第四單元第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用世界能源的主要來源石油石油 40年年天然氣天然氣 5 0 年年煤煤 炭炭 240年年能源危機(jī)能源危機(jī)環(huán)境污染風(fēng)能風(fēng)能生物質(zhì)能生物質(zhì)能太陽能新能源波浪能波浪能地?zé)崮艿責(zé)崮芴柲艿睦锰柲艿睦玫厍蛏系哪芰鲌D（單位106MW） 一、太陽能的資源特點(diǎn)一、太陽能的資源特點(diǎn)太陽能的優(yōu)點(diǎn)太陽能的優(yōu)點(diǎn)1）資源豐富總量最大）資源豐富總量最大2）分布最廣無需運(yùn)輸）分布最廣無需運(yùn)輸3）最潔凈）最潔凈太陽能的缺點(diǎn)太陽能的缺點(diǎn) 有不穩(wěn)定因素有不穩(wěn)定因素 受各種因素（季節(jié)、受各種因素（季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等）的影響地點(diǎn)、氣候等）的影響討論：大家知道日常生活中有哪些利討論：大家知道日常生活中有哪些利用太陽能的實(shí)例？用太陽能的實(shí)例？ 太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品最多。如熱水太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品最多。如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。 太陽能電池的應(yīng)用范圍很廣。例如人造衛(wèi)太陽能電池的應(yīng)用范圍很廣。例如人造衛(wèi)星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鐘、星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鐘、電圍桿、航標(biāo)燈、鐵路信號燈。電圍桿、航標(biāo)燈、鐵路信號燈。1、光熱能轉(zhuǎn)換、光熱能轉(zhuǎn)換 原理：利用太陽輻射加熱物體而原理：利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能獲得熱能應(yīng)用：應(yīng)用：太陽能熱水器太陽能熱水器 反射式太陽灶反射式太陽灶 高溫太陽爐高溫太陽爐 地膜、大棚、溫室地膜、大棚、溫室二、太陽能的利用方式二、太陽能的利用方式光能光能熱能熱能太陽爐太陽爐太陽灶太陽灶熱水器熱水器大棚大棚2、光電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換 原理：根據(jù)光電效應(yīng)，利用太陽能直接轉(zhuǎn)原理：根據(jù)光電效應(yīng)，利用太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能化為電能應(yīng)用：應(yīng)用：為無電場所提供電池，包括移動為無電場所提供電池，包括移動 電電 源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品 光能光能電能電能太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電美國軍用太陽能發(fā)電帳篷美國軍用太陽能發(fā)電帳篷3、光化學(xué)能轉(zhuǎn)化、光化學(xué)能轉(zhuǎn)化 應(yīng)用：選擇芒硝晶體應(yīng)用：選擇芒硝晶體(十水合硫酸十水合硫酸鈉晶體鈉晶體)白天吸收熱量溶解白天吸收熱量溶解,晚上放晚上放出熱量結(jié)晶出熱量結(jié)晶.4、光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 原理：通過地球上眾多植物的光合作用，將原理：通過地球上眾多植物的光合作用，將太陽輻射轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能太陽輻射轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：6H2O + 6CO2 C6H12O6 +6O2光光葉綠素葉綠素原理原理:光能光能化學(xué)能化學(xué)能(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g) H=-2804kJ/mol淀粉、纖維素淀粉、纖維素葡萄糖葡萄糖生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品貯存生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品貯存的能量。的能量。生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源，生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源，其具有以下特點(diǎn)：其具有以下特點(diǎn)：可再生性；可再生性；低污染性低污染性 ；廣泛的分布性廣泛的分布性 。生物質(zhì)能生物質(zhì)能生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能的利用方式1、直接燃燒、直接燃燒2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換1、直接燃燒、直接燃燒注釋注釋:用纖維素（用纖維素（C6H10O5）n代表植物枝葉的代表植物枝葉的主要成分主要成分（C6H10O5)n +6n O26n CO2 +5n H2O點(diǎn)燃缺點(diǎn)缺點(diǎn): 生物質(zhì)燃燒生物質(zhì)燃燒過程的生物質(zhì)能過程的生物質(zhì)能的凈轉(zhuǎn)化效率在的凈轉(zhuǎn)化效率在2040之間。之間。2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換1）、制沼氣）、制沼氣 原料：原料： 條件：條件： 主要成分：主要成分： 用途：用途：植物的秸稈、枝葉、人畜糞便植物的秸稈、枝葉、人畜糞便厭氧厭氧甲烷甲烷 CO2、H2S、NH3、PH3氣體燃料、提供肥料氣體燃料、提供肥料2)制乙醇制乙醇原料原料:條件條件:用途用途:方程式方程式:含糖類淀粉多的農(nóng)作物含糖類淀粉多的農(nóng)作物催化劑、水解、細(xì)菌發(fā)酵催化劑、水解、細(xì)菌發(fā)酵燃料、與汽油混合作發(fā)動機(jī)燃料燃料、與汽油混合作發(fā)動機(jī)燃料（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化劑催化劑C6H12O62C2H5OH+2CO2發(fā)酵發(fā)酵3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生物質(zhì)生物質(zhì)可燃性氣體可燃性氣體氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用1、氫能的三大優(yōu)勢、氫能的三大優(yōu)勢1）燃燒放出的熱量多）燃燒放出的熱量多2）燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境）燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境3）制備的原料是水）制備的原料是水,資源不受限制資源不受限制2、氫能的產(chǎn)生方式、氫能的產(chǎn)生方式1）電解水制得）電解水制得2）生物質(zhì)氣化制得）生物質(zhì)氣化制得3）以天然氣、石油和煤為原料，在高）以天然氣、石油和煤為原料，在高溫溫 下與水蒸氣反應(yīng)制得下與水蒸氣反應(yīng)制得4）以天然氣、石油和煤為原料，用部）以天然氣、石油和煤為原料，用部分氧化法制得分氧化法制得5）光解水制得）光解水制得3、氫能的利用途徑、氫能的利用途徑1）燃燒放熱）燃燒放熱2）用于燃料電池，釋放電能）用于燃料電池，釋放電能3）利用氫的熱核反應(yīng)釋放的核能）利用氫的熱核反應(yīng)釋放的核能氫氣的貯存和運(yùn)輸問題氫氣的貯存和運(yùn)輸問題碳納米管儲氫材料碳納米管儲氫材料