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能源材料
鎖定
能源材料分類
目前比較重要的新能源材料有:
(2)聚變堆材料:包括熱核聚變燃料、第一壁材料、氚增值劑、結構材料等。
(7)太陽能電池材料。
(8)其它新能源材料:如風能、地熱、磁流體發電技術中所需的材料。
能源材料生物質能資源
地球上每年植物光合作用固定的碳達2×10t,含能量達3×10J,因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能,相當於全世界每年耗能量的10倍。生物質遍佈世界各地,其藴藏量極大,僅地球上的植物,每年生產量就相當於現階段人類消耗礦物能的20倍,或相當於世界現有人口食物能量的160倍。雖然不同國家單位面積生物質的產量差異很大,但地球上每個國家都有某種形式的生物質,生物質能是熱能的來源,為人類提供了基本燃料。
這些年來,中國在生物質能利用領域取得了重大進展。
能源材料分類
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能,就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料。生物質在地球上無處不在,生物質能可以説遍地都是。
能源材料利用
人類利用生物質的歷史極其悠長,薪柴秸稈的直接燃燒利用曾給人類的生存發展帶來極大的支撐,在人類發展史上發揮了更重要作用的化石類能源煤炭、石油、天然氣等也是生物質中的有機物經過上億年的時間演變而來。生物質能的原始能量來源於太陽,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現形式。
能源材料生化轉化
生物質生化轉化是依靠微生物或酶的作用,對生物質進行生物轉化,生產出如乙醇、氫、甲烷等液體或者氣體燃料的技術。主要針對農業生產和加工過程的生物質,如農作物秸稈、畜禽糞便、生活污水、工業有機廢水和其他有機廢棄物等。生物質生化轉化技術主要包括水解發酵和沼氣技術兩大類應用技術。
能源材料風能
風是地球上的一種自然現象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面,地球表面各處受熱不同,產生温差,從而引起大氣的對流運動形成風。 我們常説今天刮什麼風,今天風很大,其實科學上用風向和風速、以及風的等級來全面度量風。風力發電是風能利用的主要形式。
風向是指風吹來的方向,例如北風就是指空氣自北向南流動。風向一般用8個方位表示。分別為:北、東北、東、東南、南、西南、西、西北。
風級和符號 | 名稱 | 風速(米) | 陸地物象 | 海面波浪 | 浪高(米) |
0 | 無風 | 0.0-0.2 | 煙直上 | 平靜 | 0.0 |
1 | 0.3-1.5 | 煙示風向 | 微波峯無飛沫 | 0.1 | |
2 | 1.6-3.3 | 感覺有風 | 小波峯未破碎 | 0.2 | |
3 | 3.4-5.4 | 旌旗展開 | 小波峯頂破裂 | 0.6 | |
4 | 和風 | 5.5-7.9 | 吹起塵土 | 小浪白沫波峯 | 1.0 |
5 | 8.0-10.7 | 小樹搖擺 | 中浪折沫峯羣 | 2.0 | |
6 | 強風 | 10.8-13.8 | 電線有聲 | 大浪到個飛沫 | 3.0 |
7 | 13.9-17.1 | 步行困難 | 破峯白沫成條 | 4.0 | |
8 | 17.2-20.7 | 折毀樹枝 | 浪長高有浪花 | 5.5 | |
9 | 20.8-24.4 | 小損房屋 | 浪峯倒卷 | 7.0 | |
10 | 狂風 | 24.5-28.4 | 拔起樹木 | 海浪翻滾咆哮 | 9.0 |
11 | 28.5-32.6 | 損毀普遍 | 波峯全呈飛沫 | 11.5 | |
12 | 32.7以上 | 摧毀巨大 | 海浪滔天 | 14.0 |
能源材料利用
風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩種形式,其中又以風力發電為主。
以風能作動力,就是利用風來直接帶動各種機械裝置。如:風力泵水、風帆助航等。
能源材料問題
風能利用的前景廣闊,但在風能利用中有兩個問題需要特別注意。一是風力機的選址,二是風力機對環境的影響。
無論是哪種用途的風力機,選擇設置地點都是十分重要的。選址合適不但能降低設備費用和維修成本,還能避免事故的發生。除了考慮設置地點的風況外,還應考慮其他自然條件的影響,例如雷擊、結冰、鹽霧和沙塵等。
如果不考慮風能利用中由於所採用材料在生產過程中對環境的污染,通常認為風能利用對環境是無污染的。但是由於人們對環境保護的含義越來越廣,因此在風能利用中也必須考慮風力機對環境的影響,這種影響主要反映在以下幾個方面(1):風力機的噪聲;(2):對鳥類的傷害;(3):對景觀的影響;(4):對通信的干擾。
能源材料地熱能
温泉是地熱能展現在大自然的一種現象,當人們看到那熱氣騰騰的熱水,不禁會想這種能源是怎樣形成?這裏就來揭開這一奧秘。因為地球內部很深處存在放射性元素,這些元素不斷進行着熱核反應,具有非常高的温度,估計地球中心的温度有6000℃。這樣巨大的熱能,通過大地的熱傳導、火山噴發、地震、深層水循環、温泉等途徑不斷地向地表散發,這樣,便產生了地熱能。因此,地球被形象地形容為“大鍋爐”。
能源材料分佈
據估算,全球地熱可採資源量為500EJ/a,已超過全球一次性能源的年消耗量(400EJ/a)。可見,地熱資源開發利用的潛力很大。我國是一個以中低温地熱資源為主的國家,非電直接開發利用已居世界首位(裝機容量和年產能值分別達3687MWt和12605GWh)。
其中,我國地熱資源與三個地熱帶有關:我國東南部為環太平洋地熱帶、我國藏滇地區為地中海及喜馬拉雅地熱帶、我國新疆地區為中亞地熱帶。因此,我國地熱資源很豐富。
能源材料發電
是地熱利用的最重要方式。高温地熱流體應首先應用於發電。地熱發電和火力發電的原理是一樣的,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能,然後帶動發電機發電。所不同的是,地熱發電不像火力發電那樣要備有龐大的鍋爐,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地熱能。
蒸汽型地熱發電是把蒸汽田中的幹蒸汽直接引入汽輪發電機組發電,但在引入發電機組前應把蒸汽中所含的岩屑和水滴分離出去。這種發電方式最為簡單,但幹蒸汽地熱資源十分有限,且多存於較深的地層,開採技術難度大,故發展受到限制。
能源材料太陽能
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