【文章內(nèi)容簡介】 rgy Agency, IEA)認為可再生能源主要包括可燃可再生能源與廢棄物(Combustible Renewable and Waste, CRW)、太陽能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿确腔茉础?風(fēng)能的利用途徑有風(fēng)力提水、風(fēng)力助航、風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)力致熱等。 風(fēng)力發(fā)電是目前風(fēng)能利用的主要形式，受到世界各國的高度重視。風(fēng)力發(fā)電通常有獨立運行、組合運行和并網(wǎng)運行三種運行方式。 2006年1月1日正式施行了《中華人民共和國可再生能源法》，該法規(guī)定的可再生能源是指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿确腔茉?，而通過低效率爐灶直接燃燒方式利用秸稈、薪柴、糞便等，不適用可再生能源法。 水電站是利用水能資源發(fā)電的場所，是水、機、電的綜合體，按水電站集中水頭方式分為堤壩式水電站、引水式水電站和混合式水電站等。我國長江三峽水電站屬于堤壩（壩后）式水電站。 太陽能的利用途徑主要包括太陽能熱利用和太陽能發(fā)電技術(shù)兩大類，太陽能發(fā)電技術(shù)又分為太陽能熱發(fā)電技術(shù)和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。 生物質(zhì)是由地球上存在的具有生命的、可以生長的物質(zhì)所組成的，主要包括農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、林木生物質(zhì)、城市生活垃圾、畜禽糞便、生活污水和工業(yè)有機廢水等。 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)包括：直接燃燒技術(shù)、液化技術(shù)、氣化技術(shù)、熱解技術(shù)、生物沼氣技術(shù)和固體燃料成型技術(shù)。 地?zé)崮茉谌蚍植己軓V，但卻很不均勻。高溫地?zé)崽镂挥诘刭|(zhì)活動帶內(nèi)，常表現(xiàn)為地震、活火山、熱泉、噴泉和噴氣等現(xiàn)象。地?zé)釒У姆植寂c地球大構(gòu)造板塊或地殼板塊的邊緣有關(guān)，主要位于新的火山活動區(qū)或地殼已經(jīng)變薄的地區(qū)。地質(zhì)學(xué)上常把地?zé)豳Y源分為蒸汽型、熱水型、干熱巖型、地壓型和巖漿型五類。 根據(jù)板塊界面的力學(xué)特性及地理分布，環(huán)球性的板緣地?zé)釒е饕协h(huán)太平洋地?zé)釒А⒌刂泻Ｏ柴R拉雅地?zé)釒?、大西洋中脊地?zé)釒Ш图t海亞丁灣東非裂谷地?zé)釒У?個。中國的西藏羊八井及云南騰沖地?zé)崽镌诘刂泻Ｏ柴R拉雅地?zé)釒е小? 地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崂玫淖钪匾绞?，按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地?zé)岚l(fā)電的方式劃分為蒸汽型地?zé)岚l(fā)電和熱水型地?zé)岚l(fā)電兩大類。1 海洋能是海洋所具有的能，即是衡量海水各種運動形態(tài)的大小尺度，通常包括波浪能、潮汐能、海水溫差能、海（潮）流能及鹽度差能。它是用波浪、海流、潮汐、溫度差、鹽度等方式，以動能、位能、熱能、物理化學(xué)能的形態(tài)。二、概念題1. 太陽能集熱器太陽能集熱器：是采集、吸收太陽熱輻射并將其傳遞到傳熱工質(zhì)的裝置。2. 太陽能的光電轉(zhuǎn)換太陽能的光電轉(zhuǎn)換：是指太陽的輻射能光子通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程，通常叫做光生伏特效應(yīng)（簡稱光伏效應(yīng)）。3. 風(fēng)能密度風(fēng)能密度W：是估計風(fēng)能潛力大小的一個重要指標，其定義為氣流在單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的風(fēng)能，風(fēng)能密度的公式為：W＝，其中ρ為空氣質(zhì)量密度，v為風(fēng)速。4. 風(fēng)速、風(fēng)級、風(fēng)向、風(fēng)頻風(fēng)速：就是空氣在單位時間內(nèi)移動的距離，國際上的單位是m/s或km/h。通常所說的風(fēng)速是指在一段時間內(nèi)的平均值，如日平均風(fēng)速、月平均風(fēng)速和年平均風(fēng)速等。風(fēng)級：是人們在日常生活中習(xí)慣用用來表示風(fēng)速的方法，世界氣象組織將風(fēng)力分為13個等級，在沒有風(fēng)速計時可以根據(jù)它來粗略估計風(fēng)速。風(fēng)向：通常把風(fēng)吹來的地平方向定為風(fēng)的方向，如空氣由東向西流動叫東風(fēng)，由南向北流動叫南風(fēng)，以此類推。