1太阳能利用

如何把尽可能多的太阳能转化为电能为人类使用？1太阳能利用1.1社会发展需要新能源为什么要发展新能源？有哪些新能源？阐述各自的发展现状和前景（国内外）能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会造成经济衰退。从消费者的观点，汽车或其它交通工具所使用的石油产品价格的上涨降低了消费者的信心和增加了他们的开销。1.1973年能源危机-原因∶石油输出的主要力量为阿拉伯国家，他们因不满西方国家支持以色列而采取石油禁运。2.1979年能源危机-原因∶伊朗革命爆发。3.1990年石油价格暴涨-原因∶波斯湾战争。4.加州电力危机-原因∶电力管制政策失败，加上供给小于需求。5.英国石油抗议活动-原因∶英国油税已高居不下，而原油价格却又上扬。6.与2005石油价格上扬-原因∶供需关系失调。法报报道：中国的能源危机仍未结束目前，中国是世界上第二大能源消费国，其消费量的增加使世界每桶原油价格和每吨煤炭价格节节攀升；但是，如果按人均计算，一个十三亿人口的大国，其人均能源消费量只相当于美国人均消费量的10％。很明显，如果世界上人口最多的国家实现其赶超美国的经济能力甚至生活方式的梦想，我们这个地球的资源显然是不足的。中国发改委主任马凯表示：如果我们继续如此大量地消耗能源，能源匮乏将更加严重。我们先了解一下能源危机产生的背景按照目前的速度，全球石油的平稳供应只能维持40余年！国内最大的石油基地大庆油田面临枯竭！人类在近400年内，将地球25亿年累积的化石型能源石油、煤、天然气几乎耗尽。据统计，3种能源可供开采的年限分别还只有40年、50年和240年，开发利用化石能源所带来的环境污染也不容忽视。核能、水电能、太阳能都不能彻底解决能源匮乏的严峻问题。2009年10月14日晚上，第30届尤金史密斯人道主义纪实基金在美国纽约美国亚洲协会举行隆重的颁奖仪式，来自中国的卢广以《关注中国污染》的专题摄影获得了尤金史密斯人道主义摄影奖。摄于2008年3月24日。河南安阳市范家庄离炼钢炉只有一墙之隔，村里每天都下“铁雨”，村民就在这样污染严重的环境下生活。摄于2005年7月26日，内蒙古拉僧庙发电厂二条“黑色的巨龙”笼罩着村庄。摄于2006年4月22日，宁夏石嘴山湖滨工业园区。高大烟囱上排放的粉尘从天而降，当地居民叫苦连天，他们出门就得做好防范措施。摄于2009年4月15日，山西省是全国污染很严重的地区，也是缺陷婴儿出生率最高的省份，这是一对爱心的农妇领养17名残疾孩子。眼前是一双扭曲溃烂的畸形腿。摄于2009年4月14日。山西省民间有很多慈善育婴院，来收养被父母抛弃的残疾婴儿。2009年4月14日，在山西省每年都有很多缺陷婴儿被抛弃。祁县的孔贞兰以捡破烂为生，看到有弃婴她就抱回家领养，现在有25个孩子。2005年4月10日，山西一煤炭产区。图片中最大的孩子的9岁，没有上学，最小的不到2岁。孩子们的手脸整天都是脏兮兮的。污染严重的环境给他们的身体健康造成恶劣的影响。摄于2007年9月24日。山西临汾市是污染严重地区，这位妇女在棉花地里劳作了了两小时之后全身都是煤灰。摄于2005年4月10日。煤矿工人每天把大量粉尘吸入肺部。在这里干一、二年，他们就感到身体不适，甚至发病，这些民工大多是贫困地区来的。摄于2007年3月22日，内蒙古黑龙贵工业区，在石灰窑打工的民工夫妇刚回到住处。妻子用塑料袋和破布把脸裹得严严实实，以防吸入大量灰尘。杨林港附近的这些工厂在晚上依然不间断地作业，浓厚的暮色也无法掩盖滚滚的浓烟。能源的分类(1)1.按来源分1)来自太阳的能量包括直接辐射和间接辐射,间接辐射包括风能、水能、生物质能和化石燃料能等.2)地热能地球内部的热能,其总量是全部煤炭能量的1.7×108倍.3)核能包括核裂变和核聚变,核材料包括铀、钍和氢的同位素等.可控核聚变的实现将彻底解决人类的能源问题.2.太阳、月球引力产生的能潮汐能能源的分类(2)按能源的利用层次分：一次能源自然界中存在，未经转换加工的能源。如煤炭，原油，柴草等。二次能源由一次能源经加工或转换而成的能源产品。如电能、焦碳、氢能、蒸汽、汽油等。能源的分类(3)按人类利用能源的成熟程度分：常规能源技术上成熟，经济上合理，已大规模应用。如火电、水电、煤炭石油等新能源技术或经济上的原因，还未能大规模应用的清洁和可再生能源。能源的分类(4)按可再生与否分：可再生能源能不断再生，永不枯竭。包括太阳能、水能、生物质能，风能，地热能，海洋能。非再生能源不能再生，总有一天要枯竭。如石油、煤炭、天然气、核能等。能源的分类(5)从环境保护角度分：清洁能源对环境无污染如太阳能、水电、氢能等。非清洁能源对环境有较大的污染如火电，核燃料等。生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量。它是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。特点：可再生性，生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；低污染性，生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中产生的污染物较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；广泛分布性，缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；生物质燃料总量十分丰富，生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿t干生物质;海洋年生产500亿t干生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。