开发新能源0.doc

第三节 开发新能源 学案
一、学习目标
1．通过学习知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。
2．通过学习知道太阳能和核能是两种新能源。
3. 通过学习了解直接利用太阳能的两种途径
4. 通过学习了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。
二、学法指导
1、加强自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会；
2、和老师一起收集资料、交流，一同经历，共同提高；
三、释疑解难
释疑知识点：
太阳能：太阳能是一种可再生能源,没有污染。人们利用太阳能转化为电能和热能来加以利用。现在很多家庭使用太阳能热水器和有些地方使用的太阳灶都是比较常见的利用方式。而太阳能电池在小的计算器和航天器上常常用到。
核能：核能的开发和利用有两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量。
核裂变市郊中的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。既铀原子核在中子的轰击下行会产生裂变反应，每个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2～3个以上的中子。
核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。
利用核裂变发电就是有效控制链式反应的速度，使核反映缓慢的进行，并源源不断的释放热能。
其他新能源：地热能是利用地球内部炽热的岩浆使地下水变为水蒸气从而发电的一种能量；潮汐能是月球、太阳对地球的引力作用而产生的潮汐能；风能是利用空气高速流动带来的能量。
四、自我检测
1.关于核能的获得，下列说法正确的是（ ）
　　A 核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
　　B 当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
　　C 核电站是使核能转化为内能，在通过汽轮发电机转化为电能的装置
　　D 在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
2. 关于太阳能的下列说法中，不正确的是（ A ）
　　A 太阳能是可供人类利用的一种新能源，不受季节和天气的影响
　　B 太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用
　　C 太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
　　D 对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源
五、交流园地
六、课外空间
一、核能特点和利用前景
（一）核能及其特点  原子核反应释放出来的能量，称为核能。它是本世纪五十年代开始利用，藏量丰富的能源。核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量，它的能量巨大。核电站最常用的核燃料是铀235。一克铀235释放的能量相当于2.5吨标准煤燃烧释放的热量。
核能具有以下特点：
1.核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它发电，燃料的运输量小。
2.核电站的建设，地区适应性强在煤、石油、天然气等燃料缺少和水能源资源不足而又需要大量能源的地区很适合建核电站。
3.建立核电站投资大，建设的周期长，需要较高的技术和设备。特别需要防止放射性物质外逸的密封设备，又需要处理好核废料，以确保安全。
4.核电站建成投产后，运转费用低，经济效益大。
5.核能是一种清洁的能源。核电站正常运转时对环境的影响远比燃煤电站为好，核电站附近居民所受的辐射剂量，通常低于大气中的天然含量。
