新能源在西北地区的利用与开发

新能源在西北地区的利用与开发兰州五十一中学1.什么是新能源?新能源又称非常规能源。

是指传统能源之外的各种能源形式。

指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。

包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。

也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。

相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。

同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

据世界断言，石油，煤矿等资源将加速减少。

核能、太阳能即将成为主要能源。

联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电（Small-hydro）、太阳能（Solar）、风能（Wind）、现代生物质能（Modern biomass）、地热能（Geothermal）、海洋能（Ocean）（潮汐能）；传统生物质能（Traditional biomass）。

一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。

因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。

随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。

当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

按类别可分为：太阳能风力发电生物质能生物柴油燃料乙醇新能源汽车燃料电池氢能垃圾发电建筑节能地热能潮汐能二甲醚可燃冰等。

2.发展需新能源的意义与重要性能源问题的实质是发展问题。

我国改革开放二十多年以来，社会经济取得了长足进步。

为实现我国在本世纪中叶基本实现现代化的发展目标，经济水平必须进一步提高，而经济水平的提高需要能源安全供应作为保障。

因此，采用新能源、可再生能源以及能源效率技术，从而改变传统能源的使用模式已经成为关注的焦点。

随着传统的不可再生能源实际上，在今后相当长时间内，中国将面临严重的能源日益消耗，可再生能源和新能源将会占据更大的市场份额。

从成本角度看，能源技术创新带来的成本的降低，也是提高利润空间的重要手段。

渐渐出现的新能源和可再生能源市场，对我国科技和经济发展水平的提高，综合竞争力的增强，实现现代化提供了良好的机遇。

能源供应能否满足需求增长将是制约中国经济增长的一个关键因素。

3.中国面临的能源问题I能源需求快速增长，安全问题突出能源供应能否满足需求增长将是制约中国经国科技赶超，保持经济可持续发展贡献一己之见。

提高能效、采用新能源和可再生能源对于缓解中国的能源供需矛盾具有重要意义。

II环境污染情况严峻，国际压力加大虽然中国采取了各种措施防治大气污染，但大气环境状况仍然不容乐观。

另外，气候变化是当今世界面临的最棘手的挑战之一。

中国政府已经加入了《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)(以下简称《公约》)，并于1997年签署了具有里程碑意义的《京都议定书》。

京都议定书是第一部包含明确的排放限额和时间表的国际协定。

在京都议定书中，一组工业化国家同意在2008- 2012年的承诺期内稳定或减少平均5．2％的温室气体排放量(与1990年排放水平相比)。

京都议定书已于2005年2月16日正式生效。

然而，京都议定书的承诺只是应对气候变化的第一步，实现稳定大气温室气体浓度最终需要全球温室气体排放比京都议定书有更深层次的削减基于《公约》中“共同而有区别的责任原则”，中国目前仍然不需要承诺减少温室气体的排放，但是一直以来，作为最大的发展中国家，在谈判中受到越来越大的来自发达国家的压力。

因此，利用能效技术以及新能源和可再生能源技术，实现能源结构的替代，在减少温室气体排放的同时，也会减少其他大气污染物的排放，特别是颗粒物质、二氧化硫、氮氧化劳动密集型产品为主，这些产品大部分已进入产品成熟期。

III我国能源结构和能源效率与国际发达水平有相当大的差距与世界平均能源结构和发达经济相比，我国能源品种结构很不合理，优质能源供应不足。

我国目前的能源效率约为33％，比世界先进水平低10个百分点左右。

我国能源系统的总效率很低，只有11．1％，也就是说，能源可采储量变成终端有用能的只有1／10，约90％的能源在开采、加工转换、贮运和终端利用过程中损失和浪费掉了。

从能源结构和能源效率两方面来看，我国能源技术水平与国际平均水平有较大差距，与发达国家的差距更大。

我国有提高我国能源技术水平，优化能源结构和提高能源效率，减少减少对环境的污染，承担国际气候变化的压力的潜力和需求。

4.常见新能源I太阳能太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。

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，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。

但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。

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。

太阳能发电一种新兴的可再生能源。

（1）太阳热能现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。

除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

利弊分析优点(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。

(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

缺点(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。

平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。

而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。

因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。

为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。

但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。

在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

开发途径光热利用它的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。

目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。

通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（<200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（>800℃）。

目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。

（2）太阳能发电清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。

利用太阳能发电的方式有多种。

目前已实用的主要有以下两种。

①光—热—电转换。

即利用太阳辐射所产生的热能发电。

一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。

前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

②光—电转换。

其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。

太阳能发电清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。

利用太阳能发电的方式有多种。

目前已实用的主要有以下两种。

①光—热—电转换。

即利用太阳辐射所产生的热能发电。

一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。

前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

②光—电转换。

其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池太阳能路灯太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。

太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。

太阳能电池发电原理太阳能电池是一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。

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，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。

晶体硅太阳电池“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。

自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末．我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的产业。