清潔能源与自然

能源是一切生命生存的基礎,植物需要吸收光能,動物需要攝入食物的化學能。人類由于發現並利用了煤炭而步入現代化社會,在某種意義上講,人類社會的發展離不開優質能源的出現和先進能源技術的使用。所謂優質能源就是指能量密度高、易獲得、可控制的能源。

按照是否可再生、利用方式、开发周期等能源可以划分为多种类型。现如今温室效应的环境压力下,发展清潔能源已成为全球社会的共识。点击下图,让我们一起了解各种清潔能源吧!

1) 風能是什么?

是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量,属于可再生能源(包括水能,生物能等)。空气流具有的动能称風能。空气流速越高,动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机,以产生电力。

2) 全球風能总量有多大,在中国风力资源主要分布在哪里呢?

全球的風能约为2.74万亿千瓦,其中可利用的風能为200亿千瓦(目前全球风电装机约3.2亿千瓦),比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国10米高度层的風能资源总储量为32.26亿千瓦,其中实际可开发利用的風能资源储量为2.53亿千瓦。

中国近海風能资源约为陆地的3倍,中国可开发風能资源总量约为10亿千瓦。东南沿海及其附近岛屿是風能资源丰富地区,新疆北部、内蒙古 、甘肃北部也是中国風能资源丰富的地区。黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的風能资源也较好。

青藏高原随风速大,但海拔高、空气密度小,所以有效風能密度也较低。云南、贵州、四川、甘肃、陕西南部、河南、湖南西部、福建、广东、广西的山区及新疆塔里木盆地和西藏的雅鲁藏布江为風能资源贫乏地区。其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的風能储量分别为1143万千瓦、2421万千瓦、3433万千瓦和6178万千瓦,是中国大陆風能储备最丰富的地区。

風能是一种干净的自然能源,不会像常规能源(如煤电,油电)那样造成环境污染的问题。平均每装一台单机容量为1兆瓦的風能发电机,每年可以减排2000吨二氧化碳(相当于种植1平方英里的树木)、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。風能产生1兆瓦小时的电量可以减少0.8~0.9吨的温室气体,相当于煤或矿物燃料一年产生的气体量。而且风机不会危害鸟类和其它野生动物。在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,風能作为一种高效清洁的新能源有着巨大的发展潜力。

3) 風能的利用

風能的利用主要是以風能作动力和风力发电两种形式,其中又以风力发电为主。以風能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置,如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是:投资少、工效高、经济耐用。

4) 何谓风力发电?风力发电的基本工作原理是什么?

众所周知,风是空气流动的结果,它是由地球自转和太阳辐射共同作用形成的。以风力为动力做功,驱动发电机旋转(風能转换为机械能),产生能量(机械能转换为电能),这种发电方式叫做风力发电。

5) 发展风力发电具有什么优势?

风电技术日趋成熟,产品质量可靠,可用率已达95%以上,已是一种安全可靠的能源,风力发电的经济性日益提高,发电成本已接近煤电,低于油电与核电,若计及煤电的環境保護与交通运输的间接投资,则风电经济性将优于煤电。风力发电场建设工期短,单台机组安装仅需几周,从土建、安装到投产,只需半年至一年时间,是煤电、核电无可比拟的。

投資規模靈活,有多少錢裝多少機。對沿海島嶼,交通不便的邊遠山區,地廣人稀的草原牧場,以及遠離電網和近期內電網還難以達到的農村、邊疆來說,可作爲解決生産和生活能源的一種有效途徑。

6) 什么是风电场?

风力发电场(簡称风电场),是将多台大型并网式的风力发电机安装在風能资源好的场地,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,现在被全世界大力发展风电的各个国家广泛采用。

1)什麽是原子能?

原子是由质子、中子和电子组成。 原子的核心部分称为原子核,由质子和中子构成。原子能即原子核能,是核结构发生变化时放出的能量。
例如,核電站所用的核燃料中有效成分是鈾235,如果能讓1千克鈾235的原子核全部分裂成碎片(裂變),則它可以釋放出相當于2700噸標准煤完全燃燒所放出的能量。

2)什麽是核電站?

