清洁能源的应用.ppt

清洁能源的应用,辅导老师：杨培 康璐 实验小学三年级二班康继方,目录,一、前言 二、清洁能源的种类 三、清洁能源的成本与效益分析,一、前言,（一） 清洁能源的含义：包括 1可再生能源：消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。如太阳能、风能生物能、水能等；太阳能、海洋能、风能、氢能、生物能（如沼气能）、地热能、水能属于清洁能源，其中以太阳能最清洁。氢是含能量很高的无污染燃料，是有其它能源制造的二次能源，它燃烧时和氧化合成水，不产生污染物。 2非再生能源：在生产及消费过程中尽可能减少对生态环境的污染，包括使用低污染的化石能源（如天然气等）和利用清洁能源技术处理过的化石能源，如洁净煤、洁净油等。,（二）清洁能源的意义,从全球能源格局演变看，新型的清洁能源取代传统能源是大势所趋，能源发展轨迹和规律是从高炭走向低炭，从低效走向高效，从不清洁走向清洁，从不可持续走向可持续。 开发利用水能、风能、生物质能等可再生的清洁能源资源符合能源发展的轨迹，对建立可持续的能源系统，促进我国经济发展和环境保护发挥着重大作用。 大力发展清洁能源可以逐步改变传统能源消费结构，减小对能源进口的依赖度，提高能源安全性，减少温室气体排放，有效保护生态环境，促进社会经济又好又快地发展。 随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强，清洁能源的推广应用已成必然趋势,二、清洁能源的种类,A太阳能 B地热能 C风能 D生物能 海洋能 核能,（一）太阳能,太阳是一个巨大、久远、无尽的能源，尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当於500万吨煤。 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源於太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限於太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境没有任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。,1太阳能发电,把太阳能转换成电能。,新疆喀什太阳能电池板,为太阳能板除尘的老爷爷,把太阳能转换成热能再利用,利用太阳能把冷水成热水，如太阳能热水器。 把太阳光聚焦锅的焦点处，迅速形成高温进行加热。,太阳能热水器,欧洲首家露天太阳能餐厅,用太阳能煮鸡蛋,（二）地热能,地热能是来自地球深处的可再生热能，它起源於地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，其利用可分成地热发电和直接利用两大类。 地热能的储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度，那麼地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛，据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当於100PW·h。 不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度较大。,地热能发电原理,(三)风能,风能 风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2转化为风能，但其总量仍是十分可观的。 全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有著十分重要的意义。即使在已开发国家，高效洁净的风能也日益受到重视。,新疆达板城风电厂,新疆达板城风电厂是中国第一个大型风电厂，也是亚洲最大的风力发电站。目前安装有200台风车，年发电量为1800万瓦。新疆是中国风力资源最丰富的地区之一，每年风蕴藏量为9127亿千瓦，仅次于内蒙古。新疆正在利用风力资源发电，风力发电将成为新疆未来重要的替代能源。,风车发电,海上漂浮风车,（四）生物能,生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源於植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更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。 据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当於全世界每年耗能量的10倍。 生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大。世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林?品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等。,生物能,（五）海洋能,大海蕴藏著巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水裏，不像在陆地和空中那样容易散失。 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、海流等形式存在於海洋之中，分述如下： 潮汐与潮流能来源於月球、太阳引力，其他海洋能均来源於太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化成各种形式的海洋能。 海水温差能是热能，低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存著温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。 潮汐、潮流，海流、波浪能都是机械能，潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的，并由长周期波储存的能量，潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比；波浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能，波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。 河口水域的海水盐度差能是化学能，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透可生渗透压力，其能量与压力差和渗透流量成正比。因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。,世界上第一座也是唯一的一座商用波浪能电厂有500英尺(约150米)长，11英尺(约3.5米)宽，它像蛇一样蜿蜒，部分漂浮于海面部分侵入海里。该工程耗资1300万美元，目前发电量为2.25兆瓦，西班牙计划扩大规模以使总发电量达到21兆瓦。,世界上最大的水电站：中国三峡,2007年12月18日，中国的三峡水电站发电能力达到141亿瓦，超过了巴西和巴拉圭边界上的发电量140亿瓦的Itaipu水电站，成功登上了世界第一的宝座。 三峡水电站位于中国南部的长江上，距湖北省宜昌市约40公里。到2011年，三峡大坝发电量会有180亿瓦，相当于18个大型核电厂，它的一个主发电机组发电能力就有700兆瓦。总工程建设耗资260亿美元。,中国三峡结构图,我国自主研发三峡水利发电机,（七）核能发电,我国大亚湾核电站主要为香港供电。 核能发电的原理：核燃料裂变时产生热量，加热水产生蒸汽，蒸汽带动汽轮机发电，产生电能。,大亚弯核电站,三、清洁能源的成本与效益分析,成本: 分建设成本、运营成本两方面。 建设成本从高到低:水电、核电、火电、风电 运营成本从高到低:火电、核电、风电、水电,2.效益: 水电和风电都是利用可再生资源，运营成本低。 水电、核电前期建设成本高，所以投资回收时间长。 风电建设成本低，但发电量小，发电质量不稳定。 火电建设成本低，但运营成本高。 综合来看，火电效益较差、风电一般、核电和水电效益较好 3.环保: 火电:高耗能、高污染。 核电:常规情况下较环保，主要环保问题是核废料处理。一旦发生核泄漏，堪称灾难。 风电:清洁、可再生能源。 水电:清洁、可再生能源。但对生态平台造成一定破坏。 综合比较，环保方面从优到劣:风电、水电、核电、火电,目前我国水电运行成本一般是8-12分/千瓦时， 火电运行成本约为15-25分/千瓦时 风电与火电运行成本接近。 太阳能发电需要国家补贴。,谢谢观看！,