为止测定的最精确的直径为1392530公里;太阳非常炽 热,光芒四射,辐射能量无比巨大,整个太阳每秒钟释放
出的能量高达3.865×1026J,相当于每秒钟燃烧1.32×1016吨
标准煤所发出的能量。
太阳构造及太阳能资源
总述
太阳构造及太阳能资源
太阳构造
太阳是太阳系的中心天体,是太阳系里唯一的一颗恒 星,也是离地球最近的一颗恒星。 直径约为1.39×106km,是地球的109倍,质量约为 2.2×l027t,为地球的3.32×105倍,体积比地球大 1.3×106倍,平均密度为地球的1/4。其主要组成气 体为氢(约71%)和氦(约27%)。 太阳内部有“里三层”。从中心向外,依次是:核 反应区,是太阳热能产生的基地;辐射区,太阳能 先通过这里传播出去;对流区,太阳能经过这里向 太阳表层传播,它们是“输送带”。 太阳内部持续进行氢聚合成氦的核聚变反应,不断 释放出巨大能量,并以辐射和对Leabharlann Baidu方式由核心向表 面传递热量,温度从中心向表面逐渐降低。
太阳构造及太阳能资源
太阳能具有以下缺点:
太阳能特点
(1)分散性。分散性即能量密度低。晴朗白昼的正午,在垂直于太阳光方
向的地面上,1m2面积所能接受的太阳能平均只有1kW左右。作为一种能源, 这样的能量密度是很低的。因此,在实际利用时,往往需要一套面积相当大的
太阳能收集设备。这就使得设备占地面积大、用料多、结构复杂、成本增高,
新能源利用概论
太阳能篇
孔祥强 热能与动力工程系 山东科技大学
地热能篇
能源的分类情况
来自太阳
从能源的形成和来源来看
来自地球内部 来自核反应 来自天体之间的引力 常规能源 新能源 一次能源 二次能源
从能源的利用状况来看
从能源的原有形态是否改变来看
可再生能源
从能源是否能循环再生来看
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
从太阳的构造可见,太阳并不是一个温度恒定的黑体,而是一个多 层的有不同波长发射和吸收的辐射体。不过在太阳能利用中通常将 它视为一个温度为6000K、发射波长为0.3~3μm的黑体。 太阳是地球永恒的能源,它以光辐射的形式每秒钟向太空发射约 3.8×1020MW能量,地球大气上界只能接收到其中的二十亿分之一。 到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收, 其余的到达地球表面,其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒 钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。平均 在大气外每平米面积每分钟接受的能量大约1367W。
不可再生能源
新能源 OR 可再生能源
1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能 源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得 到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取 代资源有限、对环境有污染的化石能源。 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包 括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和 潮汐能,以及海洋表面与深层间的热循环等;此外,还有氢能、 沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气等 能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日 益突出,以环保和可再生为特质的新能源得到各国的重视。
该表为热电效应原理,感应元件采用热电堆,其表面涂 有高吸收率的黑色涂层。热接点在感应面上,而冷接点 则位于机体内,冷热接点产生温差电势。在线性范围内, 输出信号与太阳辐照度成正比。为减小温度的影响则配 有温度补偿线路,为了防止环境对其性能的影响,用两 层石英玻璃罩。
太阳构造及太阳能资源
大气质量 m
从中国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、
内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河 南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海
南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。
太阳构造及太阳能资源
我国太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
太阳构造及太阳能资源
太阳外部有“外三层”。依次为光 球层、色球层和日冕层。人们肉眼 可见的明亮表面就是光球层,我们 所见到太阳的可见光,几乎全由光 球层发出的。光球层厚约500千米, 温度为5762K,密度为10-6g/cm3, 它是由强烈电离的气体组成,太阳 能绝大部分辐射都是由此向太空发 射的。 太阳黑子是光球层上的黑暗区域, 它的温度大约为4500K, 而光球其 余部分的温度约为6000K。在明亮 的光球反衬下,就显得很黑。
太阳能资源
定义:太阳光线穿过地球大气层的路径与太阳在天顶位置时光线穿过 地球大气层的路径之比。完全不同于通常所说的“质量”。 规定:标准状态(0℃,1标准大气压), 海平面上,当太阳处于天顶位置时,太阳 光线垂直照射所通过的路径m=1。
天顶
大气层
忽略地球曲率的的影响,大气质量 m由下式计算:
1 1 m cos z sin s
太阳构造及太阳能资源
太阳常数 I sc
太阳能资源
定义:太阳与地球之间为年平均距离时,地球大气层上边界处,垂直 于太阳光线的表面上,单位面积、单位时间所接受的太阳辐射能。
I sc 1367 w / m 2
太阳构造及太阳能资源
到达地面上的太阳辐射强度
太阳能资源
散射辐射(scattered light):经过大气和云层的反射、折射、散射 作用改变了原来的传播方向达到地球表面的、并无特定方向的这 部分太阳辐射。 直射辐射(direct light) :未被地球大气层吸收、反射及折射仍保 持原来的方向直达地球表面的这部分太阳辐射。 总太阳辐射:散射辐射与直射辐射的总和。
m=1/sins θ z s
m=1
地球平面
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件 有关。资源丰度一般以全年总辐射量(单位为千焦/米2· 年)和全年日照总 时数表示。就全球而言,美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东 等地区的全年总辐射量或日照总时数最大,为世界太阳能资源最丰富地区。
太阳构造
太阳构造及太阳能资源
太阳构造
从光球表面到8000千米高度为色球层,大部分由 氢和氦组成。在色球层的边缘常常突然串升一片 火舌般的气体,高度达到几万公里,这就是日珥, 其温度高达1百万度,高度有时达几十个太阳半 径。 在色球之上是极其稀薄的高温日冕层。日冕层的 温度比它的发源地(太阳)的温度要高得多,因 此日冕层物质不断向外膨胀,把许多沿着太阳磁 力线的粒子流不断吹射到行星际空间,形成太阳 风。其范围可延伸到地球甚至更远的地方。太阳 就是以太阳风(物质粒子流)的形式失去物质。 当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时,太阳风 携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这时, 在地球两极则可看见瑰丽无比的极光。
太阳构造及太阳能资源
太阳能资源
万 物 生 长 靠 太 阳
太阳构造及太阳能资源
太阳光谱
太阳能资源
太阳每时每刻向宇宙空间辐射能量,包括可见光、 不可见光和各种微粒,总称为太阳辐射。
太阳辐射光谱的99%以上在波 长0.15-4.0微米之间。 大约50%的太阳辐射能量在可 见光谱区,7%在紫外线光谱 区,43%在红外光谱区。
我国太阳能资源
我国太阳能资源分布不均匀。在青藏高原地区,该地区平均海拔 高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时 间长。例如,人们称为“日光城”的拉萨市,1961~1970年的年 平均日照时间为3005.7h,年平均晴天为108.5d、阴天为98.8d, 年太阳总辐射量为8160MJ/m2,比全国其他省区和同纬度的地区 都高。全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小,
相关文档
最新文档