新能源技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,制作：万永红,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第七节 新能源技术,01 九月 2024,第七节 新能源技术06 九月 2023,一、能源的概述,能源,能的形式：,凡是能够提供某种形式能量的物质，或是物质的运动，统称为能源。,机械能、声能、光能、电能、磁能、化学能、生物能,01 九月 2024,一、能源的概述能源能的形式：凡是能够提供某种形式能量的,世界能源结构的演变,柴草时期（从火的发现,18,世纪中叶）,煤炭时期（,18,世纪中叶,20,世纪中叶）,石油时期（,20,世纪中叶至今）,01 九月 2024,世界能源结构的演变 柴草时期（从火的发现18世纪中叶）0,能源问题,世界能源消耗仍以化石燃料为主，而化石燃料储量有限。（见教材表,3-3,）,而随着世界人口的不断增加，能源紧缺的时期将会提前来。,01 九月 2024,能源问题 世界能源消耗仍以化石燃料为主，而化石燃料储量有限。,能源分类,一次能源,二次能源,第三类能源,第二类能源,新能源,常规能源,可再生能源,非可再生能源,按照能源转换和传递方式,分类,按照能源的性质,分类,按照利用能源的技术状况,分类,按照能源的形成和来源,分类,第一类能源,二、能源的分类,01 九月 2024,能源分类一次能源二次能源第三类能源第二类能源新能源常规能源,按照能源转换和传递方式分类,一次能源,如,:,煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、沼气、太阳能、核能、潮汐能、地热能, ,二次能源,如,:,汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、热水, ,01 九月 2024,按照能源转换和传递方式分类一次能源06 九月 2023,按照能源的性质分类,非可再生能源：,如,:,煤、石油、天然气、核能,可再生能源：,如：太阳能、生物能、水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能,01 九月 2024,按照能源的性质分类非可再生能源：如:煤、石油、天然气、核能,按照利用能源的技术状况分类,常规能源,可再生能源,水能、生物能,非可再生能源,煤炭、石油、天然气,新能源,可再生能源,太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能,非可再生能源,核能,01 九月 2024,按照利用能源的技术状况分类常规能源06 九月 2023,按照能源的形成和来源分类,第一类能源：,来自地球以外天体的能量,太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石油、天然气、生物能,第二类能源：,来自地球本身的能量,核能、地热、温泉,第三类能源：,来自天体间的引力能,潮汐能,01 九月 2024,按照能源的形成和来源分类第一类能源：来自地球以外天体的能量0,三、新能源,核能,太阳能,地热能,风能,海洋能,生物能,氢能,01 九月 2024,三、新能源核能海洋能06 九月 2023,1,、核能,原子核结构发生变化时释放出的能量,统称为核能，也称为原子能。,视频,瓶子里的巨人,01 九月 2024,1、核能 原子核结构发生变化时释放出的能量统,n + U Sr + Xe + 2 n+,能量,10,23592,9338,9354,10,中子,铀,锶,氙,中子,1,千克铀核发生裂变时，放出的能量相当于燃烧,2700,吨标准煤。,核电站,中使用的主要是铀核裂变。,核能产生的原理,重核裂变,01 九月 2024,n + U Sr + Xe + 2,轻核聚变,两个较轻原子核，聚合成一个较重的原子核,+,能量,氘,氚,氦,中子,原子核聚变时，放出的能量 比核裂变时还要大。但氢弹中的核聚变目前人们还无法控制。科学家们正在研究可控制的核聚变，以造福人类。,01 九月 2024,轻核聚变两个较轻原子核，聚合成一个较重的原子核+能量氘氚氦中,聚变的概念和原理,核反应方程：,氘 氚 氦 中子,01 九月 2024,聚变的概念和原理核反应方程：氘 氚,链式反应,浓缩铀,慢中子,铀块的体积必须足够大,(,临界体积,),产生链式反应的条件：,铀与原子能,原子弹爆炸,01 九月 2024,链式反应 浓缩铀 产生链式反应的条件： 铀与原子能 原子弹,世界第一颗氢弹,麦克,01 九月 2024,世界第一颗氢弹麦克06 九月 2023,“,麦克”爆炸成功,01 九月 2024,“麦克”爆炸成功06 九月 2023,我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云,01 九月 2024,我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云06 九月 202,核反应堆,核反应堆是可控的链式反应装置，它能使核能平稳释放。核反应堆主要由核燃料、减速剂、控制调节系统、冷却系统和防护层组成。,视频,核能与核技术,01 九月 2024,核反应堆 核反应堆是可控的链式反应装置，它能使核能平,核燃料,：天然铀或浓缩铀制成的铀棒,减速剂,：使快中子变成慢中子，通常用石墨、重水或普通水,控制棒：,调节中子的数量，从而控制反应速度，通常用镉棒,冷却剂：,保证反应堆在一定温度下运行，通常用水、液态金属钠、空气等流体,01 九月 2024,核燃料：天然铀或浓缩铀制成的铀棒 减速剂：使快中子变成慢中子,核电站,1954,年，前苏联建成世界上第一座核电站；,现在世界上有,30,多个国家的,400,多座核电站在运行，占世界总电力的,20%,左右；,中国核电建设已有,20,年的历史，截至目前中国共有核电站,8,座，共有,15,台机组，其中已建成运行的,9,台，正在建造的两台，已报送国务院并得到批准近期将开工的,4,台。,视频,崛起的新能源核电,01 九月 2024,核电站1954年，前苏联建成世界上第一座核电站；视频崛,压水堆核电站工作原理,01 九月 2024,压水堆核电站工作原理06 九月 2023,大亚湾核电站全景图,01 九月 2024,大亚湾核电站全景图06 九月 2023,秦山核电站全景,01 九月 2024,秦山核电站全景06 九月 2023,电站反应堆换料,01 九月 2024,电站反应堆换料06 九月 2023,电站反应堆控制棒,01 九月 2024,电站反应堆控制棒06 九月 2023,秦山核电站主控制室,01 九月 2024,秦山核电站主控制室06 九月 2023,一般来说，如果防范措施得当，核电站是很安全的。