核電站是利用核能來大規模生産電力的發電站。它與我們常見的火力發電廠一樣,都用蒸汽推動汽輪機旋轉,帶動發電機發電。它們的主要不同在于蒸汽供應系統。火電站依靠燃燒化石燃料(煤、石油或天然氣)釋放的化學能制造蒸汽,核電站則依靠核燃料的核裂變反應釋放的核能來制造蒸汽。

請進入核電博物館,走進核科學的世界吧!

1) 太陽能是什么?

一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电。太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能,其中约二十亿分之一到达地球大气层,是地球上光和热的源泉自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,但在化石燃料减少下,才有意把太陽能进一步发展。

太陽能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。

2) 我国太陽能资源分布

在我国,西藏西部太陽能资源最丰富,最高达每平方米2333千瓦时(日辐射量每平方米6.4千瓦时),居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。根据各地接受太阳总辐射量的多少,可将全国划分为五类地区。

3) 太陽能的利用

(1) 光与热的转换。如太陽能热水器、太陽能灶、太陽能热发电系统等。

(2) 光与电的转换,如太陽能电池板、太陽能车、船等。

太陽能清潔能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能,能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料,是一种环保、安全、无污染的新型能源。目前开展的对太陽能综合利用的全生命评估(LCA)结果显示,以往的太陽能光电转换的利用方式,由于依赖太陽能电池板这一生产过程中高污染、高耗能的材料,因此利用成本和环境代价都较高。目前研究的热电在太陽能热利用方向上。

4) 光热发电是什么?

太陽能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。采用太陽能光热发电技术,避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太陽能发电的成本。而且,这种形式的太陽能利用还有一个其他形式的太陽能转换所无法比拟的优势,即太陽能所烧热的水可以储存在巨大的容器中,在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。

5) 什么是光热电站?

这种发电站就是先将太陽能转变成热能,然后再通过机械能装置转变成电能。热能充当了从太陽能到电能的“中介人”。太陽能热电站的能量转换它与分布式聚光器的主要区别是吸热装置不同。电站有一个高塔,塔顶上装有锅炉(中心接收器),塔的周围装有平面反射镜(定日镜),它把阳光反射后集中在锅炉上,把锅炉内的工作物质水加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道一部分输送到汽轮发电机,一部分输送到储热器把热能储存起来,以备无阳光时使用。目前美国、日本等国已建成少量太陽能发电站。我国也已开展了大量的研究与试验工作,特别是在分布式和塔式太陽能发电站方面,已取得可喜的进展。

6) 光热发电的原理

太陽能光热发电的原理是,通过反射镜将太阳光汇聚到太陽能收集装置,利用太陽能加热收集装置内的传热介质(液体或气体),再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。太陽能热发电在早上6点钟以前即可供应能量,之后可持续供应能量到24点,这是光伏发电所不能达到的。

7) 光热发电的优势在哪里?

從技術角度上看,光熱發電有其獨到的三大優勢。一是上網功率平穩,時間長。考慮雲遮情況,目前蓄熱時間10小時左右,而光伏卻沒有蓄電系統。二是余熱綜合利用,這是其他新能源所沒有的特性。這個特性可使光熱發電與常規能源實現互補,實現減煤目標,達到節能減排效果。三是優異的環境特性。光熱發電每千千瓦時電量排出二氧化碳僅有12千克,光伏發電是110千克,天然氣發電爲435千克,煤電爲900千克。

8) 光伏发电是什么?

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太陽能电池。太陽能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

9) 什么是光伏电站?

光伏电站是利用太陽能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。

10) 光伏发电的原理是什么呢?

光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件。光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护簡便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。

11) 光伏发电优点有哪些?

(1) 太陽能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,足够满足目前全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太陽能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太陽能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击;

(2) 太陽能随处可处,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失;

(3) 太陽能不用燃料,运行成本很低;

(4) 太陽能发电没有运动部件,不易用损坏,维护簡单,特别适合于无人值守情况下使用;

(5) 太陽能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清潔能源;

(6) 太陽能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太陽能方阵容量,避免浪费。

12) 居民太陽能发电优势众多,多在哪?

