誠(chéng)請(qǐng)專家講解一下新型能源在建筑采暖中應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)

熱心網(wǎng)友：地球上的各種能源，有的已被大規(guī)模開(kāi)發(fā)和廣泛利用，如煤炭、石油、天然氣、水力等，稱常規(guī)能源；還有一些能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、氫能、生物質(zhì)能等，是正在研究開(kāi)發(fā)和利用的能源，被通俗地稱為新能源。其實(shí)太陽(yáng)能、風(fēng)能等，人類很早就已開(kāi)始利用，這里把它稱作新能源，是指在新技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用而言。新能源與常規(guī)能源的區(qū)分也是相對(duì)的，今天的新能源將來(lái)也會(huì)成為常規(guī)能源。如核裂變，過(guò)去是新能源，現(xiàn)在由于技術(shù)基本成熟，許多國(guó)家已把它看作常規(guī)能源。上述這些新能源都是可再生能源和清潔能源，被作為未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的能源基礎(chǔ)，受到了高度重視。 太 陽(yáng) 能 利 用 太陽(yáng)能是各種可再生能源中最重要的基本能源，也是人類可利用的最豐富的能源。太陽(yáng)每年投射到地面上的輻射能高達(dá)1.05×1018千瓦時(shí)，相當(dāng)于1.3×106億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按目前太陽(yáng)的質(zhì)量消耗速率計(jì)，可維持6×1010年，所以可以說(shuō)它是“取之不盡，用之不竭”。但如何合理利用太陽(yáng)能、降低其開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)化的成本，是新能源開(kāi)發(fā)中面臨的重要問(wèn)題。太陽(yáng)能可以通過(guò)光－熱、光－電、光－化學(xué)轉(zhuǎn)換來(lái)利用。 太陽(yáng)能光－熱轉(zhuǎn)換是用集熱器把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱能以直接利用。集熱器有平板式、真空管式、聚焦式等，它可以是直接吸收太陽(yáng)輻射，也可以是將太陽(yáng)輻射會(huì)聚后集中照射，使傳熱介質(zhì)（空氣、水或防凍液）升溫，用于家庭采暖、供應(yīng)熱水、制冷、烹飪、工業(yè)用熱、農(nóng)用溫室等。 1955年以色列科學(xué)家研制出選擇性吸收涂層，它對(duì)占太陽(yáng)光能量90％以上的短波部分具有很高的吸收率，采用這種涂層可顯著提高集熱器的熱效率。太陽(yáng)輻射的會(huì)聚采用平面或凹面的聚光反射鏡（定日鏡），聚焦后能得到很高的溫度，可用于發(fā)電和金屬熔煉等。發(fā)展中的太陽(yáng)熱發(fā)電系統(tǒng)有槽式線聚焦系統(tǒng)（用拋物柱面槽式反射鏡將陽(yáng)光聚焦到管狀接收器上）、碟式系統(tǒng)（用拋物面反射鏡聚焦）和塔式系統(tǒng)。 太陽(yáng)能光－電轉(zhuǎn)換是利用依據(jù)光生伏打效應(yīng)研制的太陽(yáng)電池，將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能。1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)6％的實(shí)用單晶硅太陽(yáng)能電池，1958年被用作“先鋒1號(hào)”衛(wèi)星的電源，這一重大突破為太陽(yáng)能利用進(jìn)入現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。此后，很快開(kāi)發(fā)出多種太陽(yáng)電池，包括多晶硅電池、非晶硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)20％以上。除用于衛(wèi)星、空間站外，已在燈塔、航標(biāo)、微波中繼站、鐵路信號(hào)中得到廣泛應(yīng)用，采用太陽(yáng)電池的汽車、飛機(jī)也在積極研制，還建成了太陽(yáng)電池節(jié)能住房和太陽(yáng)電池電站等。一些發(fā)達(dá)國(guó)家還在探索建造太空太陽(yáng)能電站，它將巨型太陽(yáng)電池組送到對(duì)地靜止軌道上運(yùn)行，借助微波發(fā)生器將電流轉(zhuǎn)換成微波流，輸送到地面接收站，再經(jīng)轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娏λ腿腚娋W(wǎng)。預(yù)計(jì)這一宏偉工程在不久將來(lái)即可實(shí)現(xiàn)。 太陽(yáng)能光－化學(xué)轉(zhuǎn)換主要是利用光化學(xué)反應(yīng)研制光化學(xué)電池。這種電池由半導(dǎo)體材料和電解液組成，當(dāng)太陽(yáng)光照射半導(dǎo)體和電解液界面時(shí)，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在電解液內(nèi)形成電流，并使水電離產(chǎn)生氫氣而供應(yīng)用。這是氫能利用的途徑之一。 風(fēng) 能 利 用 風(fēng)能是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水、助航、致冷和致熱等。 風(fēng)力發(fā)電是主要的開(kāi)發(fā)利用方式。中國(guó)的風(fēng)能總儲(chǔ)量估計(jì)為1.6×109千瓦，列世界第三位，有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。風(fēng)力機(jī)按旋轉(zhuǎn)軸的位置分為水平軸風(fēng)力機(jī)和垂直軸（立軸）風(fēng)力機(jī)兩大類。水平軸風(fēng)力機(jī)按葉片形式有雙葉式、三葉式和多葉式，按氣流方向分順風(fēng)式和逆風(fēng)式，還有擴(kuò)散器式、集中器式等。