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我国各地区的太阳能资源及分布
类 型 1 地区 西藏西部、新疆东南部、青海西部、甘肃西 部 年日照时数 年辐射总量 kcal/cm2· 年 160－200
2800－3300
2
3
4
西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南 部、甘肃中部、内蒙古、山西北部、河北西 3000－3200 北部 新疆北部、甘肃东南部、山西南部、陕西北 部、河北东南部、山东、河南、吉林、辽宁、 2200－3000 云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安 徽北部 湖南、广西、江西、浙江、湖北、福建北部、 广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、 1400－2200 黑龙江 四川、贵州
沼气发酵过程
复杂有机物（多糖、脂类、蛋白质等） 可溶性物质（糖类、脂酸、氨基酸等）
① ① ①
丙酸、丁酸等 长链脂肪酸
② ②
H2+CO2
④
③
CH3COOH
⑤
CH4H2O
CH4CO2
目前公认的沼气发酵过程
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利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气
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地热资源温度分级
温度分级 温度t界限℃ 主要用途
高温
中温
t≥150
90≤t＜150
发电、烘干
工业利用、烘干、发电、 制冷
热水
温热水
60≤t＜90
40≤t＜60
采暖、工艺流程
医疗、洗浴、温室 农业灌溉、养殖、土壤 加工
温水
25≤t＜40
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1）直接利用
地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房，已有悠久的历 史。至今，天然温泉与人工开采的地下热水仍被人类广泛 使用。据联合国统计，世界地热水的直接利用远远超过地 热发电。中国的地热水直接利用居世界首位，其次是日本。 地热水的直接用途非常广泛，主要有采暖空调、工业 烘干、农业温室、水产养殖、旅温泉疗养保健等。
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目前利用太阳能的主要方法
1）太阳能直接转换成热能
通过反射、吸收或其他方式收集太阳辐射能，使之转化为 热能并加以利用
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光能→热能
热水器
大棚
太阳灶
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太阳炉
2）太阳能转换为电能（光－电转换 ）
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能 应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备 用电源
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国家体育场
五棵松棒球场
北京航空航天大学体育馆—举重
奥体中心体育场
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2. 沼气 什么是沼气
沼气是各种有机物质在一定的温度、水分、 酸碱度和隔绝空气的条件下，经过嫌气性细菌的 发酵作用，产生的一种可燃气体。在含腐烂有机 质较多的沼泽、池塘、污水沟和粪坑里，经常可 以看到有气泡冒出。把这种冒出的气泡收集起来， 可以用火点燃。因为这种可燃气体最初是在池沼 中发现的，所以称它为沼气。
传说阿基米德曾经利用聚光镜反射阳光，烧毁了 来犯的敌舰。 将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300 多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能 源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。
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近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师 所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱 动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空 气使其膨胀作功而抽水的机器。
讨 论
同学们知道哪些新能源呢？
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太阳能
氢能
风能
生物质能
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波浪能
地热能
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新疆风车田发电
葛洲坝水电站
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藏北利用太阳能的设备
浙江秦山核电站
在新能源中，太阳能， 生物质能，氢能和风 能，海洋能，地热能 等都是可以再生能源。
其中太阳能是最诱人的
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活性炭吸 附异味
供人饮用
4）光－生物质能转换
植物的光合作用。效率低（千分之几）。 原理：通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐 射转化为生物质能 化学方程式：
6H2O + 6CO2
光
叶绿素
C6H12O6 +6O2
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水稻
小麦
谷 子
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太阳能的优点与局限
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据估计，全世界地热资源总量相当于4948万亿 吨标准煤，我国已查明的地热资源相当于2000多亿 吨标准煤。地热能的储量比目前人们所利用的总量 多很多倍。如果热量提取的速度不超过补充的速度， 那么地热能便是可再生的。 但其分布相对来说比较分散，而且集中分布 在构造板块边缘一带，这些区域也是火山和地震 多发区，开发难度大。
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因此可以讲，太阳核心每时每刻都在发生氢弹 爆炸，比原子弹爆炸的威力更大。