目前,我国能源产业结构主要以火电为主,每年向大气中排放大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。而我国太陽能资源却很丰富。数据显示,太陽能发电资源能达到2.1万亿千瓦,只需开发1%即达到210亿千瓦,这在国家节能减排事业中发挥重要作用。

一是能量投入产出比高。从新建电站所消耗能量与电站运行周期内的发电量之比看,太陽能发电可达10~15倍,在光照良好的地区可达到15~20倍,这么巨大的能量产出与其他能源相比有很大优势。

二是从电站建设成本看,随着太陽能发电的大规模应用和推广,尤其是晶体硅产业和光伏发电技术的日趋成熟,建筑房顶、外墙等平台的复合开发利用,每千瓦太陽能发电建设成本在近几年内可能降至7000元~10000元,相比其他可再生能源具有同样经济优势。

三是碳排放量最少。从目前各种发电方式的碳排放量来看,煤电为275克,油发电为20克,天然气发电为181克,风力发电为204克,而太陽能发电则接近零排放。如果安装90平方米的太陽能发电设备,日发电量最高可达到18度,年发电量平均达到5000度,相当于节省约1900公斤标准煤,减排二氧化碳6吨。
四是转换环节最少最直接。太陽能发电直接将太阳辐射能转换为电能,对太陽能的转换环节较少、利用也最为直接。

13) 我的屋顶想装太陽能发电,系统包括些什么?

太陽能光伏发电系统主要是由太陽能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器等设备组成,其各部分设备的作用是:

(1)太陽能电池方阵。太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成。因为单个太阳电池的电压一般比较低,所以通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板,作为一个应用单元,然后根据供电要求,再由多个应用单元的串、并联组成太陽能电池方阵。太陽能电池板(某些半导体材料,主要是多晶硅、单晶硅以及非晶硅,经过一定工艺组装起来)是太陽能光伏系统中的最主要组成部分,也是太陽能光伏发电系统中价值最高的部分。太陽能电池板在有光照情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光电效应”。在光电效应的作用下,太陽能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,它是能量转换的器件。

(2)蓄电池组。其作用是贮存太陽能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太陽能并网发电系统中,可不加蓄电池组。

(3)控制器。對電能進行調節和控制的裝置。

(4)逆变器。是将太陽能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备,是光伏并网发电系统的关键部件。由于太陽能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太陽能电池发电系统,为独立负载供电。

1) 海洋能源是什么?

海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,主要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的風能、海洋表面的太陽能以及海洋生物质能等。海洋能的表现形式多种多样,通常包括:潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。

2) 潮汐能

潮汐能是從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量。潮汐能包括潮汐和潮流兩種運動方式所包含的能量,潮水在漲落中蘊藏著巨大能量,這種能量是永恒的、無汙染的能量。潮汐導致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動所産生的能量成爲潮汐能。

3) 波浪能

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能,是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸收了風能而形成的。

4) 温差能

温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。海洋是地球上一个巨大的太陽能集热和蓄热器。由太阳投射到地球表面的太陽能大部分被海水吸收,使海洋表层水温升高。赤道附近太阳直射多,其海域的表层温度可达25~28℃,波斯湾和红海由于被炎热的陆地包围,其海面水温可达35℃。而在海洋深处50O~1000米处海水温度却只有3~6℃。这个垂直的温差就是一个可供利用的巨大能源。在大部分热带和亚热带海区,表层水温和1000米深处的水温相差20℃以上,这是热能转换所需的最小温差。

5) 盐差能

鹽差能是以化學能形態出現的海洋能。地球上的水分爲兩大類:淡水和鹹水。全世界水的總儲量爲152.6立方千米,其中97.2%爲分布在大洋和淺海中的鹹水。在陸地水中,2.15%爲位于兩極的冰蓋和高山的冰川中的儲水,余下的0.65%才是可供人類直接利用的淡水。海洋的鹹水中含有各種礦物和大量的食鹽,1立方千米的海水裏即含有3600萬噸食鹽。在淡水與海水之間有著很大的滲透壓力差(相當于240米的水頭)。

6) 海流能

海流能是另一種以動能形態出現的海洋能。所謂海流主要是指海底水道和海峽中較爲穩定的流動以及由于節能環保潮汐導致的有規律的海水流動。其中一種是海水環流,是指大量的海水從一個海域長距離地流向另一個海域。海水流動會産生巨大能量。

1) 生物质能是什么?