应用：沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。海洋能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。特点：蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。.海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。海洋能海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。应用：每种海洋能资源都具有相当大的能量通量：潮汐能和盐度梯度能大约为2TW；波浪能也在此量级上；而海洋热能至少要比此大两个数量级。但是这些能量分散在广阔的地理区域，因此实际上它们的能流密度相当低，而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域。因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用。水能水能资源是一种清洁无污染且能循环利用的可再生资源，指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源。特点优点：水能是干净廉价的可再生资源，它是一次能源与二次能源开发同时完成，水电站建成后不消耗燃料，运营费用很低，并不污染环境水电工程具有防洪、灌溉、航运、水产和旅游等综合效益。水能资源地理分布广泛、大约150个国家拥有水能资源,全世界约70%经济可行的水能资源尚未开发,其中大部分位于发展中国家。水电开发技术是经过实践证明、具有一个多世纪经验的成熟技术,现代水电站能提供目前最有效的能源转换方式,其能源转换率超过90%。水电的峰荷发电特征使得作为基本荷载的其它电力能够得到更加充分的利用,那些其它基本荷载电力一般来自于灵活性相对较差的其它电力资源。尽管与其它大型电站替代方案相比较而言,水电站的早期投资较大,但其具有运行成本最低和使用寿命最长的优势。总结：水能资源是清洁资源，可再生资源，且能循环利用，对人类生活和经济发展具有很高的经济价值。随着现代化进程的逐步推进，人类对能源的需求量也逐步增加，相对于其他矿物能源，水能资源具有清洁无污染、可再生、能循环利用、运营成本低等优点。因此，我们要加快水能资源的开发，逐步改善能源利用状况，加大水能利用比重，营造一个清洁、可循环的能源利用环境。地热能地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热资源的利用：地热发电，地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。地热供暖，将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。地热温室地热工业利用，地热能在工业领域应用范围很广，工业生产中需要大量的中低温热水，地热用于工艺过程是比较理想的方案。地热务农地热水疗，热水含有多种对人体有益的矿物成分和化学元素，是集热、矿、水三位一体具有多种用途的清洁、医疗和保健作用的资源。风能风能是一种清洁，安全，可再生的绿色能源，利用风能对环境无污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式。利用风能的优点：储量丰富，是一种取之不尽，用之不竭的无污染、零排放的可再生清洁能源。无污染，既不污染也不破坏生态环境。可再生性，风能是靠空气的流动而产生的，这种能源依赖于太阳的存在。取材易，利用风能发电可就地取材、无需运输，具有很大的优越性。适应性强、成本低、发展潜力大。风能的缺点：能量密度低，必须增大扫风面积来获取足够的风能。不稳定性地区差异大，两个临近地区，由于地形的不同，起风速可能相差较大。可利用范围有限，经常出现灾害性风的地区不宜装小型风机，如果需要装机时必须提高设计风速与抗大风能力。特殊气象环境的风资源有时不可利用，经常出现覆冰、浮雪、冻雨的地区会严重影响风力发电机组的运行乃至损坏设备。太阳能太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。在现代一般用作发电。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电的两种方式：光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。太阳能利用的优点：普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。太阳能利用的缺点：分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。效率低和成本高：目前太阳能利用的