（二）核能的利用前景在国际上核能已获得了广泛的利用和发展，并将成为世界未来能源的支柱之一。目前，世界上已有26个国家建有核电站。到1985年止，全世界已建成并投入运转的核电站达371座，发电能力2亿多千瓦。大力发展核电站，是许多国家在全面研究能源现状和前景后所采取的一项基本政策。不仅工业发达国家是这样，而且一些发展中国家和地区，如印度、南朝鲜、罗马尼亚等也在发展核电站。据1977年世界能源会议对世界经济和能源发展的预测，到本世纪末，世界上将有49个国家拥有核电近9亿千瓦。核能将成为世界能源供应的一大支柱。
我国有丰富的铀矿资源，应用核燃料发电，是开发新能源的途径之一。例如，我国正在浙江省海盐县兴建自行设计的秦山核电站，装机容量为60万千瓦；在广东深圳东面的大亚湾畔兴建广东核电站，装机容量为180万千瓦。
二、太阳能、风能的开发利用
（一）太阳能的开发利用  地球上的能量主要来自太阳每天达到地球上的太阳能大约相当于5千亿吨煤燃烧释放的能量。其中绝大部分通过各种途径消耗于大气、水的循环和植物的生长，人类直接利用的太阳能非常少。这是因为太阳能比较分散，不像常规能源的能量集中，这就给太阳能的直接利用，在技术上带来一定困难。如建立一个100万千瓦的太阳能发电厂，需要一个42平方公里的接收面积。投资大，效率低，占地广，储能难。如果利用技术突破以后，太阳能利用的前景是非常广阔的。
目前，已有很多国家对太阳能的利用在进行试验和探索，有的已建成太阳能电站，有的重点发展廉价可靠的太阳能电池，有的已建成太阳能住宅，实现太阳能取暖、空调、照明和供热水等。
我国大部分地区位于中纬度，正午太阳高度角比较大，为太阳能的利用提供了有利条件。而且冬季多晴天，太阳辐射总量多。全国年日照总时数一般大于2000小时，西部地区超过3000小时。太阳辐射总量超过140千卡/厘米2的地区的占全国面积的一半以上。青藏高原太阳能辐射总量160－240千卡/厘米2，利用太阳能的潜力很大。
我国对太阳能的利用已有一定的发展，育秧和蔬菜的温室面积，已达8万余亩；太阳灶已有几万台；太阳能热水器已有约12万米2的采光面积；太阳能干燥器30多座；太阳能电池的研制工作也取得了可喜的成果。
（二）风能的开发利用  风能是一种用之不竭的天然能源。有人估计，地球上每年风的能量相当于3200亿吨煤的能量。
我国风能资源丰富。初步估算我国风能资源的蕴藏量约10亿千瓦左右，有可能利用的约占10％，即1亿千瓦左右。其地区和时间的分布具有明显的差异。一般地说，北方多于南方，从沿海向内陆迅速减弱；冬季和春季风力普遍大于夏秋两季。例如，藏北高原冬半年≥8级以上的大风日数多达150天。
由于风速、风向的变化多，不容易连续稳定供给能量。因此，风力发电站要根据风能的特点，运用机械装置和蓄电装置，才能不间断地、稳定地供给电力。风力发电不消耗燃料，不污染环境，特别适用于风力较强的东南沿海岛屿，以及缺乏电网的草原牧区和偏僻地区。我国已在北京、浙江、青海、内蒙古等地建立了一些小型的风力试验电站。 
三、沼气的开发利用
沼气是有机物质发酵后，产生一种以甲烷、二氧化碳为主，并含有少量其他物质的可燃气体。农村中的有机物质，例如农作物的秸秆、杂草、树叶、粪便等都是产生沼气的原料。把这些原料放进沼气池。在一定的温度、湿度和酸碱度的条件下，经多种厌氧微生物的作用而形成的沼气，可以用作燃料。残留在沼气池中的渣滓，保存着大部分有机物和植物生长需要的营养元素，仍可用作肥料还田。
人工制取沼气作为能源，具有投资少、可以分散就地使用、干净、可再生等特点。各地都有丰富的原料，因此它是一种比较理想的能源。生产1立方米的沼气，相当于1000克原煤的热能，而在沼气灶上利用沼气，其热能利用率可达60％，为目前炉灶燃料利用率的3倍多。利用农业生产本身提供的生物物质制取沼气，不但合理、经济、有效利用生物能，提高燃料热能利用率，解决农村生活燃料不足，而且可以缓和燃料同饲料、肥料、工业原料相争的矛盾，实现秸秆还田，提高土壤肥力，促进农业增产。同时，对保护植被，减少水土流失，使农业生态系统向良性循环方向发展，也将起着重要的作用。此外，也有利于净化环境。
我国可以用来生产沼气的资源十分丰富，仅农村可开发资源量为2.1亿吨左右，产生沼气约53亿立方米。一年人均沼气量约为64立方米，可解决全国农业人口6—8个月的基本生活燃料。一般说来，北方冬季气温低，不利于生物物质发酵产生沼气，因而利用沼气的季节短；南方气温高，利用沼气的季节长，冬季仍可利用。近几年来，我国农村推广利用沼气，已取得了很大的成绩，已建农户家用沼气池700多万个，沼气动力站和沼气发电站1700多处，有些农村基本上解决了生活能源不足的问题。