2.问题:当今社会太阳能,地热能,海潮能,风能在生活生产中得到了哪些运用?(先将
自然能源是自然界所存在或具有的能源,是自然资源的一部分。主要有太阳能(包括光能和热能)、水能、波能、潮汐能、风能、生物质能等。下面先主要说一下太阳能,地热能,潮汐能和风能。
太阳能是一种无害环保的辐射能,可以说万能能源。
太阳能在工业中的运用有以下几种方式:
1.发电能
2.发热能
3.电能能转化成各种机械能
4.热能能转化成电能
5.电能也能转化成热能
太阳能在日常生活中的运用多为太阳能路灯,太阳能暖房,太阳能热水器,太阳能汽车,太阳能光合作用等。
海潮能属于潮汐能的一种,是从海水面昼夜间的涨落中获得的能量。这种能量是永恒的、无污染的能量。
海潮能利用的主要方式是发电。
一,潮汐发电
潮汐发电是利用在涨潮或落潮过程中,海水进出水库,带动水轮发电机发电。
这类发电又可分为三种形式:
1.单库单向;
2.双库单向;
3.单库双向。
潮汐能是由日、月引潮力的作用,使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化的总称。固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性-塑性形变,称固体潮汐能。作为完整的潮汐科学,其研究对象应将地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体,但由于海潮现象十分明显,且与人们的生活、经济活动、交通运输等关系密切,因而习惯上将潮汐能一词狭义理解为海洋潮汐。
在生活中,海湾、河口等有利地形,建筑水堤,形成水库,以便于大量蓄积海水,并在坝中或坝旁建造水利发电厂房,通过水轮发电机组进行发电。11世纪,就有利用潮汐能的水车。吸取总潜能中的一小部分能量,转化为机械能。
潮汐能在日常生活中主要都用于照明和带动小型农用设施
地热能是一种清洁能源,是可再生能源,其开发前景十分广阔。
地热能在工业中的运用有以下几种方式:
一,地热发电
地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。
(1) 蒸汽型地热发电
(2) (2)热水型地热发电
二,地热供暖
将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。
三,地热务农
地热在农业中的应用范围十分广阔。
1.利用温度适宜的地热水灌溉农田。
2.利用地热建造温室,育秧、种菜和养花;
3.利用地热给沼气池加温,提高沼气的产量 等。四,地热行医
日常生活中地热能通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等。
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。
1. 风力发电。
我们把风的动能转变成机械能,再把机械能转化为电能,这就是风力发电。
风力发电通常有三种运行方式。
一是独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电。
二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合,向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。
三是风力发电并入常规电网运行,向大电网提供电力;常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向。
2. 风帆助航。
风能最早的利用方式是“风帆行舟”。最辉煌的风帆时代是中国的明代,14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。 在机动船舶发展的今天,为节约燃油和提高航速,古老的风帆助航也得到了发展。现在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航,节油率达15%。
3. 风力提水。
现代风力提水机根据用途分为两类:
一类是高扬程小流量的风力提水机,它与活塞泵相配,提取深井地下水,主要用于草原、牧区,为人畜提供饮水;
另一类是低扬程大流量的风力提水机,它与螺旋泵相配,提取河水、湖水或海水,主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。
4. 风力致热。
“风力致热”是将风能转换成热能。
目前有三种转换方法。
