能源的有效利用与节约

能源的有效利用(2/2)
臺灣 98％ 以上的能源仰賴進口，面對及處理 這些能源危機，我們可採取的方法有︰ 1. 減少對不可再生能源的依賴，評估發展風 力、太陽能等可再生能源。 2. 有效地利用能源。 3. 養成節約能源的習慣。
範例 １３ 太陽能
某地全年（含陰雨及夜晚）接受到陽光的平 均強度約為 300 瓦∕公尺2，若新型太陽能板可 將 22％ 的這些能量轉換為電力，求太陽每天 可提供多少度的電力，給擁有 1 平方公尺太 陽能板的此地居民去使用？
生質能(1/2)
1. 生質能泛指由生物產生之有機物質，包括 沼氣、稻殼、牲畜糞便、農作物殘渣及垃 圾等，可產生的能量，其主要成分為碳氫 化合物。 2. 生質能靠光合作用生成，使用完後又變為 二氧化碳及水，故使用生質能源的淨二氧 化碳排放量為零。 3. 由於生質能兼具能源與環保雙重優點，是 國際最廣泛使用的再生能源。
範例 １４ 解答
答 (D) 解 (A)太陽輻射的能量是「核熔合」時質量轉變成能量 所產生。 (B)使用「可再生能」不會增加 CO2 的排放量。 (C)太陽能電池是將太陽能直接轉變為直流電能的裝 置。 (D)潮汐主要是受月球和太陽的萬有引力作用而產生 。
範例 １４ 類題
在短期內不能自行補充的能量種類為下列哪 一個？ (A)水力 (B)地熱 (C)化石燃料 (D)生質能 (E)太陽能。
範例 １３ 類題 解答
答 (D) 解 到達地面比例＝100％－33％－17％＝50％ 1 小時內太陽能板提供熱能 ＝2.5（千瓦∕公尺2）×50％×A（公尺2）×20％×1（小時） ＝0.25A（千瓦小時） ＝1（度） 可得 A＝4（公尺2）
範例 １４ 可再生能
「可再生能」是指由各種可持續補充的自然資源（ 包括日光、風、雨、潮汐、地熱等）中取得的能量 ，它大約占了全球總耗用能量的五分之一。下列與 可再生能源有關的敘述，何者錯誤？ (A)太陽輻射的能量是由其內部的核能轉換而來 (B)可再生能源如日光，具有不會提高 CO2 排放量的 優點 (C)太陽能電池是一種直流電源，可將太陽光能直接 轉換為電能 (D)潮汐所以能提供能量，完全源自地球對海水的重 力作用，與其他星球無關。 〔98. 學測〕
範例 １３ 解答
答 1.58 度 解 300 瓦／公尺2 × 22% × 1 公尺2＝66 焦耳／秒 ∵
{1 度＝3.610 焦耳
1 天＝86400秒
6
66 86400 ＝ 1.58（度） ∴ 6 3.6 10
範例 １３ 類題
某地區正午太陽在地球表面照射的強度約為 2500 瓦∕公尺2，其中約 33％ 被大氣層反射回 外太空，約有 17％ 被大氣層吸收，其餘可到 達地面。假定太陽能吸收板將照射光能轉換 成電能的效率為 20％，今若要每小時提供 1 度的電力，則太陽能吸收板的面積約須要多 少平方公尺？ (A) 10 (B) 8 (C) 6 (D) 4。
高中基礎物理(一)
第七章 能量
7-1 能量的基本形式
7-2 能量間的轉換與能量守恆
7-3 核 能
7-4 能源的有效利用與節約
7-4 能源的有效利用與節約
• • • • • • 再生能源 風 力 太陽能 生質能 能源的有效利用 範例題
再生能源
自然資源中的能源，如風力、太陽能、生 質能、海洋和地熱等，可生生不息，不斷 循環再生，故稱為再生能源。
答 (C)
風 力
1. 利用固定風向之強風吹動大風車之葉片， 進而帶動發電機來發電。 2. 離地面愈高之風力愈強愈穩定，因此葉片 應盡量置於高處。 3. 風力發電需要每小時 20 公里左右的穩定 強風，方能產生有效的電力。
太陽能
1. 住家的屋頂上，可放置太陽能收集 板，當太陽光照射板內塗黑的內壁 ，可加熱水管內的水以供使用。 2. 太陽能發電廠則利用拋物面鏡將太 陽光反射聚焦至其焦點上，並加熱 產生水蒸汽進行發電。 3. 太陽能電池是半導體裝置，利用光 照使電子從電池的一端流向另一端 ，形成電流。
生質能(2/2)
生質能自植物行光合作用後所儲存的能量提取 出來，為一低碳無汙染的乾淨能源。
能源的有效利用(1/2)
日常生活所需的能量，大部分來自燃燒煤、 石油與天然氣等化石燃料（fossil fuels），化 石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料的蘊藏量有限，終有用盡的一天且非 短期內可再補充，是一種不可再生能源。
全球發電來源分配圖