热水器，采暖、制冷、光化 学反应，太阳灶 太阳热发动机 太阳热发电 热力发电，热电子发电 光电池、光化学电池 光化学反应（水分解）光合成
能量转换过程及转换设备或系统
能源
核能
能源形态转换过程
核分裂 核分裂 核分裂 核分裂 核聚变
热能 机械能 热能 热能 电能 电磁能 电能 热能 机械能
电能 电能
电能 电能
能量的储存
机械能储存 电能储存 热能储存
机械能的储存
机械能能以动能或势能的形式储存 以动能储存：旋转飞轮 以势能储存：弹簧、扭力杆、 重力装置、压缩空气储能、 抽水储能
压缩空气储能
压缩空气是工业中常用的气源，除了吹 灰、清砂外，还是风动工具和气动控制 系统的动力源。
抽水储能电站
纯抽水蓄能电站 混合式抽水蓄能电站
热能储存方法
显热储存 潜热储存 化学能储存 地下含水层储热
热能
潜热储存
利用蓄热材料发生相变而储热
固体－液体相变蓄热 液体－汽体相变蓄热（蒸汽蓄热器）
地下含水层储热
解决采暖和空调的季节性负荷问题的重 要途径之一。
利用地下岩层的空隙、裂隙、溶洞等储 水构造以及地下水在含水层中流速慢和 水温变化小的特点，用管井回灌的方法， 把冬季大气环境中太丰富的“冷”和夏 季不要钱的“热”储存在含水层中，在 冷、热不是同时需要的场所实现供冷、 供热。
光（激光） 热能 热能
聚变Βιβλιοθήκη 转换机械或系统核发电，磁流体发电 核能炼钢 热力发电，热电子发电 光电池
核聚变发电
热能的产生
热能的产生
燃料燃烧 核能转换 太阳能转换 地热 电能转换
有关燃烧的知识
燃料燃烧的必要条件 燃烧所需的空气量 燃烧产生的烟气量
燃烧设备
煤
的
燃
烧室 层燃 燃（ （粉 层状 状
燃 燃
能量贬值原理
一个封闭系统中的任何自发 性变化，都必然朝着能量贬值 （熵增）的方向发展，而最后 的平衡状态，则对应于熵的最 大可能值。
热力学第二定律
克劳修斯说法：“不可能把热量从低温 物体传到高温物体而不引起其它变化。”
开尔文说法：“不可能从单一热源吸取 热量使之完全转变成功而不产生其它影 响。”
第二类永动机的例子
用于电动自行车的金属储氢装置
光电转换
光伏 效应
能量的储存
能量的储存
在机械能、热能、化学能、 辐射能、核能等六种主要类 型的能量中，除辐射能外， 都能储存在一些普通种类的 能量形式中。
主要指标
储能密度 储存过程的能量损耗 储存装置的经济性 储能和取能的速率 寿命（重复使用的次数） 对环境的影响
蓄电池
利用电化学原理
化 学 能 放 电 ： 化 学 能放热的 化学反 应
蓄电池
起动 用
铅 碱
酸 性
蓄 蓄
电 电
池固 牵定 引型 车 辆
其 它 用
镉— 镍
池铁 锌
— —
镍 镍
用
镉 — 银
蓄电池由正 极、负极、 电解液、隔 膜和容器等 5部分组成。
静电场
电能可用静电场的形式储存在电容器中。 在直流电路中，广泛用作储能装置。 在交流电路中，用于提高电力系统或负 荷的功率因素。 储能电容器广泛应用于高电压技术、高 能核物理、激光技术、地震勘探等方面。
能量的转换和储存
主要内容
能量的基本性质 能量转换的主要燃料 热能的产生 机械能的获取 电能的生产 能量的储存
能量的基本性质
能量的基本性质
运
动无 有
序 序
有 序 能 无 序 能
不 完全、 有条 件
能量之间的转换
“量”的多少 能量守恒与转换定律 “质”的高低 能量贬值原理
能量守恒与转换定律
自然界一切物体都具有能量，能量有 各种不同形式，它能从一种形式转化 为另一种形式，从一个物体传递给另 一个物体，在转化和传递中能量的总 量恒定不变。
能量转换过程及转换设备或系统
能源 能源形态转换过程
水力、风 机械能 力、潮汐、 机械能 海流、波 浪
