太阳能与自然能源利用.doc.doc

第六章 太阳能与自然能源利用 随着我国经济的持续快速增长，我国能源供应的突出问题是石油短缺，对外依存度较大。据有关资料统计，自1993年我国成为石油净进口国以来对进口石油的依赖与日俱增。2001年进口依存度已经达到34%，预计到2020年将达到50%，能源安全问题十分突出。尽管我国煤炭资源丰富，但是由于开采水平、运输能力以及来自日益增长的环境等方面的制约，煤炭的供应量也不是无限的。而可再生能源不仅清洁，而且可以不断再生，通过一定的工艺技术即可转换为电力，补充煤电的不足还可以直接、间接的转换为液体燃料，如乙醇燃料、生物柴油和氢燃料，从而减轻对于石油的依赖，建立多元化的能源结构，提高能源供应安全。 我区属于“老少边穷”地区，基础设施落后，能源供应短缺、生活燃料农牧区仍然主要依靠传统的生物质能源，城市主要依靠天然气。 近几年国家实施了大规模的农村电网改造工程，农村用电条件显著改善。对于电网覆盖困难的地区，国家拿出专项资金，通过发展小水电、风电、太阳能发电等多种方式，解决了我州农村居民的用电问题，使农民用上了清洁能源。通过沼气的使用，实现了人畜分离、粪便入池、厕所清洁、厨房明亮、灶台干净，卫生条件和生活环境大为改善，受到了农民群众的普遍欢迎。 6.1 可再生能源的含义、特点及分类 一般来说，可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的能源资源总称。可再生能源对环境无害或者危害极小，且分布广泛,适宜就地开发利用。根据定义，可以看出可再生能源具有可再生性、受技术进步的影响较大、分散性和广布性、能源密度低、初投资较高，运行成本较低、具有明显的清洁性和环境友好性等几个明显的特点。 按照技术种类来划分，可再生能源可分为太阳能、地热能、风能、海洋能、核能和生物质能等。  太阳能 太阳能可以直接用来给住房和建筑加热和照明，也可以用来发电、提供热水、制冷以及用于不同的商业和工业目的。新疆是全国日照时间最长的省区之一，太阳年辐射量1450至1720千瓦时/平方米·年，年平均日照时数达2045小时，全年太阳能总辐射量每平方米5000—6490兆焦耳，昼夜温差大，无霜期长，丰富的光热资源对牧草和农作物的生长十分有利。 太阳能的利用方式主要有：光伏（太阳能电池）系统，将阳关直接转为电；太阳聚热系统，利用太阳的热产生电；太阳能热水系统；太阳能取暖和制冷。 地热能 地热能是指来源于地球内部的热量。地热能可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。地热能是一种很有前景的能源。据专家估计，地球陆地以下5km内，15以上岩石和地下水总含热量达1.05×1025J，相当于9950×1012tce。按世界能耗100×1012tce计算，可满足人类几万年能源需要。 风能 风能是风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。人类利用风能已有几百年历史，过去主要是利用风力提水和粉碎谷物。如今，风能的主要利用方式是风力发电。新疆是多风地区，风次多，延续时间长，年风能理论蕴藏量为3万亿千瓦时左右。1989年建成亚洲最大的达坂城风力发电厂。新疆风季一般在3～6月及8～9月，风向主要为西北和东北风，风力一般5～9级，最大可达10～12级。山口是风能资源最为丰富的地区，年平均有效风能在每平方米10800兆焦耳左右。 水能 风和太阳的热引起水的蒸发，水蒸气形成了雪和雨，雪和雨的降落形成了河流和小溪，水的流动成生了能量，通过捕获水流动的能量发电称为水电。 新疆地处亚欧大陆腹地，气候干旱，水资源受季节因素影响，地表水蒸发量大，水资源时空分布西多东少、北多南少、年际变化不大，季节分布极不均衡。新疆有大小冰川1.86万条，总面积2.3万平方公里，占全国冰川储量的42%。冰川储量2.13万亿立方米，有“固体水库”之称。面积大于1平方公里的湖泊139个，水域面积5504.5平方公里，主要有博斯腾湖、乌伦古湖、赛里木湖、艾比湖、天池、喀纳斯湖等。全区共有大小河流570多条，山泉270多处，地表水总径流量1119.9亿立方米，年径流量608.63亿立方米。 生物质能 构成各种生物体的有机制总称为生物质。生物质可以用来生产电、交通和运输的燃料，或者化学制品。所有生物质用于能源目的的用途，称之为生物质能。生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废弃物，如木柴、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。 海洋能 海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称。 6.2 太阳能热利用 6.2.1太阳能特点 1.数量巨大但分散 到达地面的太阳辐射相当于 130万亿吨标准煤/年； 能量密度：夏季 1.1~1.2kW/m2，冬季约只有一半 2. 时间长久但不连续 取之不尽，用之不竭； 随时间变化 清洁安全，免费使用，但初投资高 6.2.2太