一是风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。
二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动一离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。
三是将风力机直接转换成热能。
风能现在对于日常生活的应用还没有广泛发展,我国的独立电源系统采用水平轴风力发电机和太阳能光伏系统来供应电力,现主要应用于通信基站、边防哨所、海岛部队等特殊场合,主要是面向部队的一套后勤保障系统。相信未来会逐渐从军用能源转为民用能源。
地热怎么形成的
地球内部温度相当高,核心处的温度可以与太阳肩并肩。
地球内部的温度相当高,通常来说越靠近地心温度也就越高。据科学家测算,地核的温度在4000~6800℃,太阳表面的温度也才5500摄氏度左右,地核深处的温度在6000摄氏度以上,可以说与太阳表面的温度肩并肩。
铪合金是目前已知熔点最高的物质,在标准大气压下,它的熔点高达4215摄氏度。理论上来讲,地球核心处的温度可以融化任何物质。不过由于地球核心处的压力非常之大,物质的熔点也会随之升高,地球核心处并不是液态物质,而是固态物质。
地球表面的温度主要受太阳辐射影响,全球平均气温大约在15摄氏度左右。在深不见光的地下则主要受地热影响,温度会随着深度的增加而逐渐升高。在地壳中每深入100米,温度大约上升1摄氏度,越往深处,温度上升的也就越快。
先了解一下地球的内部结构地球在地质结构上主要分为三个圈层,从内到外依次为:地核、地幔、地壳。
地壳很薄,如果把地球比作一个鸡蛋,地壳就相当于一个鸡蛋壳。地壳平均厚度33公里,海洋区域较薄,陆地区域较厚。地壳上层由花岗岩(主要成分为硅铝氧化物)构成,下层由玄武岩(主要成分为硅镁氧化物)构成。
地幔可以分为上下两个部分。上地幔主要由岩石圈及软流层构成,软流层则是岩浆的发源地。地幔主要是由熔融状态的物质构成,厚度大约2900千米。
地核主要是由金属构成的,外地核是液态金属,内地核是固态金属。地壳的厚度约有3470 千米,主要由铁和镍组成,地球上的磁场就是由此产生的。地核深处的压力是地球表面大气压的上百万倍。
地球内部的温度为什么那么高?为什么这么长的时间还没有冷却?地球自诞生起,年龄已经有45亿年了。在地球诞生之初,地质结构非常不稳定,火山频繁爆发、岩浆四溢,地球表面的温度也非常之高。经过几十亿年的演变,地球表面温度下降了很多,但内部温度却依然很高。
(如图所示,地球形成之初岩浆四溢,环境极其恶劣)
科学家们发现,地球内部的温度主要是由放射性元素衰变产生的。地球内部的高温主要是铀238 、铀235 、钍232 和钾40等地球内部的长寿命放射性元素衰变产生的热能聚集而成的。此外地球外圈层也对热量的散失起到了一定阻隔作用,就好比将滚烫的热水放到了保温瓶中。
(放射性元素在衰变的过程中会释放出能量)
地球形成之初主要是由熔融状态的物质构成的一个炙热的球,随着时间的推移,温度逐渐下降。在此过程中,密度大的物质在重力的作用下会往地心移动,像各种金属及放射性物质的密度往往都比较大,因此便聚集在地球内部,并形成了金属核心。密度小的物质(如岩石)浮在了地球表面,于是就形成了一个主要由岩石构成的地表。
在加热和保温的双重作用下,这才使得40多亿年后的地球内部仍然具有很高的温度。
地热的应用地热是来自地球内部的一种能量资源,是清洁及可再生的。地球上火山爆发时喷出的熔岩的温度高达1200℃,因地热形成的天然温泉的温度也在60℃以上,有的甚至高达100℃以上。由此可见,地热能有很大的应用前景。
地热通常直接用来采暖加温、水产养殖、医疗洗浴等,在地热丰富的地区还可以用来发电。在我国,西藏是地热资源最丰富的地区。
(美丽的地热湖)
地热是指地球熔岩向外的自然热流,是来自地球内部的一种热能资源。你对地热有多少了解?下面由我为你详细介绍地热的相关知识。
地热怎么形成的地热来源主要是地球内部长寿命放射性元素(主要是铀238、铀235、钍232和钾40等)衰变产生的热能。地热在地球上有不同的呈现形式。按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。
地球可以看作是平均半径约为6371km的实心球体。它的构造就像是一个半熟的鸡蛋,主要分为三层。地球的外表相当于蛋壳,这部分叫做?地壳?,它的厚度各处很不均一,由几千米到70km不等,其中大陆壳较厚,海洋壳较薄。地壳的下面是?中间层?,相当于鸡蛋白,也叫?地幔?,它主要是由熔融状态的岩浆构成,厚度约为2900km。地壳的内部相当于蛋黄的部分叫做?地核?,地核又分为外地核和内地核。