生物质是指由光合作用而产生的各种有机体,光合作用利用空气中的二氧化碳和土壤中的水,将吸收的太陽能转换为碳水化合物和氧气。在各种可再生能源中,生物质能是绿色植物通过叶绿素将太陽能转化为化学能而储存在生物中的一种能量形式,是以生物质为载体的能量,是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规固态、液态和气态燃料。

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,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植物等等(中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面)。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太陽能的一种表现形式。

2) 生物质能的利用

生物質能是一種清潔優質的可再生能源,有著廣泛的用途。

(1) 农作物秸秆是能源

農作物稭稈是農業生産的副産品,也是我國農村的傳統燃料。稭稈資源與農業主要是種植業生産關系十分密切。

據統計,我國農作物稭稈年産出量爲6.04億噸,其中造肥還田及其收集損失約占15%,剩余5.134億噸。可獲得的農作物稭稈5.134億噸除了作爲飼料、工業原料之外,其余大部分還可作爲農戶炊事、取暖燃料,目前全國農村作爲能源的稭稈消費量約2.862億噸,但大多處于低效利用方式即直接在柴竈上燃燒,其轉換效率僅爲10%~20%左右。采用稭稈氣化技術,通過對稭稈不完全燃燒或幹餾,獲得可燃氣作燃料。或將稭稈通過生物發酵産生沼氣作燃料。這些生物質能轉化技術可提高能源利用2~4倍,因此,加快稭稈的優質化轉換利用勢在必行。

(2) 垃圾发电

垃圾發電是把各種垃圾收集後,進行分類處理。其中:一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒(也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機要物),在高溫焚燒(産生的煙霧經過處理)中産生的熱能轉化爲高溫蒸氣,推動渦輪機轉動,使發電機産生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發酵、厭氧處理,最後幹燥脫硫,産生一種氣體叫甲烷,也叫沼氣。再經燃燒,把熱能轉化爲蒸氣,推動渦輪機轉動,帶動發電機産生電能。

(3) 沼气

沼氣發酵又叫厭氧消化,是指利用人畜糞便、稭稈、汙水等各種有機物在密閉的沼氣池內,在厭氧(沒有氧氣)條件下,被種類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化,最終産生沼氣的過程。在這個過程中,微生物是最活躍的因素,它們把各種固體或是溶解狀態的複雜有機物,按照各自的營養需要,進行分解轉化,最終生成沼氣。沼氣是一種混合氣體,可以燃燒,因爲這種氣體最先是在沼澤中發現的,所以稱爲沼氣,它的主要成分是甲烷占55%~70%左右,二氧化碳占25%~40%左右,此外還有少量氫氣、硫化氫、一氧化碳、氮和氨等。

(4) 新能源“生物柴油”

“生物柴油”是一種石油替代品。衆所周知,普通柴油是從石油中提煉的,而“生物柴油”則可從動物、植物的脂肪中提取,在美國,目前主要從大豆中提取。這是因爲美國的大豆産量很高,價格也便宜。此外,用“生物柴油”作汽車燃料對環保也有積極意義——排放的廢氣所含的二氧化碳遠沒有用普通柴油那麽多,而二氧化碳正是加劇溫室效應的罪魁禍首。美國康奈爾大學的生態與農業科學專家戴維•迪溫塔爾教授曾對數種替代能源作了深入研究,結果發現,“大豆柴油”是一種極好的替代能源。與乙醇相比較,生産同等量的“大豆柴油”所消耗的能源要低得多。此外,原本使用普通柴油爲燃料的發動機無須改動,就可改用“大豆柴油”,只是目前“大豆柴油”的生産成本還偏高,故售價略高于普通柴油。時下在美國,越來越多的私家車和政府及企業的車輛開始使用“生物柴油”,或普通柴油與“生物柴油”的混合燃料。據悉,生産“生物柴油”還有另一種原料:餐館用過的廢棄食用油和炸過薯條的黃油。

(5) 能源新秀——海带

巨型海帶的實用價值,在國外已有實例可查。據國內一位專家指出,美國政府在加州外海開辟了一片面積400平方千米的海底農場,專門種植巨型海帶,每到收獲季節,以特殊的采收船采收之後,或利用海帶本身具有的細菌自然發酵,或以人工方法加速發酵,它一年所産生的合成天然氣高達6.226多億立方米,可供5萬人口的城市一年之用,這是以美國家庭的燃料耗用量而言的。

