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介绍几种人们身边的一些能源

来源:物理ok网 编辑:陈老师 时间:2017-10-28 点击量:
太阳能 内能和机械能

太阳能是一种辐射能,具有即时性,必须即时转换成其他形式能量才能利用和贮存.将太阳能转换成不同形式的能量需要不同的能量转换器,集热器通过吸收面可以将太阳能转换成热能,利用光伏效应太阳电池可以将太阳能转换成电能,通过光合作用植物可以将太阳能转换成生物质能,等等.原则上,太阳能可以直接或间接转换成任何形式的能量,但转换次数越多,最终太阳能转换的效率便越低.

太阳能-内能转换

黑色吸收面吸收太阳辐射,可以将太阳能转换成内能,其吸收性能好,但辐射热损失大,所以黑色吸收面不是理想的太阳能吸收面.选择性吸收面具有高的太阳吸收比和低的辐射比,即吸收太阳辐射的性能好,且辐射热损失小,是比较理想的太阳能吸收面.这种吸收面由选择性吸收材料制成,简称为选择性涂层.它是在本世纪40年代提出的,1955年达到实用要求,70年代以后研制成许多新型选择性涂层并进行批量生产和推广应用,目前已研制成上百种选择性涂层.我国自70年代开始研制选择性涂层,取得了许多成果,并在太阳集热器上广泛使用,效果十分显著.

太阳能-机械能转换

20世纪初,俄国物理学家实验证明光具有压力.阳光照射到物体表面上时会产生压强,其值约为9×10-6帕.20年代,前苏联物理学家提出,利用在宇宙空间中巨大的太阳帆,在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进,将太阳能直接转换成机械能.科学家估计,在未来10~20年内,太阳帆设想可以实现.通常,太阳能转换为机械能,需要通过中间过程进行间接转换.
潮汐发电

潮汐发电海水一涨一落,潮位相差悬殊,蕴藏着巨大的能量,称为潮汐能.潮汐能是一种清洁、无污染的能源,主要用于发电.据估计,世界海洋的潮汐能约有十亿多瓩,每年可生产12400亿度电能,尤其在浅海中潮汐能量更大,黄海就有5500万瓩.本世纪五十年代以来,各国开始兴建潮汐发电站, 20世纪末,世界上最大的潮汐电站是法国朗斯电站.该电站建成于1966年,装机容量24万千瓦,年发电量是5.4亿度.中国江厦潮汐电站装机容量3200千瓦,年发电量1000万度.

潮汐发电与水力发电的原理相似,它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程.具体地说,潮汐发电就是在潮差大的海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝,将海湾或河口与海洋隔开构成水库,再在坝内或坝房安装水轮发电机组,然后利用潮汐涨落时海水位的升降,使海水通过轮机转动水轮发电机组发电.

潮汐发电有单库单向、单库双向、双库单向三种类型和方式.单库单向只能在落潮时发电,发电时间短,发电量少;双库单向可全日连续发电,但水工建筑物工程量和投资大;单库双向介于两者之间,是潮汐发电的主要形式.

我国海岸线漫长,沿海港叉纵横,入海河道众多,蕴藏着巨大的潮汐能量,有待我们去开发.近年来沿海一带人民群众发扬自力更生精神,建成了许多小型潮汐发电站.这些小电站大都利用港叉、沟湾、洼地拦蓄潮水发电,建造时不需淹没大量土地,同时发电又不受洪水、枯水影响,平均功率变化不大.小型潮汐发电站的兴建,开辟了新的电力资源,为农副业和地方工业提供了廉价动力,因此深受群众欢迎.

沼气能的诱人前景
在千姿百态的生物世界中,存在一种我们肉眼看不见、摸不着的微生物,能为人类提供能源.提到微生物,往往会使人们想起它会使食物腐烂变质,也会使人感染上各种疾病.因此,对它们又害怕、又憎恶.但是,在微生物的家族中,因为种类不同,它们的作用也不尽相同,有的会给人类带来灾难,有的会给人类带来幸福.微生物中,能为人类提供能量的甲烷细菌和酵母菌,它们可以生产出沼气和酒精,为人类作出贡献.
  说到沼气,顾名思义就是沼泽里的气体.人们经常看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是自然界天然发生的沼气.沼气,是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、湿度下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体.沼气的主要成分是甲烷,约占所产生的各种气体的60%一80%.甲烷是一种理想的气体燃料,它无色无味,与适量空气混合后即可燃烧.每立方米纯甲烷的发热约为 34000焦耳,每立方米沼气的发热量约为20800-23600焦耳.即1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量.
  目前,世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明.用沼气代替汽油、柴油发动机器的效果也很好.将它作为农村的能源,具有许多优点.例如,修建一个平均每人l-1.5平方米的发酵池,就可以基本解决一年四季的燃柴和照明问题;人、畜的粪便以及各种作物秸杆、杂草等,通过发酵后,既产生了沼气,还可作为肥料,而且由于腐熟程度高使肥效更高,粪便等沼气原料经过发酵后,绝大部分寄生虫卵被杀死,可以改善农村卫生条件,减少疾病的传染.现在,沼气的应用正在各国广大农村推广,沼气能源的开发利用的普及等方面,已经取得了较好的成绩.
  世界上一些发达国家,也正在进行利用微生物厌氧消化农场废物、生产甲烷的较大规模试验.从世界范围看,利用各种微生物协同作用生产甲烷的研究和应用,正处于方兴未艾的阶段.
  近年来,我国沼气事业获得了迅速的发展,沼气池总数已达到1000多万个.在四川、浙江、江苏、广东、上海等省市农村,有些地方除用沼气煮饭、点灯外,还办起了小型沼气发电站,利用沼气能源作动力进行脱粒、加工食料、饲料和制茶等,闯出了用“土”办法解决农村电力问题的新路子.





专家们认为,21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一,是因为它具有不可比拟的特点,特别是在我国的广大农村,这些特点就更为显著了.
首先,沼气能源在我国农村分布广泛,潜力很大,凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料,所以沼气是一种取之不尽,用之不竭的再生能源.其次,可以就地取材,节省开支.沼气电站建在农村,发酵原料一般不必外求.兴办一个小型沼气动力站和发电站,设备和技术都比较简单,管理和维修也很方便,大多数农村都能办到.据调查对比,小型沼气电站每千瓦投资只要400元左右,仅为小型水力电站的1/2-1/3,比风力、潮汐和太阳能发电低得多.小型沼气电站的建设周期短,只要几个月时问就能投产使用,基本上不受自然条件变化的影响.采用沼气与柴油混合燃烧,还可以节省17%的柴油.

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