历史上曾发生过两次核电站核泄露事故：,一次是,1979,年,3,月,18,日，美国三里岛核电站堆芯熔毁；,另一次是,1986,年,4,月,26,日，前苏联切尔诺贝利核电站,4,号反应堆发生爆炸。,核电站的安全性,01 九月 2024,一般来说，如果防范措施得当，核电站是很安全的。历史上曾发生过,核能利用的前景,核电站最先使用的是铀,-235,，以后扩展到铀,-238,、钍,-232,，它们在地壳中蕴藏量巨大，如果全部利用可供人类用上几千年。,海水中含有大量的氘，因此科学家正在研究解决从海水中提取氘作为核动力，使海水中的全部核能释放出来，足够人类用上百亿年。,所以说核能是一种理想的新能源。,核聚变能源开发,01 九月 2024,核能利用的前景核电站最先使用的是铀-235，以后扩展到铀-2,2,、太阳能,地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。,视频,太阳能介绍,01 九月 2024,2、太阳能地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。 视频,太阳能特点,太阳能取之不尽，用之不竭；,太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染；,太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。我国约有,2/3,的地区可以较好利用太阳能资源；,太阳能能流密度低、其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。,01 九月 2024,太阳能特点太阳能取之不尽，用之不竭；06 九月 2023,直接利用太阳辐射能的方式,光,热转换,光,电转换,光,化学转换,01 九月 2024,直接利用太阳辐射能的方式 光热转换06 九月 2023,光,热转换,太阳能发电,太阳能高温炉冶炼高温材料,太阳能节能建筑,太阳能海水谈化,太阳池,01 九月 2024,光热转换太阳能发电06 九月 2023,太阳能发电,01 九月 2024,太阳能发电06 九月 2023,太阳能高温炉冶炼,太阳炉的焦点,利用新型太阳炉的高温熔化,15mm,的钢板,利用新型太阳炉熔化钨板,01 九月 2024,太阳能高温炉冶炼太阳炉的焦点 利用新型太阳炉的高温熔化15m,太阳能节能建筑,01 九月 2024,太阳能节能建筑06 九月 2023,太阳能海水谈化,01 九月 2024,太阳能海水谈化06 九月 2023,光,电转换,太阳能电池,01 九月 2024,光电转换太阳能电池 06 九月 2023,01 九月 2024,06 九月 2023,太阳能光伏电站,深圳园博园太阳能光伏并网电站,01 九月 2024,太阳能光伏电站 深圳园博园太阳能光伏并网电站 06 九月 2,3,、地热能,是来自地球深处的可再生热能。它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面，这种热能的储量相当大。据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当于,100PWh,。,01 九月 2024,3、地热能 是来自地球深处的可再生热能。它来源于地球的熔,地热发电,01 九月 2024,地热发电06 九月 2023,西藏的羊八井地热电站的供电量已占拉萨市电网供电量的,40,以上，而且利用热发电的排放水还建立了,50000M,2,的农业温室，使之成为拉萨市的主要蔬菜生产基地。,羊八井地热电站,01 九月 2024,西藏的羊八井地热电站的供电量已占拉萨市电网供电量的4,3,、风能,全球的风能约为,2.7410,9,MW,，其中可利用的风能为,210,7,MW,，比地球上可开发利用的水能总量还要大,10,倍。,四大优点是：蕴量巨大；可以再生；分布广泛；没有污染。,三大弱点是：密度低；不稳定；地区差异大。,视频,风能,未来,01 九月 2024,3、风能 全球的风能约为2.74109MW，其中可利,独立运行方式,并网运行方式,视频,风力发电,01 九月 2024,独立运行方式并网运行方式视频风力发电06 九月 2023,5,、海洋能,海洋能,(ocean energy),是指依附在海水中的可再生能源，包括：潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等，更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。,海洋能理论上可再生的总量为,766,亿千瓦。,海洋能开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。,01 九月 2024,5、海洋能海洋能(ocean energy)是指依附在海水中,01 九月 2024,06 九月 2023,盐差发电原理图,温差发电原理图,01 九月 2024,盐差发电原理图温差发电原理图06 九月 2023,加拿大安娜波利斯潮汐电站,海流能发电示意图,01 九月 2024,加拿大安娜波利斯潮汐电站海流能发电示意图06 九月 2023,6,、生物能,以生物质为载体的能量。生物界一切有生命的可以生长的有机物质，包括动植物和微生物。所有生物质都有一定的能量，而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物，也包括人畜分粪便和有机废弃物。生物质能为人类提供了基本燃料。,林业废弃物,下角料,农业废弃物,能源作物,01 九月 2024,6、生物能以生物质为载体的能量。生物界一切有生命的可以生长的,7,、氢能,氢是宇宙中最丰富的元素之一，但是在地球上单质氢的含量微乎其微。氢能属于二次能源，只能由其他能源进行转化而得到。,其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的,3,倍，酒精的,3.9,倍，焦炭的,4.5,倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。,01 九月 2024,7、氢能氢是宇宙中最丰富的元素之一，但是在地球上单质氢的含量,氢的来源,化石燃料制氢,生物制氢,电解水制氢,01 九月 2024,氢的来源化石燃料制氢06 九月 2023,氢的利用,宇航推进,超亚音速飞机,燃料电池,车船动力,01 九月 2024,氢的利用宇航推进超亚音速飞机燃料电池车船动力06 九月 20,