大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。 太阳这个巨大的“核能火炉”已经稳定的燃烧了50 亿年。目前，它正处于壮年，要再过50亿年它才会 燃尽自己的核燃料。那时，它可膨胀成为一个巨大 的红色星体……
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环境保护与清洁生产
第二节 能源与环境的关系
世界能源的主要来源
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
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石油 天然气 煤 水力 核能 其他
全球能源资源危机
一百年来，全球能源消耗基本趋于稳定态势，平均每年 呈3％指数增加。 伴随着化石燃料消耗的增加，大气中CO2的含量相应增 加，地球不断变暖，生态环境恶化，自然灾害及其造成
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远古时期陆地和海洋中 的植物，通过光合作用，将 太阳能转化为生物体的化学 能。在它们死后，躯体埋在 底下的海底，腐烂了。沧海 桑田，经过几百万年的沉积、 化学变化、地层的运动，在 高压下渐渐变成了煤、油和 天然气。
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太阳能的利用
人类利用太阳能已有3000多年的历史。
沼气环保的原因： 一、沼气是比较干净的再生能源，燃烧后的产物主 要是二氧化碳和水 二、垃圾、粪便等有机废物和作物秸秆是产生沼气 的原料，投入沼气池后，既有利于环境卫生，又减 少疾病传播。 三、生产沼气的废物是很好的肥料，可肥田，又可 减少化肥和农药的使用量，降低了土壤污染，保护 环境
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宇宙飞船中太阳能利用
2LiOH(s) + CO2(g) → Li2CO3(s) + H2O(l)
吸收罐 人体呼出
太阳能供热 H2O(l)
太阳能供电
Li2O + CO2(g)
太阳能供热 热 解
H2(g) + O2(g) 供人呼吸 Ni CH4(g) + H2O(g)
2H2(g) + C(s) H2O(l)
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地热能一般分为5类：过热 蒸汽、热水和蒸汽的混合物、 热的干岩石、压力热水和热岩 浆。 过热蒸汽最易用来发电并被 大多数现有地热电站所利用。
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利用
人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温 泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温 室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源 并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。
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沼气的成分 沼气是一种混合气体。它的主要成分是甲 烷（CH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氢 （H2S）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2） 等气体。其中甲烷约占50-70%、二氧化碳约占 30-40%，其他成分含量极少。
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沼气的性质
沼气的主要成分是甲烷，甲烷是一种简单的 碳氢化合物。它的化学性质极为稳定，不溶于水， 比空气轻一半，是一种无色、无味、无臭、无毒 的可燃性气体。沼气未燃烧时略有蒜味或臭鸡蛋 气味，是因为沼气中含有少量硫化氢气体的缘故。 甲烷的分子式是CH4，是由一个碳原子和四个氢原 子构成的化合物，不含氮、磷、钾等元素，所以 在燃烧时不会把发酵原料中的肥分烧掉。
新型清洁能源介绍
1. 太阳能 太阳——巨大的“核能火炉”
直径 1,392,000公里（地球直径的109倍） 表面温度 5780 开 中心温度 约1500万开 日冕层温度 5×106开
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太阳能的简介：太阳能是 太阳内部连续不断的核聚变反 应过程中产生的能量。尽管太 阳辐射到地球大气层的能量仅 为其总辐射能量（约为 3.83×1026J）的22亿分之一， 但太阳每秒钟照射到地球上的 能量已相当于9.15× 1010 百万 吨TNT爆炸当量的能量，也就是 说500万吨煤。
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沼气发酵基本原理
什么是沼气发酵
沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发 酵，是指有机物质（如人畜粪便、秸秆、杂草等） 在一定的水分、温度和厌氧的条件下，被种类繁 多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解 代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合气体（沼 气）的复杂的生物化学过程。
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当甲烷完全燃烧时，呈蓝白色火焰，燃烧温 度可达1400℃，能够产生大量的热。每立方米甲 烷气体，完全燃烧时，发热量为8717大卡。每立 方米人工沼气的发热量为5000大卡左右。相当于1 公斤优质煤或0.7公斤汽油的发热量。沼气是一种 优良的气体燃料，不仅能用来烧菜、煮饭、点灯， 还可以用作动力燃料，开动内燃机。一立方米的 人工沼气，能供3-4口之家三餐饭菜的燃料，能使 一盏60支光的沼气灯照明6小时，能使一马力的内 燃机工作2小时，能发电1.25度。
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140－160
120－140
100－120
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1000－1400
80－100
2008年的奥运会，北京成为我国在太阳能应用 方面的最大展示窗口，“新奥运” 充分体现“环保 奥运、节能奥运”的新概念，奥运会场馆周围80％ 至90％的路灯将利用太阳能光伏发电技术；采用全 玻璃真空太阳能集热技术，供应奥运会90％的洗浴 热水。在整个奥运会期间，我们看到太阳能路灯、 太阳能电话，太阳能手机、太阳能无冲洗卫生间等 等以一系列太阳能技术的应用。