垂直軸風(fēng)力機(jī)有S型葉片式、S型多葉片式、Ф型風(fēng)輪、太陽(yáng)能風(fēng)力透平、偏導(dǎo)器式等。1891年，世界首臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)由丹麥拉庫(kù)爾（LaCour）教授研制成功，單機(jī)容量9千瓦。現(xiàn)在500～600千瓦級(jí)的機(jī)組已成為風(fēng)力發(fā)電的主力機(jī)組，1000千瓦級(jí)的機(jī)組已商品化。將許多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)集中安裝在一片土地上，稱風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，簡(jiǎn)稱風(fēng)電場(chǎng)或風(fēng)力田。中國(guó)新疆達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量7.19萬(wàn)千瓦，是我國(guó)目前最大的風(fēng)電場(chǎng)。 風(fēng)能是一種自然能源，由于風(fēng)的方向及大小都變幻不定，因此，其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性由風(fēng)車的安裝地點(diǎn)、方向、風(fēng)速等多種因素綜合決定。 地 熱 利 用 地?zé)崾侵竵?lái)自地下的熱能資源。我們生活的地球是一個(gè)巨大的地?zé)釒?kù)，僅地表下10千米厚的一層，儲(chǔ)熱量就達(dá)1.05×1026焦耳，相當(dāng)于9.95×1015噸標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的熱量。地?zé)豳Y源按儲(chǔ)熱的狀態(tài)分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和巖漿型五類，目前可實(shí)際利用的只有蒸汽型、熱水型、干熱巖型三種。 地?zé)岬睦贸苯佑糜谔峁崴凸┙ㄖ锶∨?，主要是用于發(fā)電。地?zé)岚l(fā)電分直接利用和間接利用兩種：直接利用是將地?zé)嵴羝蚋邷氐責(zé)崴?jīng)擴(kuò)容蒸發(fā)后的蒸汽，作為熱力循環(huán)的工質(zhì)，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電；間接利用是用地?zé)崴沟头悬c(diǎn)工質(zhì)（如丁烷）氣化，用以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。1913年，世界首座地?zé)犭娬驹谝獯罄氯鹆_投入運(yùn)行，機(jī)組容量250千瓦。目前世界最大的地?zé)犭娬臼敲绹?guó)的蓋瑟爾斯地?zé)犭娬荆傃b機(jī)容量209萬(wàn)千瓦。 海 洋 能 利 用 海洋能通常指蘊(yùn)藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽差能等。 海洋能蘊(yùn)藏豐富，分布廣，清潔無(wú)污染，但能量密度低，地域性強(qiáng)，因而開(kāi)發(fā)困難并有一定的局限。開(kāi)發(fā)利用的方式主要是發(fā)電，其中潮汐發(fā)電和小型波浪發(fā)電技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化。波浪能發(fā)電利用的是海面波浪上下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。 1910年，法國(guó)的普萊西克（B．Praceigue）發(fā)明了利用海水波浪的垂直運(yùn)動(dòng)壓縮空氣、推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電的裝置，把1千瓦的電力送到岸上，開(kāi)創(chuàng)了人類把海洋能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南群?。目前已開(kāi)發(fā)出60～450瓦的多種類型波浪發(fā)電裝置。 海流能發(fā)電是利用海洋中部分海水沿一定方向流動(dòng)的動(dòng)能發(fā)電;海水溫差發(fā)電是利用海水表層和深層間的溫度差實(shí)現(xiàn)熱循環(huán)而發(fā)電;海水鹽差發(fā)電是利用河海交接處水中含鹽濃度的差異形成的化學(xué)電位差來(lái)發(fā)電。這些現(xiàn)在都還處在試驗(yàn)研究階段。 開(kāi)發(fā)和利用海洋能的同時(shí)，應(yīng)兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖、交通運(yùn)輸、生態(tài)保護(hù)等的綜合利用。 此外，正在研究開(kāi)發(fā)的還有氫能，主要是用電解法、熱化學(xué)法、光電化學(xué)法、等離子體化學(xué)法等制備氫氣，用壓縮、低溫液化或貯氫合金吸收等方法貯存，或直接用作燃料，或制成氫燃料電池，用于發(fā)電和用作各種機(jī)動(dòng)車、飛行器燃料及家用燃料等；還有生物質(zhì)能，是指植物葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，目前發(fā)展中的開(kāi)發(fā)利用技術(shù)主要是，通過(guò)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成可燃?xì)怏w、焦油等，通過(guò)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)將生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下轉(zhuǎn)換成沼氣、酒精等，通過(guò)壓塊細(xì)密成型技術(shù)將生物質(zhì)壓縮成高密度固體燃料等。相關(guān)閱讀:http://www.kexuemag.com/artdetail.asp?name=407

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