在陸地上一般用16個方位來表示不同的風(fēng)向。風(fēng)頻：是指風(fēng)向的頻率，即在一定時間內(nèi)某風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占各風(fēng)向出現(xiàn)總次數(shù)的百分比。5. 地?zé)崮芎偷責(zé)豳Y源地?zé)崮埽壕褪堑厍騼?nèi)部蘊藏的熱能，它源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地?zé)豳Y源：是指地殼表層以下5000m深度內(nèi)、15℃以上的巖石和熱流體所含的總熱量。6. 潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能、鹽差能潮汐能：是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是海水在月球和太陽等天體引力作用下，所進行的有規(guī)律的升降運動產(chǎn)生的能量。波浪能：是以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是由風(fēng)引起的海水沿水平方向周期性運動所產(chǎn)生的能量。海水溫差能：又稱海洋熱能，表層海水和深層海水之間存在的溫差，是以熱能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。海流能：是另一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。主要是指海水的水平運動所產(chǎn)生的能量，即大量的海水從一個海域長距離地流向另一個海域。這種海水環(huán)流通常是由海面上常年吹著方向不變的風(fēng)和海水密度（溫度和含鹽度）兩種因素引起的。鹽差能：是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。三、簡答題1. 簡述太陽能的優(yōu)缺點及主要利用技術(shù)優(yōu)點：既是一次能源，又是可再生能源；資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，獲取方便，對環(huán)境任何污染。缺點：能流密度低；其強度受各種因素（季節(jié)、地點、氣候）的影響不能維持常量；效率低與成本高。技術(shù)：太陽能—熱能交換技術(shù)（太陽能熱發(fā)電技術(shù)、太陽能制冷技術(shù)、太陽能熱水系統(tǒng)等）、太陽能—光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、太陽能—化學(xué)能轉(zhuǎn)化技術(shù)。2. 簡述太陽能集熱器的類型、工作原理和特點。Ref. P1091113. 簡述太陽能熱水系統(tǒng)的組成、分類及其應(yīng)用領(lǐng)域。Ref. P111113組成：太陽能熱水系統(tǒng)由集熱器、蓄熱水箱和連接管道等部件組成；分類：按照熱水系統(tǒng)中水的流動方式，可分為直流式和循環(huán)式。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)可分為悶曬式、管板式、聚光式、真空管式、熱管式等幾種。目前，我國市場上銷售的太陽能熱水器基本上可分為悶曬式熱水器、管板熱水器和真空管（包括熱管）等三大類型產(chǎn)品。應(yīng)用領(lǐng)域：民用、采暖。4. 太陽能制冷系統(tǒng)是如何分類的，它與電力制冷的主要區(qū)別是什么？Ref. P1165. 簡述太陽能熱力發(fā)電的工作原理、分類、系統(tǒng)組成及其關(guān)鍵技術(shù)。Ref. P118工作原理：太陽能熱力發(fā)電是利用集熱器把太陽輻射能轉(zhuǎn)變成熱能，然后通過汽輪機、發(fā)電機來發(fā)電。分類：根據(jù)集熱的溫度不同，太陽能熱力發(fā)電可分為高溫發(fā)電和低溫發(fā)電兩類；按太陽能采集方式劃分，太陽能熱力發(fā)電站主要有塔式、槽式和盤式三類。關(guān)鍵技術(shù)：太陽能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)有以下反射鏡及其自動跟蹤、集熱器和蓄熱等三個方面。6. 簡述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成和運行方式。系統(tǒng)組成：是由太陽電池組、充電控制器、逆變器和蓄電池構(gòu)成。運行方式：主要分為離網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)兩類。7. 簡述風(fēng)能的優(yōu)缺點及主要利用途徑。優(yōu)點：風(fēng)能具有蘊量巨大、可再生、分布廣泛、無污染四個優(yōu)點。缺點：密度低；不穩(wěn)定；地區(qū)差異大利用途徑：風(fēng)力提水、風(fēng)力助航、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力致熱。8. 簡述風(fēng)力發(fā)電原理及風(fēng)電機組成。