(6) 能源新秀——巨藻

巨藻可以用來提煉藻膠,制造五光十色的塑料、纖維板,也是制藥工業的原料。近年來,科學家們對巨藻進行了新的研究,發現它含有豐富的甲烷成分,可以用來制造煤氣。這一發現是引人矚目的。美國有關方面樂觀地估計,這一新的綠色能源具有誘人的前景。將來,它甚至可以滿足美國對甲烷的需求。
巨藻可以在大陸架海域進行大規模養殖。由于成藻的葉片較集中于海水表面,這就爲機械化收割提供了有利條件。巨藻的生長速度是極爲驚人的,每晝夜可長高30厘米,一年可以收割3次。

最近,日本出光興産中央研究所的生物化學研究所等組成的科研小組宣布,他們成功地從一種淡水藻類中提取出了石油。這種藻類在吸收二氧化碳進行光合作用的過程中體內蓄集了石油。在研究過程中發現,這種藻類不僅二氧化碳的吸收率高,而且其石油生成能力遠遠超過預想的程度。提取出的石油不僅發熱量高,而且氮、硫含量少。

3) 生物质能的优点有哪些?

生物質能具備下列優點:

(1) 提供低硫燃料;

(2) 提供廉价能源(于某些条件下);

(3) 将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料);

(4) 与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。

4) 生物质能的转化技术

生物質能的開發和利用具有巨大的潛力,主要包括兩方面:一是建立以沼氣爲中心的農村新能量、物質循環系統,使稭稈中的生物能以沼氣的形式緩慢地釋放出來,解決燃料問題;二是建立能量農場、能量林場及海洋能量農場。

(1) 生物质汽化

將固體生物質轉化爲氣體燃料,稱爲生物質汽化。其基本原理是含碳物質在不充分氧化(燃燒)的情況下,會産生出可燃的一氧化碳氣體,即煤氣。制造煤氣的設備稱爲汽化爐,人們故意不給足氧氣,讓含碳物質在沒有足夠的空氣的情況下燃燒,“焖”出一氧化碳來。

(2) 生物质液化

將固體生物質轉化爲液體燃料,稱爲生物質液化。它包括間接液化和直接液化兩種。間接液化是指通過微生物作用或化學合成方法生成液體燃料,如乙醇(酒精)、甲醇;直接液化則是采用機械方法,用壓榨或提取等工藝獲得可燃燒的油品,如棉籽油等植物油,經提煉成爲可替代柴油的燃料。

(3) 生物质热分解

這是一項很有潛力的技術,用于制取人造石油。一些生物質通過熱分解,可制取生物油、生物炭和可燃燒氣體,使生物質得到充分利用。

(4) 能源农场

即建立以獲取能源爲目的的生物質生産基地,以能源農場的形式大規模培育生物質,並加工成可利用的能源。要對土地進行合理規劃,盡可能利用山地、非耕荒地和水域,選擇適合當地生長條件的生物質品種進行培育、繁殖,以獲得足夠數量的高産能植物。在海洋、水域,要充分利用海藻和水生物提取能源,建立海洋能源農場或江河能源農場。同時,將基因工程等現代生物技術廣泛應用于能源農場中,以提高能源轉化率。

1) 何谓水能资源

水能資源:指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。水能是一種可再生能源。

2) 水能资源的分布

我國的水能資源豐富,總量位居世界首位。根據2013年最新的全國水力資源複查成果,我國大陸水力資源理論蘊藏量在1萬千瓦及以上河流上的水力資源理論蘊藏量年電量爲60829億千瓦時,平均功率爲69440萬千瓦;理論蘊藏量在1萬千萬及以上河流上單站裝機容量500千瓦及以上水電站的技術可開發裝機容量爲54164萬千瓦,年發電量爲24740億千瓦時,其中經濟可開發水電站裝機容量40179萬千瓦,年發電量17534億千萬時,分別占技術可開發裝機容量和年發電量的74.2%和70.9%。
由于我國幅員遼闊,地形與雨量差異較大,因而形成水力資源在地域分布上的不平衡,水力資源分布是西部多、東部少。按照技術可開發裝機容量統計,我國經濟相對落後的西部雲、貴、川、渝、陝、甘、甯、青、新、藏、桂、蒙等12個省(自治區、直轄市)水力資源約占全國總量的81.46%,特別是西南地區雲、貴、川、渝、藏就占66.70%;其次是中部的黑、吉、晉、豫、鄂、湘、皖、贛等8個省占13.66%;而經濟發達、用電負荷集中的東部遼、京、津、冀、魯、蘇、浙、滬、粵、閩、瓊等11個省(直轄市)僅占4.88%。

