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人类首先开发五种新能源 是什么?

人类首先开发的五类新能源

  在即将过去的20世纪中,人类使用的能源主要有三种,就是原油、天然气和煤炭。而根据国际能源机构的统计,假使按目前的势头发展下去,不加节制,那么,地球上这三种能源能供人类开采的年限,分别只有40年、50年和240年了。四五十年。从人类历史的角度来看,实在是非常非常的短促;试想一下,对于今于20来岁的年轻人来说,到他们六七十岁的时候,如果地球上已经没有原油和天然气可用,我们能不为此感到惊愕吗?所以,开发新能源,替代上述三种传统能源,迅速地逐年降低它们的消耗量,已经成为人类发展中的紧迫课题,核能在今后一段时期内还将有所发展,但是核电站的最大使用期只有25-30年,核电站的建造、拆除和安全防护费用也相对不低,过多地建设核电站是否明智可取,还有待今后实践和历史来检验。那么,人类将向何处寻找新能源呢?先进国家的能源专家认为,太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能这五种新能源,在今后将肯定会优先获得开发利用。

  太阳能 太阳能利用的形式很多,例如太阳能集热为建筑供暖、供热水,用太阳能电池驱动交通工具和其它动力装置,等等,这些都属于太阳能小型、分散的利用形式。太阳能大型、集中和利用形式,则是太空发电。在距地面三万多公里高空的同步卫星上,太阳能电池每天24小时均可发电,而且效率高达地面的10倍。太空电能可以通知过对人体无害的微波向地面输送。

  风能 风能利用技术的不断革新,使这种丰富的无污染能源正重放异彩。据估计,二三十年内,风力发电量将要占欧共体电占全国总电力的30%左右。

  地热能 目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行,装机容量数百万千瓦。研究表明,地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1.7亿倍,可供人类消耗几百亿年,真可谓取之不尽、用之不竭,今后将优先利用开发。

  波浪能 主要的开发形式是海洋潮汐发电。80年代中期挪威成功地建成一座小型潮汐发电站,让涨潮的海小冲进有一定高度的贮水池,池水下溢即可发电。已经在设计的单座潮汐电站,其它发电量可供一个30万人口的城市使用。

  氢能 氢是宇宙中含量最丰富的元素之一,就可经提取出无穷无尽的氢。氢运输方便,用作燃料不会污染环境,重量又轻,优点很多。前苏联试用氢为“图-155”型飞机的燃料已经初步得成功,各国正积极试验用氢作为汽车的燃料。氢无疑也是人类未来要优先利用的能源之一。

人们是怎样利用风能的

风能

当太阳幅射能穿越地球大气层时,大气层约吸收2×1016瓦的能量,其中一小部分转变成空气的动能。因为热带比极带吸收较多的太阳辐射能,产生大气压力差导致空气流动而产生“风”。

风能非常巨大,理论上仅1%的风能就能满足人类能源需要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能,其具体用途包括:风力发电、风帆助航、风车提水、风力致热采暖等。其中,风力发电是风能利用的最重要形式。

风帆与风车

风能利用,已有数千年的历史。最早的利用方式是“风帆行舟”。埃及尼罗河上的风帆船、中国的木帆船,都有两三千年的历史记载。唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代,14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。

1000多年前,中国人首先发明了风车,用它来提水、磨面,替代繁重的人力劳动。12世纪,风车从中东传入欧洲。16世纪,荷兰人利用风车排水、与海争地,在低洼的海滩地上建国立业,逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天,荷兰人将风车视为国宝,北欧国家保留的大量荷兰式的大风车,已成为人类文明史的见证。

风力发电

历史上,由于西欧各国燃料缺乏,而且其地理位置在盛行西风带上,故刺激其发展风力发电。

19世纪末,丹麦人首先研制了风力发电机。1891年,丹麦建成了世界第一座风力发电站。现在丹麦已拥有风力发电机3000多座,年发电100亿度。

100多年来,世界各国研制成功了类型各异的风力发电机。1998年,全世界风力发电装机容量达到960万千瓦,全球风力发电量达210亿千瓦时,可供350万户家庭使用。

风力发电机主要包括水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机等。其中,水平轴式风力发电机是目前技术最成熟、生产量最多的一种形式。它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮将风能转换为机械能,低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速,将动力传递给发电机。整个机舱由高大的塔架举起,由于风向经常变化,为了有效地利用风能,还安装有迎风装置,它根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮啮合的小齿轮转动,使机舱始终对风。

在电力不足的地区,为节省柴油机发电的燃料,可以采用风力发电与柴油机发电互补,组成风-柴互补发电系统。

风力发电场(简称风电场),是将多台大型并网式的风力发电机安装在风能资源好的场地,按照地形和主风向排成阵列,组成机群向电网供电。风力发电机就像种庄稼一样排列在地面上,故形象地称为“风力田”。风力发电场于20世纪80年代初在美国的加利福尼亚州兴起,目前世界上最大的风电场是洛杉矶附近的特哈查比风电场,装机容量超过50万千瓦,年发电量为14亿千瓦·时,约占世界风力发电总量的23%。

风力发电的优越性可归纳为三点:第一,建造风力发电场的费用低廉,比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多;第二,不需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可产生电力,除常规保养外,没有其他任何消耗;第三,风力是一种洁净的自然能源,没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。

中国风能资源丰富,可开发利用的风能资源总量约为2.53亿千瓦。国内最著名的风电场,是新疆乌鲁木齐附近的达坂城风电场,总装机容量1.68万千瓦。世纪之交,中国制定了风力发电的长远发展计划,提出2000年风电装机40兆瓦以上的目标,为21世纪大规模开发风电打下了良好的基础。

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作者: Anita

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