發(fā)電原理：風(fēng)能產(chǎn)生三種力以驅(qū)動發(fā)電機工作，分別為軸向力、徑向力和切向力。當(dāng)氣流經(jīng)過風(fēng)翼型葉片表面時，氣體在葉片迎風(fēng)面壓力小于背風(fēng)面，由此產(chǎn)生提升力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞中心軸旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機械能，再通過齒輪箱增速驅(qū)動發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)變成電能，風(fēng)電機主要由：集風(fēng)器、傳動裝置、發(fā)電機、調(diào)向器、限速裝置和塔架六部分組成。9. 簡述水力發(fā)電工作原理和特點。工作原理：當(dāng)水體通過隧洞、壓力水管流經(jīng)安裝在水電站廠房的水輪機時，水流帶動水輪機轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能，水輪機轉(zhuǎn)輪帶動發(fā)電機發(fā)電。特點：水能具有再生性、可綜合利用、水力發(fā)電的可逆性、工作靈活、生產(chǎn)成本低、效率高、有利于改善生態(tài)環(huán)境。10. 簡述生物質(zhì)能源化利用技術(shù)的分類、主要技術(shù)原理和特點。Ref. P157175分類：生物質(zhì)能是以實物的形式存在的一種可儲存和運輸?shù)目稍偕茉?。生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)主要包括化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)、物理轉(zhuǎn)換技術(shù)和生化轉(zhuǎn)換技術(shù)等三大類。主要技術(shù)原理和特點：1) 化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)包括直接燃燒、液化、氣化、熱解等方法。熱解技術(shù)是生物質(zhì)受高溫加熱后，其分子破裂而產(chǎn)生可燃氣體、液體及固體的熱加工過程。生物質(zhì)氣化是指將固體或液體燃料轉(zhuǎn)化為氣體燃料的熱化學(xué)過程。通過氣化后加以利用的生物質(zhì)，比煤氣化后加以利用的效果要好。2) 生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)換技術(shù)主要是指生物質(zhì)壓制成型技術(shù)。將農(nóng)村剩余物進行粉碎烘干分級處理，放入成型擠壓機，在一定的壓力和溫度下形成較高密度的固體燃料——壓塊細密成型技術(shù)。目前成本太高。3) 生物化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)利用生物質(zhì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣和在微生物作用下生成酒精等能源產(chǎn)品。11. 簡述城市生活垃圾的組成、特點和常用的能源化處理技術(shù)。城市生活垃圾組成和特點：主要是由居民生活垃圾、商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物，成分比較復(fù)雜，其組分構(gòu)成主要受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、綠化面積和季節(jié)變化的影響。垃圾資源化與能源化處理技術(shù)：主要為衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒和填埋場氣體發(fā)電等。12. 簡述海洋能的類型和特點，談?wù)劯鞣N海洋能的特點和前景。Ref. P186188, 19713. 潮汐發(fā)電站的類型有哪些，各有何運行特點？Ref. P18919014. 常見的波浪能發(fā)電裝置有哪些類型，有何特點？Ref. P19119315. 簡述海洋溫差發(fā)電的基本原理和型式。Ref. P19319516. 什么是鹽差能發(fā)電，簡述其工作原理。Ref. P19617. 簡述可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃重點發(fā)展領(lǐng)域及其發(fā)展目標。（補充參考資料）1) 水電；2) 生物質(zhì)能（生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)固體成型燃料、生物質(zhì)燃氣、生物質(zhì)液體燃料）；3) 風(fēng)電；4) 太陽能（太陽能發(fā)電、熱利用）；5) 其他可再生能源；6) 農(nóng)村可再生能源利用四、論述題1. 可再生能源有哪些？就我國目前發(fā)展而言，你認為哪種可再生能源最具發(fā)展?jié)摿?，為什么？舉例說明在實際生活中您最熟悉的可再生能源利用方式和發(fā)展前景。