新能源考试要点合肥学院环境工程

1、按现今能源的消耗速度，地球上已探明的储量，煤大约可以维持200年，石油大约40年，天然气60年。而且全世界的石油产量，大约在2010年左右达到峰值，并从此后开始下降，人类面临日益严峻的能源危机。2、“3P”和“3E”问题：Population(人口）、Poverty（贫穷）、Pollution（污染）、Energy（能源）、Ecology（生态）、Environment（环境）。3、人类利用能源经历了4个阶段：柴草阶段、煤炭阶段、石油时期、可再生能源时期。4、能源的量和单位时间内的能源量的计量单位。具有确切定义和当量值的能源(能量)单位主要有焦耳（J）、千瓦时（kW•h）、卡(cal)和英热单位（Btu）。5、什么是能源、能源资源、能源储量、能源资源有哪些？能源是指能向人类提供能量的自然资源，它可以直接或间接提供人们所需要的电能、热能、机械能、光能、声能等。能源资源是指已探明或估计的自然赋存的富集能源。能源储量已探明或估计可经济开采的能源资源。各种可利用的能源资源包括煤炭、石油、大然气、水能、风能、核能、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等。6、能源按来源分类为：第一类能源（太阳辐射）:可再生:太阳能、风能、海浪能、海流能、海水温差能、生物能第二类能源（地球内部能）：可再生：地热能、火山、地震、海啸;不可再生：核燃料第三类能源（地球天体作用）:潮汐能(月亮与太阳队海水的引力）7、一次能源及二次能源定义、各有哪些？一次能源：直接来自自然界的能源。如：煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能。二次能源：如：沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。8、定义：太阳能是地球接受到的太阳辐射能。光热转换是太阳能热利用的基本方式。风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。地热能是指地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热量和地热流体中的热量。海洋能是指蕴藏在海洋中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、海水温度差能和海水盐度差能等不同的能源形式。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过光合作用将大阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有源于动植物的能源物质均属于生物质能。小水电通常是小型水电站及其相配套的小容量电网的统称。（0.1~12MW装机容量）氢能是世界新能源和可再生能源领域正在积极研究开发的一种二次能源，氢能具有清洁、无污染、高效率、储存及输送性能好等诸多优点，赢得了全世界各国的广泛关注。氢能在21世纪有望成为占主导地位的新能源，起到战赂能源的作用。9、评价各种能源的技术指标：a.能流密度（单位体积或单位面积内从能源获得的功率）注意单位的多样性;b.投资大小;c.能源供应的连续性和存贮的可能性;d.运输费用和损耗;e.对环境的影响;f.存储量;g.能源品位10、我国的能源问题人均能源不足;能源分布不均;能源构成不合理;人均能耗少，但能源效率低;农村能源严重短缺;能源过度依赖进口;环境问题极为严重11、我国在使用能源过程中产生的负面影响：温室效应：大气温室效应是指大气物质对近地气层的增温作用，即随着大气中CO2等增温物质的增多，使得能够更多地阻挡地面和近地气层向宇宙空间的长波辐射能量支出，从而使地球气候变暖;大气污染;水污染;森林砍伐;臭氧空洞;固体垃圾污12、关于可再生能源的一些看法，关于各种能源我们面临的问题：意义：自从20世纪70年代出现能源危机以来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，同时也认识到常规能源利用过程中对环境造成的污染和对生态造成的破坏。为了保持经济与环境的和谐可持续发展，人们逐渐重视能源战略的可持续性。因此，加大了新能源与可再生能源的投入。许多国家制定了新能源与可再生能源的发展规划，使新能源与可再生能源在全球总能源耗费中的比例由目前的5%，提高到2020年的15％左右。