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目录……………………………………………………………Ⅲ
一、太阳能……………………………………………………………1
(一)太阳能简介……………………………………………………………1
(二)太阳能主要利用技术…………………………………………………1
(三)太阳能利用现状…………………………………………………………2
二、环境污染……………………………………………………4
(一)环境污染简介…………………………………………………………4
(二)能源对环境的影响………………………………………………………4
三、太阳能与环境……………………………………………………5
(一)太阳能对环境的影响……………………………………………………5
(一)太阳能新产品与环境…………………………………………………………5
参考文献……………………………………………………………8
随着经济的日益发展,所带来的环境问题也是日益严重,特别是由能源所引起的环境问题也是不容忽视。
而太阳能作为一种新型的清洁能源,适用范围越来越广泛,得到了越来越多的企业和家庭的青睐。
太阳能资源丰富,分布广泛,利用前景广阔,积极扩大太阳能利用,对于稳增长、调结构、惠民生具有重要的现实作用,对于保障国家能源安全、优化能源结构、改善大气环境具有重要的战略意义[]。
1、太阳能
(1)太阳能简介
1.太阳与太阳能
(1)太阳。
太阳是离地球最近的恒星,太阳上的氢储量及其丰富,根据目前的辐射水平,太阳的寿命可达几十亿年.
(2)到达地球的太阳辐射能。
地球是太阳系的一颗行星,只受到太阳总辐射量的22亿分之一。
即有1.73×
W到达地球大气层上缘。
由于穿越大气时的衰减,最后约有1/2的能量,即8.5×
W到达地球表面。
这个数量相当于全世界发电总量的几十万倍[]。
(3)太阳能优点。
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。
(2)太阳能主要利用技术
1.太阳能-热能交换技术
通过转换装置将太阳辐射能转坏为热能加以利用,称为太阳能-热能交换技术。
(1)太阳能热发电技术
太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换为热能,再利用热力循环系统进行发电。
目前,世界上的太阳能热发电系统主要有塔式电站、蝶式电站、槽式电站和太阳能烟囱四类,如图1-1为太阳能烟囱图片。
太阳能热发电分为两种类型:
图1-1太阳能烟囱
太阳能热动力发电,利用反射镜或集热器将太阳光聚集起来,加热水或其他介质,产生蒸汽或热气流以推动涡轮发电机发电。
利用热电直接转换为电能的装置,将聚集的太阳光和热直接发电[]。
(2)太阳能制冷技术
目前常用的太阳能制冷系统包括太阳能吸收制冷、太阳能喷射式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能驱动压缩式制冷等系统,如图1-2为太阳能喷射式制冷系统简图。
太阳能制冷系统从原理上看有两类:
直接以太阳辐射热能为驱动能源;
以太阳能产生的机械能为驱动能源。
(3)太阳能热水系统
太阳能热水系统主要元件由集热器、储能器(储能装置)和循环管路及控制系统三部分组成。
按流体的流动方式可分为循环式、直流式和闷晒式系统;
按照形成水循环的动力,循环式又可分为自然循环式和强制循环式[]。
2.太阳能光电转换技术
太阳能光电转换技术简称太阳能电池。
太阳能电池与传统的电池概念完全不同,它只是一个装置,本身不提供能量储备,它是利用某些材料受到太阳光照时而产生的光伏效应,将太阳辐射能转换成电能的器件。
太阳能电池种类包括应用广泛的半导体太阳能电池和目前正在研究之中的光化学电池。
3.太阳能-化学能转换技术
太阳能转换成化学能的过程包括光化学作用、光合作用和光电转换,其中光分解制氢、绿色植物的光合作用、热化学反应合成燃料等正是太阳能-化学能的应用实例。
(3)太阳能利用现状
太阳能发电系统的利用越来越广泛,2014年上半年,全国新增光伏发电并网容量330万千瓦,比去年同期增长约100%,其中,新增光伏电站并网容量230万千瓦,新增分布式光伏并网容量100万千瓦。
光伏发电累计上网电量约110亿千瓦时,同比增长超过200%。
全国各省(区、市)2014年上半年新增光伏发电并网容量见表1。
表12014年上半年新增光伏发电并网容量单位:
万千瓦
新增光伏电站
新增分布式
新增合计
全国
233
99
332
山东
3
6
9
天津
1
河南
10
河北
14
5
19
湖北
2
山西
17
18
湖南
内蒙古
22
陕西
辽宁
甘肃
15
上海
7
青海
江苏
12
