能源科学技术.ppt
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1、第四章 能源科学技术,主要内容,第1节 概述 第2节 太阳能及其利用 第3节 原子核能及其利用 第4节 水力发电和风能的利用 第5节 氢能 第6节 地热能及其利用 第7节 新发电方式 第8节 生物质能及其利用 第9节 节能,第1节 概述,一、能源的概念,能源是指能够提供某种形式能量的资源。它包括提供某种形式能量的物质资源和提供某种能量的物质运动形式。 燃料、风力、水力、太阳能等能源,二、能源的发展,能源的发展: 火和自然动力; 化石燃料; 电能的使用; 新兴能源的开发。 能源研究发展趋势: 改进耗能技术,提高能源效率; 开发新兴能源(清洁,可再生); 分散研究到综合研究。,三、能源的分类,世界
2、上能源种类很多,分类方法也不少。可以按不同的目的和开发利用要求,进行多种方式的分类。 1. 按能源的生成方式,可以分为一次能源和二次能源。 2. 按能源的形成和再生性,可以分为可再生能源和非再生能源。 3. 按能源的来源,可以分为来自地球外部天体的能源,来自地球内部的能源及来自地球和其它天体相互作用而产生的能量。 4. 按能源的储存状况,可分为含能体能源和过程性能源。 5. 按能源的利用状况,可以分为常规能源和新能源。,四、能源与环境,使用最多的能源是化石燃料 “温室效应”:二氧化碳、甲烷等气体 “煤烟型”污染:硫的氧化物和颗粒粉尘 节约能源的必要性:技术原因(新能源技术不成熟,不能广泛使用)
3、;能够减轻污染 改变能源结构,发展清洁可再生能源。,思考题:试论述能源与环境的关系?,五、能源科学技术,能源科学技术是研究各种能源的开发、生产、转换、传输、分配、贮存、节能以及综合利用等方面的理论和技术。,第2节 太阳能及其利用,地球上除地热能、核能外其它能源都来源于太阳能; 优点:普遍、无害、长久、巨大; 缺点:不稳定、不集中、不易保存。,一、太阳和太阳能,二、太阳能的光热转换,太阳能的光热转换是将太阳的辐射能直接转换为热能,实现这个目的器件叫集热器。,太阳能房屋集热器,三、太阳能的光电转换,太阳能的光电转换是把太阳的辐射能转化成电能的过程,通常叫做“光生伏打效应”。,四、太阳能的光化学转换
4、,太阳能的光化学转换是将太阳的辐射能转化为化学能,实现这个目的主要有两种方法:植物的光合作用和分解水制氢。,第3节 原子核能及其利用,来自原子核内部的能量,我们就叫原子核能俗称核能。核能是原子核结构发生变化时放出的能量。 一般指重原子核发生裂变和轻原子核发生聚变时所放出的巨大能量。,一、重核的裂变,1. 重核裂变 2. 链式反应 3. 临界质量,(1) 原子弹 1945年7月16日第一颗原子弹试爆成功 1964年10月16日我国原子弹试爆成功,一、重核的裂变,4. 重核裂变的应用,4. 重核裂变的应用,(2) 核电站,主要组成部分:堆芯;中子反射层;冷却系统;控制系统;保护层。 1979年美国
5、三里岛事故、1986前苏联切尔诺贝利事故,一、重核的裂变,1991年,我国第一座核电站秦山核电站发电试验成功,氘-氚聚变氢原子最容易实现的聚变反应是其同位素氘与氚的聚变。氘和氚聚变后,2个原子核结合成1个氦原子核,并放出1个中子和17.6兆电子伏特能量。,每1升海水中含30毫克氘,30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油。,二、轻核的聚变,两个或两个以上的较轻原子核,在超高温等特定条件下聚合成一个较重的原子核并释放出巨大的能量.又叫热核反应。,各国从原子弹爆炸到氢弹实验所用时间 法国:8年;美国:7年;苏联:10年;中国:2年8个月 1964年10月16日中国爆炸了第一颗原子弹;1967年6
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