國際能源署(International Energy Agency, IEA)認為可再生能源主要包括可燃可再生能源與廢棄物(Combustible Renewable and Waste, CRW)、太陽能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿确腔茉础５谖逭? 核能重點：1. 掌握核能、核燃料、乏燃料和核廢料的概念和特點。2. 掌握核反應(yīng)堆和核電站的分類、組成和主要用途。3. 掌握核電站的工作原理、分類和系統(tǒng)組成。4. 了解核燃料的制備和乏燃料的處理過程。5. 了解核電站主要安全隱患以及采取的安全措施。難點：1. 核反應(yīng)堆的工作原理。2. 核能開發(fā)和利用的前景。一、陳述題 原子彈爆炸具有五種殺傷破壞作用，即沖擊波、光輻射（也稱熱輻射）、瞬時核輻射（也稱瞬發(fā)核輻射）、剩余核輻射（也稱放射性沾染）和核電磁脈沖，其中主要的殺傷破壞作用是沖擊波和光輻射。 反應(yīng)堆都是由核燃料元件、慢化層、反射層、控制棒、冷卻劑、屏蔽層等六個基本部分構(gòu)成的。 目前核電站廣泛應(yīng)用的堆形主要有輕水堆、重水堆、石墨氣冷堆和快中子增殖堆。二、概念題1. 核能核能：由于原子核變化而釋放出的能量，通俗地稱為原子能。2. 核裂變和核聚變核裂變：又稱核分裂，它是將平均結(jié)合能比較小的重核設(shè)法分裂成兩個或多個平均結(jié)合能大的中等質(zhì)量的原子核，同時釋放出核能。核聚變：又稱熱核反應(yīng)，它是將平均結(jié)合能較小的輕核，例如氘和氚在一定條件下將它們聚合成一個較重的平均結(jié)合能較大的原子核，同時釋放出巨大的能量。3. 核燃料和乏燃料核燃料（nuclear fuel）：可在核反應(yīng)堆中通過核裂變或核聚變產(chǎn)生實用核能的材料。重核的裂變和輕核的聚變是獲得實用鈾棒核能的兩種主要方式。鈾23鈾238和钚239是能發(fā)生核裂變的核燃料，又稱裂變核燃料。乏燃料：又稱輻照核燃料，在反應(yīng)堆內(nèi)燒過的核燃料，其中有未裂變和新生成的易裂變核素、未用完的可裂變核素、許多裂變產(chǎn)物和超鈾元素。4. 核廢料核廢料（nuclear waste material）：泛指在核燃料生產(chǎn)、加工和核反應(yīng)堆用過的不再需要的并具有放射性的廢料。也專指核反應(yīng)堆用過的乏燃料，經(jīng)后處理回收钚239等可利用的核材料后，余下的不再需要的并具有放射性的廢料。核廢料按物理狀態(tài)可分為固體、液體和氣體3種；按比活度又可分為高水平（高放）、中水平（中放）和低水平（低放）3種。5. 核燃料循環(huán)核燃料循環(huán)：核燃料進入反應(yīng)堆前的制備和在反應(yīng)堆中燃燒后的處理的整個過程。核燃料在進入反應(yīng)堆前的加工過程叫核燃料循環(huán)的前端（也有的叫前段），包括鈾礦勘探、開采，鈾礦石的加工和精制，鈾的轉(zhuǎn)化，鈾的同位素分離和燃料元件的制造。核燃料從反應(yīng)堆中卸出后的處理和處置叫核燃料循環(huán)的后端（也有的叫后段），包括乏燃料的中間儲存（有的叫“冷卻”），核燃料后處理，放射性廢物的處理處置。6. 核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆：又稱為原子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是裝配了核燃料以實現(xiàn)大規(guī)?？煽刂屏炎冩準椒磻?yīng)的裝置。7. 輕水堆和重水堆輕水反應(yīng)堆（Light Water Reactor，LWR）：是以水和汽水混合物作為冷卻劑和慢化劑的反應(yīng)堆，是和平利用核能的一種方式。輕水堆就堆內(nèi)載出核裂變熱能的方式可分為壓水堆（PWR）和沸水堆（BWR）兩種，是目前國際上多數(shù)核電站所采用的兩種堆型。重水堆：是以重水作慢化劑的反應(yīng)堆，可以直接利用天然鈾作為核燃料。三、簡答題1. 簡述開發(fā)和應(yīng)用核能的意義和前景。無論從保護環(huán)境來、合理使用資源來看，還是從人類能源需求的前景來看，發(fā)展核能都是必由之路，這是因為核能有其無法取代的優(yōu)點，核能的優(yōu)越性主要表現(xiàn)于：1）核能是高度濃集的能源。2）核能是地球上儲量最豐富的能源。3）核電遠比火電清潔，有利于保護環(huán)境。4）核電的經(jīng)濟性優(yōu)于火電。5）核電站的安全是能充分保證的。6）核電技術(shù)能帶動國家科技水平的綜合提高。2. 什么是鏈式裂變反應(yīng)？簡述其類型和特點？鏈式裂變反應(yīng)：當(dāng)中子撞擊鈾原子核時，一個鈾原子核吸收一個中子而分裂成兩個輕原子核，同時發(fā)生質(zhì)量虧損，因而釋放出很大量的能量，并產(chǎn)生2~3個中子，這些中子又會轟擊其他鈾核，使其裂變并產(chǎn)生更多的中子，這樣一代一代地發(fā)展下去，就會形成一連串的裂變反應(yīng)，這種連續(xù)不斷的核裂變過程就稱為鏈式反應(yīng)。核燃料的鏈式反應(yīng)可以分為三種類型：自持型、發(fā)散型和收斂型。3. 核廢料是如何產(chǎn)生的？簡述核廢料的主要種類和常用的處理方法。Ref.