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2010年的上海世博会启动了世博科技专项行动,要用科学技术的成就来演绎“城市让生活更美好”的理念.在新能源方面,世博會以集中展示多种新能源技术,包括太阳能光伏技术、风能、地热能等建筑节能技术和低碳能源的利用,阐释高效清洁等理念.
一、太阳能
世博园区建造了一个464.5平方米的太阳能采集器,负责世博会建筑的空调和热水供应.5.8平方公里将成为当今世界最大的太阳能应用场所,有4.6兆瓦的太阳能光复并网发电装置,一个世界最大的屋顶电厂主题馆,就有将近2.6兆瓦的太阳能发电.
太阳能一般是指太阳光的辐射能量,太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式.
光热转换主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房等方式.太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道、抽水泵及其他部件.另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需.太阳能集热器在太阳能热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置.按传热工质可分为液体集热器和空气集热器;按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种.另外还有一种真空集热器,一个好的太阳能集热器应该能用20～30年.自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40～50年且很少进行维修.
光电转换即直接将太阳能转变成电能,并将电能存储在电容器中,以备需要时使用.太阳电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件.能产生光伏效应的材料有许多种,如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等.它们的发电原理基本相同.
现以晶体为例描述光发电过程.P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结.
当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率.这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程.
太阳能既是一次能源,又是可再生能源.它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染.为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代.
二、风能
上海在东海大桥建设34个3兆瓦的风力发电机,能够并网发电,为世博提供清洁能源.
风能指地球表面大量空气流动所产生的动能.风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数.风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置;而风力发电机如扇状涡轮发电机,随着叶片的转动,不时将风能转化为电能,其中设计有风力收集机还会自动调转方向,迎接风的犀利,任凭风力有多大,来势有多猛,它一概取之,转成电能储存起来,为人们提供电力.
在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源.随着全球气候变暖和能源危机,各国都在加紧对风力的开发和利用,尽量减少二氧化碳等温室气体的排放,保护我们赖以生存的地球.
三、地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能,是可再生资源.地热资源按温度划分.中国一般把高于150℃的称为高温地热,主要用于发电.低于此温度的叫中低温地热,通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等.
目前,我国除青海、云南、贵州等少数省区外,其他省区都在不同程度地推广地源热泵技术.
四、低碳能源
低碳能源属于一种清洁能源,从目前理解水平上说,是一种含碳分子量少或没有碳分子结构的能源,突出的是减少CO2对地球性的排放污染,同时也对社会性污染排放的减少,是现代汽车一种低碳“动力”,广义的说是一种既节能又减排的能源.
从含碳量上讲,天然气、液化石油气来源丰富,含碳量比汽、柴油低,利用比较快;醇类燃料可降低碳排放,目前已有少量加入汽、柴油中混合使用,纯化应用还有一定困难;二甲醚是一种化工产品,属中低碳燃料,宜推广,氢能是一种脱碳型燃料,但从目前科技水平看提取效率低、成本高、储存难.
世博会园区公共交通系统采用的是电动汽车、超级电容汽车和清洁能源汽车,都体现了低碳思想,实现“零排放”.
总之,上海世博会期间将向公众展示一系列与新能源有关的新概念和新技术.如世博园区的灯光设备大量采用节能的LED光源,空调大量使用了江水源和地热源热耗,中国馆等大型建筑上都建立了雨水收集系统等,希望能以此为示范,引领中国未来新能源产业向可再生能源、清洁能源方向发展.
一、太阳能
世博园区建造了一个464.5平方米的太阳能采集器,负责世博会建筑的空调和热水供应.5.8平方公里将成为当今世界最大的太阳能应用场所,有4.6兆瓦的太阳能光复并网发电装置,一个世界最大的屋顶电厂主题馆,就有将近2.6兆瓦的太阳能发电.
太阳能一般是指太阳光的辐射能量,太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式.
光热转换主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房等方式.太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道、抽水泵及其他部件.另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需.太阳能集热器在太阳能热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置.按传热工质可分为液体集热器和空气集热器;按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种.另外还有一种真空集热器,一个好的太阳能集热器应该能用20～30年.自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40～50年且很少进行维修.
光电转换即直接将太阳能转变成电能,并将电能存储在电容器中,以备需要时使用.太阳电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件.能产生光伏效应的材料有许多种,如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等.它们的发电原理基本相同.
现以晶体为例描述光发电过程.P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结.
当光线照射太阳电池表面时,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了跃迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率.这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程.
太阳能既是一次能源,又是可再生能源.它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染.为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代.
二、风能
上海在东海大桥建设34个3兆瓦的风力发电机,能够并网发电,为世博提供清洁能源.
风能指地球表面大量空气流动所产生的动能.风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数.风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置;而风力发电机如扇状涡轮发电机,随着叶片的转动,不时将风能转化为电能,其中设计有风力收集机还会自动调转方向,迎接风的犀利,任凭风力有多大,来势有多猛,它一概取之,转成电能储存起来,为人们提供电力.
在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源.随着全球气候变暖和能源危机,各国都在加紧对风力的开发和利用,尽量减少二氧化碳等温室气体的排放,保护我们赖以生存的地球.
三、地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能,是可再生资源.地热资源按温度划分.中国一般把高于150℃的称为高温地热,主要用于发电.低于此温度的叫中低温地热,通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等.
目前,我国除青海、云南、贵州等少数省区外,其他省区都在不同程度地推广地源热泵技术.
四、低碳能源
低碳能源属于一种清洁能源,从目前理解水平上说,是一种含碳分子量少或没有碳分子结构的能源,突出的是减少CO2对地球性的排放污染,同时也对社会性污染排放的减少,是现代汽车一种低碳“动力”,广义的说是一种既节能又减排的能源.
从含碳量上讲,天然气、液化石油气来源丰富,含碳量比汽、柴油低,利用比较快;醇类燃料可降低碳排放,目前已有少量加入汽、柴油中混合使用,纯化应用还有一定困难;二甲醚是一种化工产品,属中低碳燃料,宜推广,氢能是一种脱碳型燃料,但从目前科技水平看提取效率低、成本高、储存难.
世博会园区公共交通系统采用的是电动汽车、超级电容汽车和清洁能源汽车,都体现了低碳思想,实现“零排放”.
总之,上海世博会期间将向公众展示一系列与新能源有关的新概念和新技术.如世博园区的灯光设备大量采用节能的LED光源,空调大量使用了江水源和地热源热耗,中国馆等大型建筑上都建立了雨水收集系统等,希望能以此为示范,引领中国未来新能源产业向可再生能源、清洁能源方向发展.