第四单元太阳能生物质能和氢能的利用 (4).ppt
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1、当今社会当今社会科技发展科技发展的的三大支柱三大支柱:材料材料、能源能源和和信息信息目前,世界目前,世界主要能源主要能源物质:物质:煤煤、石油石油和和天然气天然气化化石石燃料燃料2009年年我国我国和和世界世界能源能源结构结构化石化石燃料为能源物质的燃料为能源物质的缺点缺点:l污染污染问题问题l储量储量有限有限 l不可不可再生再生 l资源资源浪费浪费 解决解决能源能源问题问题的主要的主要途径途径:l合理、充分利用合理、充分利用现有现有化石能源化石能源l开发开发利用利用清洁、高效的清洁、高效的新能源新能源学科网学科网生物质能生物质能太阳能太阳能氢能氢能风风 能能海洋能海洋能地热能地热能核核 能能
2、太阳能的利用太阳能的利用太阳能资源的优点太阳能资源的优点1 1、总量最大总量最大 取之不尽,用之不竭取之不尽,用之不竭 2 2、分布最广分布最广遍布世界各地遍布世界各地 既可免费使用,又无需运输既可免费使用,又无需运输3 3、最清洁最清洁无任何污染及废弃物无任何污染及废弃物Z.x.x.K Z.x.x.K 1 1、能量、能量密度密度低(低(1kW/m2)2 2、其、其强度强度受受各种各种因素因素影响影响(季节、地点、气候等)(季节、地点、气候等)太阳能资源的缺点太阳能资源的缺点1 1、光热转换、光热转换 原理:利用太阳辐射能加热物体而获得热能原理:利用太阳辐射能加热物体而获得热能应用:太阳能热水
3、器应用:太阳能热水器 反射式太阳灶反射式太阳灶 高温太阳炉高温太阳炉 地膜、大棚、温室地膜、大棚、温室直接利用太阳能的方式直接利用太阳能的方式地膜、大棚、温室、太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉等光能转化为热能光能转化为热能基本原理是将太阳辐射能收集起来基本原理是将太阳辐射能收集起来能量能量转转化方式化方式太阳太阳辐辐射能利用射能利用实实例例太阳能生态大棚太阳能生态大棚2、光电转换、光电转换将太阳能用于发电将太阳能用于发电(1)光光热热电电转换转换(2)光光电电直接转换直接转换原理原理:根据光电效应,利用太阳能电池:根据光电效应,利用太阳能电池(光电材料做成)将太阳辐射能直接转(光电材料做
4、成)将太阳辐射能直接转化为电能化为电能应用应用:为无电场所提供电池,包括移动:为无电场所提供电池,包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品电源和备用电源、太阳能日用电子产品并网发电并网发电Zx.xkZx.xk大型太阳能发电大型太阳能发电美国军用太阳能发电帐篷美国军用太阳能发电帐篷运用:选择芒硝晶体运用:选择芒硝晶体(十水合硫酸钠晶体十水合硫酸钠晶体)白天吸收白天吸收热量溶解,晚上放出热量结晶。热量溶解,晚上放出热量结晶。白天阳光下:白天阳光下:Na2SO410H2O=Na2SO4+10H2O夜晚气温下降:夜晚气温下降:Na2SO4+10H2O=Na2SO410H2O吸热吸热放热放热能量能量转
5、转化方式化方式光能转化为化学能光能转化为化学能基本原理是将太阳辐射能收集起来基本原理是将太阳辐射能收集起来3 3、光化学能转换、光化学能转换6H2O+6CO2 C6H12O6+6O2光光叶绿素叶绿素4 4、光生物质能转换、光生物质能转换原理:原理:通过通过光合作用光合作用,将,将太阳能太阳能转化为转化为化学能化学能储存储存在在生物质生物质中中生物质能生物质能。自然界自然界利用太阳能利用太阳能最成功最成功的例子的例子地球上每年通过光合作用储藏的太阳能地球上每年通过光合作用储藏的太阳能相当于全球能源年消耗量的相当于全球能源年消耗量的10倍左右。倍左右。化学方程式化学方程式C6H12O6(s)+6O
6、2(g)6H2O(l)+6CO2(g)H=-2804kJ/mol(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6淀粉、纤维素淀粉、纤维素葡萄糖葡萄糖动物获得能量的途径动物获得能量的途径生物质能的利用生物质能的利用概念概念(P49)来源于来源于植物植物及其加工及其加工产品产品贮存的能量贮存的能量生物质生物质主要包括农业废弃物(如植物的主要包括农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油科植物、秸秆、枝叶)、水生植物、油科植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。城市与工业有机废弃物、动物粪便等。1、直接燃烧、直接燃烧点燃点燃(C6H10O5)n+6n O26n CO2+5n H2O缺点缺点:能量
7、能量利用率利用率低(低(2040)生物质能的利用方式生物质能的利用方式生物质能的利用2、生物化学转换、生物化学转换(1)利用利用植物的秸杆、枝叶、杂草和动植物的秸杆、枝叶、杂草和动物粪便等物粪便等生物质生物质在厌氧条件下,经过细菌在厌氧条件下,经过细菌发酵发酵制取沼气制取沼气。主要优点:主要优点:环保环保副产副产化肥化肥(2)将将农产品(如玉米、高粱)等农产品(如玉米、高粱)等生生物质物质水解、发酵水解、发酵制乙醇制乙醇。酶酶(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6C6H12O62C2H5OH+2CO2酶酶乙醇汽油乙醇汽油90%汽油汽油+10%乙醇乙醇一、可增加汽油中的含氧一、可增加汽油
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