3) 水能的利用

水能是一种可再生能源,是清潔能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太陽能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少,水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

4) 水力发电的原理是什么?

水力發電過程其實就是一個能量轉換的過程。通過在天然的河流上,修建水工建築物,集中水頭,然後通過引水道將高位的水引導到低位置的水輪機,使水能轉變爲旋轉機械能,帶動與水輪機同軸的發電機發電,從而實現從水能到電能的轉換。發電機發出的電再通過輸電線路送往用戶,形成整個水力發電到用電的過程。

5) 什么是水电站

水電站是將水能轉換爲電能的綜合工程設施,又稱水電廠。它包括爲利用水能生産電能而興建的一系列水電站建築物及裝設的各種水電站設備。利用這些建築物集中天然水流的落差形成水頭,彙集、調節天然水流的流量,並將它輸向水輪機,經水輪機與發電機的聯合運轉,將集中的水能轉換爲電能,再經變壓器、開關站和輸電線路等將電能輸入電網。有些水電站除發電所需的建築物外,還常有爲防洪、灌溉、航運、過木、過魚等綜合利用目的服務的其他建築物。這些建築物的綜合體稱水電站樞紐或水利樞紐。

6) 水力发电的原理是什么?

以水具有的重力勢能轉變成動能的水沖水輪機,水輪機即開始轉動,若我們將發電機連接到水輪機,則發電機即可開始發電。如果我們將水位提高來沖水輪機,可發現水輪機轉速增加。因此可知水位差愈大則水輪機所得動能愈大,可轉換之電能愈高。

7) 水力发电的优点有哪些?

(1) 利用高处之水量持有位能转换动能推动原动机;

(2) 利用引导水路及压力水管将水量之位能转换为动能;

(3) 有利之水力地点离负载中心远,离电距离长,输电费用高;

(4) 水力发电效率高达90%以上;

(5) 单位输出电力之成本最低;

(6) 发电之起动快,数分钟内可以完成发电。

除此之外,水力发电作为清潔能源被利用,水电不仅可以代替部分火电,具有调峰的优点,在电网安全运行中起到重要的作用,还可提高水资源的利用效率而基本上不改变其水质,不排放污染物。例如,在电网系统中,建设一个装机容量为2000兆瓦的水电站代替同等规模的燃煤火电厂,这样每年可节约原煤500万吨,减少排放二氧化硫24万吨,减少排放氮氧化物4400万千克,一氧化碳115万千克,少产生废碴140万吨,省却了火电厂所需要的冷却水运行和排放,既可节约水资源,又可避免对水环境造成热污染。因而发展水电,在取得相同电能的同时,可减少环境污染。

8) 水电站水库的人工湿地作用有哪些?

水電開發,在一個流域上建設一個或多個水庫。水庫庫區形成許多庫灣,生長了多種水生植物和動物,成爲人工濕地,爲濕地動、植物提供了生存條件,因此在庫區和庫周會增加多種適合濕地環境的動、植物物種,提高了局部區域的生物多樣性價值,增加了水域的綜合功能。

人工濕地的形成,可改善當地的環境小氣候條件。水庫水體的影響,可使周圍陸地性氣候得以改善:無霜期延長、溫差縮小、降低了最高氣溫、增加了濕度。有關的研究表明,水面上空空氣的透明度比成片的房屋群高8%~10%;水面上空紫外線輻射比陸地高30%;水庫或水域上的氣溫在炎熱季要降低4~5℃;相對濕度提高10%~15%。

微信掃描

新浪微博掃描

Copyright ? 2015 中国广核集团有限公司 All rights reserved
粵ICP備08132407號-20