按照形成周期的长短，一般分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源 包括太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能、生物质能等。人类最早利用的能源就是生物质能，包括燃烧柴草、用牲畜耕地等等。由于世界经济发展和能源生产、消费的不平衡，至今世界上仍有大约占世界总数1/4 以上的人口以生物质能为主要生活能源。水能、风能、潮汐能和太阳能也是重要的清洁能源类型，但它们受到一定的自然地理条件的限制，因而分布有局限性。但是，由于这些能源具有清洁性、可再生性等优点，因而日益受到人们的广泛关注。对它们的利用，有的已经有较悠久的历史和可靠的技术性，有的还处于需要进一步研究开发的过程中。 一、太阳能(Solar energy) 太阳能是太阳光辐射的能量。地球上的各种能源中除来自地球内部的能量和来自天体引力的能量外，其他能源的能量都是以太阳能为根本来源，如化石燃料、生物质能、风能、水能都是太阳能的转化形式。但是，一般意义上的太阳能不包括这些转化形式的能源。 目前人类利用太阳能的方式主要有光热转换和光电转换两种。其他利用方式还包括引阳光照明、利用特种转基因细菌特殊的光合作用分解水制取氢气、利用光化学反应将太阳能转化成化学能等。 (1)光热转换：是最为常见的太阳能利用方式。物体吸收太阳光中的能量而发热的现象早就为人们熟知，这种利用方式属于被动利用方式。现阶段人们以光 热转换方式利用太阳能的装置主要有太阳能热水器、太阳灶、太阳暖房等。 (2)光电转换：又称太阳能光伏，利用太阳能电池将太阳能转换成电能。太阳能电池在阳光下会产生直流电流，通过转换电路向电器和电子设备提供电能。由于没有活动的部分，太阳能电池可以长时间使用，不会导致任何损耗。按照制作材料，太阳能电池主要分为硅基半导体电池、染料敏电池、有机材料电池等。光电转换效率是太阳电池最重要的参数。目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池的最高转换效率为29%，多晶硅电池为24%，非晶硅为 17%。量产后实际投入使用的太阳能电池转换效率比较低，目前多数在10%~15% 上下。 太阳能电池发电是一种可再生的环保发电方式，使用过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不存在环境污染问题。但是，在实际推广过程中，传统硅基太阳能电池存在制造成本长期居高不下、制造过程中污染排放相对严重的缺点。这使得人们开始开发新型太阳能电池，如薄膜太阳能电池、染料敏化太阳电池等。目前薄膜太阳能电池和染料敏化太阳电池的光电转换效率不及硅基太阳能电池，但生产成本相对硅基太阳能电池低，生产过程污染小，且具有硅基太阳能电池不具备的柔性可卷叠的特点，有很大的发展和应用前景。 二、风能 因太阳辐射在地球表面的不均匀性使得地表受热不均。此外，地表温度在太阳辐射下的升温速度较海面快，从而在大气中同温层加速了气体的对流。同时，季节变化、地 转偏向力、等都可以形成风。估计地球吸收的太阳能有1%到 3%转化为风能，总量相当于地球上所有植物通过光合作用吸收太阳能转化为化学能的50 到100 倍。 风力发电自80 年代开始受到欧美各国重视以来，至今全球风电发电量以每年30%的惊人速度快速成长。下表列出截至2008 年全球风机装置容量及人均风电装置容量 表15-10 各国至2008 年风机装置容量对比 三、潮汐能 天体受其他天体万有引力的作用产生形变，正对以及背对其他天体的部位向外凸出，垂直于其他天体的部位向内凹进。刚性的固体岩石圈层形变一般不明显，但流体的形变就要明显得多。地球上的潮汐正是由于月球和太阳的引力作用于随地球旋转的海洋，致使包裹在地球表面的海水流体发生形变，而产生的海水涨落现象。潮汐的变化位置与月球的位置、太阳和月球的相对位置有关，并且会与地球自转的效应耦合。地球上的潮汐现象表现为周期性海水涨落，海水经过几个小时的上涨达到高潮，随后经历数个小时的退潮达到低潮，周而复始。在大多数地区，高潮和低潮在一天内出现两次，称为"半日潮"。 潮汐能(tidal power)是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量。潮汐能来源于天体引力，在地球上很容易获得，属于可再生能源。人类对潮汐蕴藏的能量的利用很迟才开始。在今天，潮汐能仍然是一种具有很大开发潜力的新能源。目前对潮汐能的利用仍然有限，主要方式是选择地形优越的海湾或河口修筑堤坝，形成区隔于海面的水库。在涨潮或