新能源与可再生能源将成为能源可持续战略中的重点之一，也为能源的可持续发展提供了新的增长点和商机，促使各国政府和具有能源战略眼光的大公司投入到新能源与可再生能源研究中，加快了新能源和可再生能源的推广应用进程。近年来，在世界能源消费构成中，占能耗比重最大的是石油，其次是煤和天然气，这些都是非可再生能源资源。若按非可再生矿物能源耗用量的啬率推算，已探明的石油储量将于2010-2035年耗掉80%；而天然气和煤，从现在算起：天然气只能再用40-80年，煤可再用200-300年。由于人类目前的认识和技术水平的局限性等原因，人类对地壳的钻探深度只有1万米左右，仅占整个地球体积比重不到2‰，同时，矿物能源的燃烧还会污染环境，造成环境的污染。因此，一方面要节约使用矿物能源，以延长使用期，加强勘探深层和海底的矿物能源，扩大开采储量，提高认识水平和技术水平，合理合适放物能源，减轻期污染程度；另一方面，要扩大可再生的无污染的常规能源的使用，开辟新能源。•常规能源中，水能是可再生的清洁能源，对其开发技术和使用经验比较成熟，但对建设大型水坝而引起的生态环境变化问题仍未彻底解决。•核能的发展仍未完全摆脱放射性污染的阴影；•太阳能的开发潜力很大，对环境影响最小，但技术尚未突破光电转换效率低的问题；•另外对海洋能中的潮汐能、波浪能发电，风能发电，虽有进展，但因其不稳定性，一时难以大规模使用；•把海水中的氢变成氢气作为能源，这是一大资源宝库，但因许多技术和认识原因，还处于研究阶段，有待完善。从长远看，充分利用可再生的清洁的常规能源，开发无污染的可再生的新能源是解决能源问题的主要途径，也是世界能源利用的趋向。13、可再生能源法体现的四个基本原则:一、国家责任和全社会支持相结合的原则；二、政府引导和市场运作相结合的原则；三、当前需求和长远发展相结合的原则；四、国际经验和国内实践相结合的原则。14、可再生能源法确立的五个制度：一、总量目标制度；二、强制上网制度；三、分类电价制度；四、费用分摊制度；五、专项资金制度。《中华人民共和国可再生能源法》已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于2005年2月28日通过，自2006年1月1日起施行。15、中国可再生能源发展目标1、可再生能源利用总量翻两番：充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的可再生能源，积极推进风力发电、生物质发电、太阳能发电的商业化和产业化发展，逐步提高优质清洁的可再生能源在能源结构中的比例，到2010年达到10％，到2020年达到16％左右。2010年和2020年可再生能源利用量分别达到2.7亿吨标煤和5.3亿吨标煤。2、农村用能条件得到改善：因地制宜采用可再生能源技术解决偏远地区无电人口的供电问题和农村生活燃料短缺问题。按循环经济模式推行有机废弃物的能源化利用，基本消除有机废弃物造成的环境污染问题。3、实现可再生能源产业大发展：积极推进我国可再生能源新技术的产业化发展，建立可再生能源技术创新体系，形成较完善的可再生能源产业体系。到2010年，基本实现以国内制造设备为主的装备能力。到2020年，形成以自有知识产权为主的国内可再生能源装备能力。可再生能源独立发展系统：水电：重点开发金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、黄河、乌江和怒江流域；因地制宜加快中小水电开发2010年：1.8亿千瓦180GW2020年：3亿千瓦300GW风电：通过大规模开发，促进技术进步和产业发展，实现设备制造国产化，尽快使风电具有市场竞争力；在沿海地区和“三北”地区建设大型和特大型风电场,在其他地区，因地制宜发展中小型风电场。2010：总装机500万千瓦5millionKW，30个左右10万千瓦级大型风电项目，江苏、河北、内蒙古3个百万千瓦风电基地2020：总装机3000万千瓦30millionKW，若干个200万千瓦以上的风电大省，6个百万千瓦级大型风电基地，50万千瓦海上风电太阳能：无电地区电力建设：增40万千瓦，解决400万户居民用电屋顶和公共设施光伏发电：100万千瓦大型电站：光伏电站：20万千瓦，太阳热发电：20万千瓦累计总量：200万千瓦太阳能热利用城市：推广普及太阳能一体化建筑、太阳能集中供热水工程；建设太阳能采暖和制冷示范工程农村和小城镇：推广户用太阳能热水器、太阳房和太阳灶2010