机械能 机械能
电能
太阳能
光能 热能 光能 热能 机械能 电能 光能 热能 电能 光能 电能 光能 化学能 光能 生物能 电磁波 电能
转换机械或系统
水车、风车。水轮机—— 发电机，波力发电、风力 发电、潮汐发电、海流发电
烧 烧
） ）
燃
烧
方
式油
的
燃
烧内 外燃 燃
气
体
燃
料
的
燃
烧燃 容
器 烧
内 器
燃 燃
烧 烧
燃烧设备
锅炉 工业炉窑
化学能 热能
机械能的获取
机械能的获取
机械能 化学能
热机转换
热机效率
内燃机
——往复运动热机
燃气轮机
燃
——外燃式热机
料
蒸汽轮机
——将蒸汽热能转换为
机械功的热机
空气
燃烧室
发电机 废气
电机转换
感应电场
电能还可以储存在由电流通过电磁铁这 类大型感应器而建立的磁场中。 利用感应电场储存电能不常用，因为它 需要一个电流流经绕组去保持感应磁场。
热能的储存
热能储存是把一个时期内暂时不需要的 多余热量通过某种方式收集并储存起来， 等到需要时再提取使用。
储存时间
随时储存，以小时或更短的时间为周期， 随时调整热能供需之间的不平衡； 短期储存，以天或周为储热周期，维持 一天（或一周）的热能供需平衡； 长期储存，以季节或年为储存周期，调 节季节（或年）的热量供需关系。
中型电站
江苏 浙江 安徽 湖北 西藏
将建电站
山东泰安电站，装机容量100万kW 浙江桐柏电站，装机容量120万kW 山西西龙池电站，装机容量120万kW 江苏宜兴电站，装机容量100万kW 河北张河湾电站，装机容量100万kW 安徽琅琊山电站，装机容量60万kW
电能的储存
以机械能的形式储存 以化学能的形式储存 于蓄电池中 以电能的形式储存在 静电场和感应电场中
我国抽水蓄能电站开发现状
从上世纪80年代开始起步，到目前为止 我国已在9个省、区、市建成11座抽水蓄
能电站，装机容量约为570万kW，占全 国装机容量的1.8％。
大型电站
广州电站，装机容量240万kW 浙江天荒坪电站，装机容量180万kW 北京十三陵电站，装机容量80万kW 河北潘家口电站，装机容量27万kW
地下含水层储能
含水层储热——夏灌冬用 含水层储冷——冬灌夏用
必须具备灌得进、存得住、保温好、抽 得出等条件。 回灌水源：地表水、地下水、工业排放 水。
用途
广泛用于纺织、化工、制药、食品等工 业部门，也用于影剧院和宾馆等建筑物 的夏季降温空调、冷却和洗涤用水，冬 季采暖及锅炉房供水等。
交 流 电 动 机同异步步电电动动机机
串 励 式 直 流 电 动 机并 励 式
复 励 式
电能的生产
电能的生产
化学能
辐
射
能
电
能
磁流体发电、热电偶差温
机电转换
电动机 发电机
热电转换
磁流体发电 热电偶温差发电 热电子发电
电化学
电池 燃料电池
燃料电池是一种将 氢和氧的化学能通过 电极反应直接转换成 电能的装置。
以海洋为热源，海洋共有6.88×1020t的 海水，如果海水的温度下降1℃，可放 出2.88×1024KJ的热量，约合 9.8×1016t标准煤，相当于目前全世界 每年能耗的10万倍。
能量转换的主要燃料
能量转换的主要燃料
燃料通常是指能够通过燃烧过程而将化
学能转换为热能的物质。 所有化石燃料及由化石燃料加工而成的 其它含能体； 所有生物燃料以及由生物燃料加工而成 的含能体。
能量转换过程及转换设备或系统
能源 能源形态转换过程
石油、煤 炭、天然 气等矿物 燃料
化学能 热能 化学能 热能 机械能 化学能 热能 机械能 电能
氢和酒精 等二次能 源
化学能 电能 化学能 电能
热能
转换机械或系统
炉子、燃烧器 各种热力发动机 热机、发电机，磁流体 发电，EGD发电（压电 效应）
热力发电，热电子发电 燃料电池