地球每一层的温度很不相同。从地表以下平均每下降100米,温度就升高3 ℃,在地热异常区,温度随深度增加的更快。中国华北平原某一个钻井钻到1000米时,温度为46.8 ℃;钻到2100米时,温度升高到84.5 ℃。另一钻井,深达5000米,井底温度为180℃。根据各种资料推断,地壳底部和地幔上部的温度约为1100 ℃~1300 ℃,地核约为2000 ℃~5000 ℃。
地壳内部的温度产生的热量,它的热量是哪里来的呢。一般认为,是由于地球物质中所含的放射性元素衰变产生的热量。有人估计,在地球的历史中,地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量,平均为每年5万亿亿卡(即卡路里)。这是多么巨大的热源啊。
1981年8月,在肯尼亚首都内罗毕如开了联合国新能源会议,据会议技术 报告 介绍,全球地热能的潜在资源,约为,相当于全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部燃烧所放出热量的1.7亿倍。丰富的地热资源等待我们去开发。
到2050年,根据不同部门的估算,中国地热发电装机容量可以分为高中低三种方案:高方案为3.6亿千瓦(约占中国电力总装机容量的30%),中方案为2.4亿千瓦(约占中国电力总装机容量的20%),低方案为1.2亿千瓦(约占中国电力总装机容量的10%)。地热不仅仅限制于地球上,将来人们可以到遥远的外太空,开发地热资源。
地热的世界分布
拉德瑞罗地热田:世界地热发电的先驱
拉德瑞罗地热田位于意大利罗马西北面约180公里处,开发面积大约100平方公里。该地热田由8个地热区组成。拉德瑞罗地热田储集层内蒸汽的最高温度为310℃。拉德瑞罗地热电厂的总装机容量为38.06万千瓦,名列世界第四。
盖瑟斯地热田:全球地热田之冠
盖瑟斯地热田是目前所知世界最大的地热田,位于美国加州旧金山北面约120公里处,面积超过140平方公、里,储集层蒸汽温度最高达280℃。1988年,该地热田电厂的总装机容量达到204.3万千瓦,真正称得上世界第一。
怀拉基地热田:新西兰的地热之星
怀拉基地热田位于新西兰北岛中部陶波湖的东北侧。它是世界上第一个成功开发的大型热水田,利用热水发电的 方法 和 经验 从这里开始。该地热田热水温度最高达到265℃。
菲律宾地热田:地热田中的后来居上者
菲律宾目前共有地热田和地热区30处,其中已发电者4处,具有开发潜力的6处,正在钻探和开发的9处,其余11处仍在进行地面研究。1995年菲律宾地热发电的总装机容量达到122.7万千瓦,21世纪以来,更是接近200万千瓦,仅次于美国,居世界第二。
冰岛地热田:大西洋中脊上的地热奇苑
冰岛已知高温地热田和地热区共21处,全部分布在新火山活动带(距今70万年以内)之内,其中勘探与开发较多的地区大部分集中在冰岛西南、首都雷克雅未克的附近,以及东北的克拉夫和诺马夫雅克;雷克雅未克附近已开发的地热田包括雷克雅未克市区范围内以及市区东北约15公里的雷克低温热水田、斯瓦勤格高温热水田,以及尼斯雅维勒和魁瓦歌帝高温热水田。
前二者所产630℃~128℃的热水全部供首都地区13万居民的生活用水和房屋供暖之用,后二者所产高温热水(260℃-38O℃)除一部分准备将来供应首都地区供暖外,其余将用于发电。
地热的应用前景
在世界上80多个直接利用地热的国家中,中国直接利用热地装置采热的能力已经位居全球第一。鉴于西藏自治区居全国之首的地热资源,西藏有着开发利用地热的广阔前景。
上个世纪七十年代初以来,由于能源短缺,地热能作为一种具有广阔开发前景的新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外,更为大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热,以及水产养殖等。
与地热发电相比,地热能的直接利用有三大优点:
一是热能利用效率高达50%-70%,比传统地热发电5%-20的热能利用效率高出很多;
二是开发时间短得多,且投资也远比地热发电少;
三是地热直接利用,既可利用高温地热资源也可利用中低温地热资源,因之应用范围远比地热发电广泛。当然,地热能直接利用也受到热水分布区域的限制,因为地热蒸汽与热水难以远距离输送。
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