年：太阳能热水器1.5亿平方米，2000万吨标煤2020年：太阳能热水器3亿平方米，4000万吨标煤生物质能：生物质固体成型燃料2010年:示范点建设，全国年消费100万吨，2020年:年消费量达到5000万吨农村户用沼气2010年：110亿立方米/年，2020年：180亿立方米/年生物质液体燃料2020年：替代1000万吨成品油，燃料乙醇：以甜高粱茎杆、甘蔗和木薯等为原料，2020年，年产1000万吨生物柴油(以麻风树、油桐、黄连木、油菜籽等为原料餐饮等行业废油回收)2020年，年产100万吨16、太阳是一个巨大的能源体，其总辐射能量约为3.75×1020Mw。一个小时地球接受太阳总辐射量几乎等于地球上一年的能源消耗量。17、太阳能的主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受季节、地点、气候等各种因素的影响，因此不能维持常量。18、太阳能能的转化装置：将太阳能转换成不同形式的能量需要不同的能量转换装置：①集热器通过它的吸收面可以将太阳能转换成热能；②太阳能电池利用光伏效应将太阳能转换成电能；③植物通过光合作用可将太阳能转换成生物质能。19、太阳能可否转化为所有能量：从理论上讲，太阳能可以直接或间接地转换成任何形式的能量，但转换次数越多，太阳能转换的最终效率就越低。20、神马是集热器、种类、特点？由于太阳辐射的能流密度低，所以在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，就必须采用相应的集热器对太阳能进行采集。集热器按是否聚光，可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。•非聚光集热器如平板集热器和真空管集热器（热启动快、抗冻性能好、承压使用），能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，集热温度较低；•聚光集热器能将太阳光聚集在面积较小的吸热面上，可获得较高的温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。•21、太阳房可分为：主动太阳房、被动太阳房和热泵式太阳能采暖系统三种类型22、太阳能热力发电是怎样一个过程？太阳能热力发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能，然后通过汽轮机、发电机来发电。23、太阳能热储存有哪些、定义、优缺点？•显热储存是利用储热材料的热容量，通过升高或降低材料的温度而实现热量的储存或释放的过程。显热储存原理简单，材料来源丰富，成本低廉，是研究最早，利用最广泛，技术最成熟的太阳能热储存方式。•在太阳能高温储存场合常用的显热储存介质有沙石-石-矿物油、混凝土、导热油、和液态钠等。•潜热储存（相变储存）是利用储热材料在热作用下发生相变而产生热量储存的过程。•相变储存具有储能密度高，放热过程温度波动范围小等优点得到了越来越多的重视。•固-液相变是最常用的热储存物理过程。•PCM（phasechangematerials)主要有CaCl•6H2O、NaSO4•10H2O和聚乙二醇。•要求：熔化热大、熔点合适、导热性好、化学性质稳定、无毒不腐不然、价低。•化学储存是利用化学反应的反应热的形式来进行储热。•具有储能密度高，可长期储存等优点。•用于贮热的化学反应必须满足：反应可逆性好，无副反应；反应迅速；反应生成物易分离且能稳定贮存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性；反应热大，反应物价格低等条件。H2O+太阳能热H2（分解制氢）;H2+O2H2O+热.24、太阳电池工作原理：（什么叫P-N结）•当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射，其余部分被半导体吸收或透过。•被吸收的光子有一些转变成热能，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子—空穴对。这样，光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。•如果半导体内存在P—N结，则在P型和N型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，从