落潮过程中，海水进出水库，带动水轮发电机发电。潮汐发电站按建筑物布置和发电方式可分为三种形式：单库单向、单库双向和双库单向。单库单向式潮汐电站只建一个水库，涨潮时向水库内充水，落潮时再驱动单向水轮机带动发电机发电；单库双向式潮汐电站涨潮时海水水位高于库内水位，海水流入水库内并驱动水轮机带动发电机发电，落潮时水库水位高于海面水位，海水由水库流出到大海并驱动水轮机带动发电机发电。双库单向式潮汐电站建设两个水库，水位一高一低，涨潮时海水流入高水库，落潮时海水从低水库流入大海。水轮发电机组在两个水库间的堤坝内设置，利用海水在高低水库间的流动连续发电。 图15-6 潮汐能发电装置-英国斯特兰福德湾的潮汐能涡轮发电机SeaGen 模型 世界上多个国家都建立了潮汐能发电站。法国于1966 年建成的朗斯河口潮汐电站装机容量24 万千瓦，英国塞文河口潮汐电站400 万千瓦，加拿大坎伯兰湾潮汐电站达408 万千瓦。中国目前也已经建设了若干潮汐能发电站，但总体规模较小。其中广东顺德潮汐水电站装机容量5000 千瓦，浙江温岭潮汐电站 3200 千瓦，浙江象山潮汐电站1500 千瓦，福建平潭潮汐电站960 千瓦。潮汐能有很大的开发潜力，中国今后将计划建设万瓦级潮汐能电站。 本章小结 1.按用途分类，可以把资源分为提供物质需求的物质资源和提供能量需求的能源两类。按资源的形成周期特征分类，一般分为无限资源和有限资源两类。无限资源是随地球
形成而存在，如气候资源、水资源、太阳能、风能等。有限资源根据形成的周期长短分为可再生资源和不可再生资源两类。不可再生资源：如分布在岩石圈中的矿产资源；可再生资源是产生周期短，在人类活动过程中周而复始地循环形成与利用。 2.矿产资源是自然界中所有埋藏在地下或者分布在地表的、有利用价值并且在开采技术上可行的矿物和岩石资源的统称。矿产资源的种类：金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产。 3.我国矿产资源的主要特点：资源总量较大，矿种比较齐全；优劣矿并存；中小矿多，大型、超大型矿床少，矿山规模偏小；资源区域分布不均；成矿条件较好，通过勘查工作到更多矿产资源的前景较好；人均资源量少，部分资源供需失衡。 4.能源资源包括煤、石油、天然气、油页岩等。所谓能源是指能生产能量的物质，或者说是指能够转换成机械能、热能、电磁能和化学能等各种能量的资源。 5.土地资源是由地球表面一定立体空间的气候、土壤、水、生物、地质、地貌等自然要素构成的自然地理综合体，同时还包含过去和现在人类活动对其的影响结果，因此它具有自然和社会经济的两重属性。 6.土地资源的基本特征：具有生产能力；土地面积不可增加；空间位置上固定不变性；具时间性或季节性。 7.我国土地资源的特点：类型多样；山地面积大；农用土地资源比重小；后备耕地资源不足。 8.水资源是基础性自然资源，支撑可持续发展的土地、森林、矿产、能源、生物、旅游等资源的母
体资源。水资源的主要特点有：具有循环再生性；时空分布的不均匀性；不可代替性；难以大范围交换。 9.生物资源分成植物资源和动物资源两大类。植物资源一般包括森林资源、草地资源、野生植物资源。动物资源包括陆栖野生动物、内陆渔业资源和海洋动物资源。 10.可再生资源按照形成周期的长短，一般分为可再生能源和不可再生能源。 可再生能源包括太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能、生物质能等。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议