产生再生能源机器之研究探讨课件.ppt
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1、產生再生能源之研究探討,班級:自控四甲姓名:簡暉益學號:49512054,再生能源的總類,地熱能,海洋能,生質能,水力,核能,風能,太陽能,註:總類繁多,故只舉些例子出來探討,地熱能,地熱能主要來自地球內部放射性元素衰變所釋出之能量,和儲存於地核熔岩之大量熱能,其依賴岩石之導熱性或藉助熔岩與水之向上移動而傳導至地球表面。地熱能之數量異常龐大,依粗略估算,地球之總熱含量約有31027仟卡。開發技術上,吾人能經濟有效利用者,僅為地殼底下數公里深之熱源。地殼內之地熱能,主要儲存於岩石本身,而少部分則儲存在岩石孔隙(pores)或裂隙(fractures)之水中。地熱能乃一低能量密度之能源,必須經由大
2、量岩石集取。目前,水是地熱能之主要輸送媒介。,海洋能,地球上海洋面積約三億六千多萬平方公里,約是陸地面積之二倍半,佔地球總面積71。海洋中蘊藏許多豐富資源,近年來由於石化能源日益枯竭及世界性經濟蕭條,促使利用海洋能源之開發研究益受重視。海洋能源包括下列數種:(1)潮汐能(2)波浪能(3)海洋溫差能(4)鹽梯度能(5)生質能(6)洋流能由此可見,海洋能源種類繁多,通常是利用海洋的溫度差、潮汐潮流,及波浪來發電以供應用。若人倘能多加開發利用,必能提供更多有用能源。,生質能,生質(biomass)亦稱有機物,其能直接或間接地充當燃料使用。生質之主要成分為碳氫化合物,追根究底其係來自植物之光合作用。每
3、年地球上植物界之光合作用約吸收31021焦耳之太陽能此值約為今日全球年總消費能量之10倍。普照大地的陽光,雖然每天有大部分於射向地球表面之後,在太空裡消失了,但有大約百分之零點一,卻被地上豊富的植物所吸收。所以現今所謂之化石燃料,事實上即數百萬年前植物行光合作用之產物。,水力,水力係目前唯一已被人類大量開發利用之再生能源。水力發電技術簡單而且完備,許多國家於水力發電之基礎工業,諸如水輪機、閥、水閘、發電機和相關電力設備等之製造,均已非常完善。水力開發對環境之衝擊較小,除了提供廉價電力外,且有下列之優點:管制洪水氾濫;提供灌溉用水;利於河流航運;提供尖峰時段電力調度。太陽能使大量海水蒸發,蒸發1
4、公克之水約需600卡之能量,約有41016瓦太陽能(佔全部之23)用於此蒸發工作。蒸發後水進入大氣中形成雲層,然後形成雨水落下地面,陸地上雨水具有位能,位能即等於水之重量與海拔高度之乘積,即利用具有位能之水產生機械動力或電力。將雨水聚集於水壩之內,利用水位落差之能量帶動渦輪機或發電機而產生電力。,核能,核能又分核融合及核分裂二種;利用核分裂來發電,其電廠事故與核廢料的處理則令人費盡心思,但卻又不能保證安全,故核融合被視為未來主要的能源。其主要優點如下:(1)原料取得容易(2)少量原料高產能(3)其廢料幅射性低(4)潔淨的發電過程(5)發生故障,立刻停機,不會爆炸由於這些安全、環保且原料豐富的特
5、性,幾乎成為人類未來能源之希望所在。缺點:1.同容量發電廠之建設成本高於汽力、水力電廠。2.事故發生時有輻射線污染產生之熱災害及致命之損害。,風能,人類利用風能的歷史很早。遠在公元前,即已發明利用風力轉動風車的裝置,而在十八、九世紀曾盛及一時。工業革命後,因石油、煤等大量開採及電力的普及而逐漸沒落。近一、二十年來,能源危機逐漸凸顯,於是風力能又再度受到重視,歐美先進國家無不積極研究與利用。尤其科技進步,現代風利機與已往的風車,無論是性能、構造及發電效益上均有長足的進步。目前風力機的銷售額已達每年五億美金以上,全世界總裝置容量近二百萬仟瓦;年發電量約達32億度,相當於35萬公秉油當量,可減低傳統
6、能源的依賴,預計未來市場仍將持續穩定成長。台灣為一海島,自產化石能源貧乏,但由於位處東北信風帶上,頗具風能潛力,在能源缺乏及污染問題困擾之際,如何有效利用此一自然甘淨的自然能源,實係一迫切需要之課題。,太陽能,太陽所傳到地球的總能量(到達上大氣層之總量)每年達1.5510 百萬度(megawatt-hour)之多。其中大約35%被反射回太空去,18%被大氣層所吸收 47%到達地面。單就到達地面的那一部份來講,就等於目前全世界商業上年用量的一萬三千倍!太陽能即是地球接收自太陽之幅射能,其直接或間接的提供地求上絕大部份之能量。地球與大氣圈不斷地自太陽獲得0.171018W之輻射量,數量實在大得難以
7、想像。假設每人平均需要103W,則一百億人才不過是需要1013W,因此只要將抵達地表太陽能的百分之一轉換成可用的能量,則滿足全球能源需求已是綽綽有餘。,為什麼要使用太陽能?,石油危機使全世界上的人類,再度體認到地球上有限的化石燃料,終究有匱乏的一天。有限的原料會用盡,難道我們要眼睜睜的看著供不應求的這種處境發生嗎?所以,太陽能產生了!太陽能是人類世上唯一首要不汙染空氣之能源,它能經常不斷的供應永久無限無盡之熱能發電,在經濟上提供人類所需之能源,近年來由於石油類價格上漲,代表了日益消耗從石油化學原料中提煉出來有限度的石油。所以大眾對運用太陽能產生了莫大的興趣。,如何儲存、利用太陽能,儲存太陽能的
8、方法有下列幾種:,1.集光型集熱器2.平板型集熱器3.蓄熱裝置,集光型集熱器,集光的理論:(a)太陽光的特性考慮到太陽光集光系統時須知的太陽光性質 1.能量的密度 2.太陽像的大小 3.太陽的運行(b)集光的基礎依照集光系統的分類 1.以光學系可分為(1)折射光學系(2)反射光學系 集光系統 2.依集光程度可分為(1)二次元集光(2)一次元集光 系統 3.依光學系構成的方式可分為(1)單一型(2)Fresnel型 集光系 統 4.集光比集光系統中,增加光能量密度的比率稱之,集光型集熱器,集熱的理論:(a)集熱的基礎集光系統收集的太陽光由吸熱體吸收,轉變成熱能。,圖為一次元集光型集熱器的吸熱部,
9、右圖為典型一次元集光型集熱器吸熱部斷面圖,由配置於導水槽型拋物面鏡焦線上的吸熱管與包覆外側的透明蓋組成。,平板型集熱器,概說:平板型集熱器異於集光型集熱器,不用集光裝置或是太陽追蹤裝置,固定於屋頂或架台等,設備費及維持費低,而且容易利用在建築物。集熱溫度越高時,放熱量越大,平板型集熱器溫度除了特殊的真空圓筒型集熱器之外,通常溫度都在100度c以下。用途為冷氣、暖氣、熱水供給、游泳池加熱等。,平板型集熱器,分類(1)依集熱媒分類a.液體(主要是水)水的單位面積熱容量大,可用為集熱媒及蓄熱材,熱傳達率大,廣用於冷暖氣、熱水供給、泳池加熱等,便宜、安全、無公害。b.氣體(主要是空氣)空氣的熱傳達率小
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