27
39
宁夏
8
浙江
新疆
90
安徽
广东
福建
海南
江西
云南
数据来源:
国家能源局,2014-08-07
不仅在国内如此,据澳大利亚统计局最新一项报告显示,每5个澳大利亚家庭就有1个在使用太阳能。
而在3年前,只有5%的澳大利亚家庭使用屋顶太阳能发电板或太阳能热水器,但今天,这一比例上升到了19%。
在19%使用太阳能的家庭中,有14%使用的是屋顶太阳能发电板。
澳大利亚统计局Karen说:
“加上使用太阳能热水器的家庭比例,太阳能的使用比例就达到了19%,也就是说,今天每5个家庭中就有1个在只用某种形式的太阳能发电[]。
”
在美国也是这样。
在2013年,2145兆瓦的太阳能的能力进入服务在加州,其中超过500MW来自大型太阳能电厂。
太阳能发电总产量在2014年5月占总CAISO电力负荷的6%,2013年5月这一比例为2%。
然而,在太阳能输出峰值平均小时,上午11点至中午,2014年5月,太阳能提供的总功率的14%,2013年5月这一比例为6%(具体数据见表2)。
(In2013,2,145MWofutility-scalesolarcapacityenteredserviceinCalifornia,ofwhichmorethan500MWcamefromlarge-scalesolarthermalplants.
TotalsolarelectricityoutputinMay2014constituted6%ofthetotalCAISOelectricityloadthatmonth,comparedwith2%inMay2013.However,duringtheaveragepeaksolaroutputhour,between11:
00a.m.andnoonforMay2014,solarsupplied14%oftotalpower,comparedwith6%inMay2013[].)
表2加州平均每小时的太阳能产量单位:
MW
数据来源:
Source:
CAISODailyRenewablesWatch
2、环境污染
(1)环境污染简介
通常所说的环境污染主要有水污染和大气污染。
1.水污染
水体污染是指排入水体的污染物在水体中的含量超过了该物质在水体的本体含量和水体的自净能力,从而破坏了水体原有的用途。
通常所说的水体污染是指人为的污染。
水污染又可分为化学性污染、物理性污染和生物性污染
2.大气污染
大气污染是指人类活动或自然过程使某些物质介入大气,呈现出一定浓度,达到一定的时间,并因此破坏生态系统和人类正常生存和发展条件,对人和生物造成危害的现象。
大气污染主要由人类活动造成的[]。
(2)能源对环境的影响
能源的大量使用对环境造成了极大的危害,不管是水污染还是大气污染。
全球性的环境问题主要有:
1.温室效应
温室效应,是指星球的大气层透过捕捉辐射使不同部份地区的气温相对稳定的效应(如图2-1所示为全球变暖对北极熊的影响图片)。
不少研
图2-1全球变暖对北极熊的影响
究指出,人为因素使地球上的温室效应加强,而
造成全球暖化的效应。
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
它会带来以下列几种严重恶果:
(1).地球上的病虫害和传染疾病增加;
(2).海平面上升;
(3).气候反常,海洋风暴增多;
(4).土地干旱,沙漠化面积增大。
2.酸雨
酸雨,指pH值小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水(如图2-2所示为酸雨对建筑物的影响图片)。
酸雨危害有以下两种:
图2-2酸雨对建筑物的影响
(1).酸雨可导致土壤酸化;
(2).酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解,出现空洞和裂缝,导致强度降低,从而建筑物损坏。
3.光化学烟雾
氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾。
光化学烟雾危害主要有:
(1).损害人和动物的健康和影响植物生长;
(2).对建筑材料的破坏;
(3).降低大气的能见度。
此外能源对环境的影响还有水体富营养化、臭氧层破坏等问题,都在日益严重的危害着人类的生存和发展。
3、太阳能与环境
(1)太阳能对环境的影响
众所周知,太阳能做为一种新型能源,和其他传统能源有极大的区别,它的清洁、方便、快捷、经济等优点引起了人们广泛的关注。
最重要的是它的零排放、无污染,极大的符合十八大倡导的生态文明和可持续发展战略。
(2)太阳能新产品与环境
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