现代能源基础知识概述.ppt

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1、能源的概論主講者：田振榮教授國立台灣師範大學工業教育系系主任能源的概論何謂能源能源的種類與型態能源使用的歷史能源的量度能源單位的轉換各種能源未來發展趨勢何謂能源能源的原意是活動的意思，指供給能而使之動作的原料和資源。能源可以動能、位能、熱能的型態出現。如：以電能的形式出現使電燈發亮。能源的種類與型態初級能源非再生能源再生能源不必處理即可直接使用的能源。如媒、石油、水力、太陽如石化燃料的媒、石油、天然氣不虞匱代的能源如太陽能、風力、水力、地熱、海洋能等次級能源經轉換處理而產生另一種形式如電力、汽油、瓦斯化石燃料目前我們能源的主要來源是化石燃料，包括煤炭、石油、天然氣等。千百萬年前

2、，靠近海岸的微生物或動植物殘骸，經細菌的分解及長期在高壓、高溫的作用下，產生了構造複雜的碳氫化合物核能-1核能主要來自核分裂和核融合。謂核分裂是指鈾、鈽等元素，受到中子撞擊時分裂成為二個質量較輕約略相等的分裂產物，並釋放出大量的能量。圖片來源：清蔚園科學館核能-2核能可以由很少量的燃料，生成龐大的能量，如1公克的鈾-235完全分裂後所產生的能量，大約和燃燒2000公斤的石油，或3噸重煤炭的能量，或是看23萬小時電視（100瓦特）的電能是相同的。核融合要在很高的溫度下才會發生，又稱熱核反應。核融合沒有輻射、廢料、燃料來源的問題。水力水是地球上重要的資源之一，也是地球上含量最多的化

3、合物。自古人類便利用水力來推動水車灌溉，近代主要作為水力發電。水力發電組發電流程海洋能-1利用海洋的潮汐、溫差、海浪和海流所貯藏的能源來發電。海洋能-2它們具有無污水、不會浪費資源的優點，唯發電成本比較高些。地熱-1台灣地熱蘊藏豐富，溫泉和噴氣孔偏佈全島，民國66年起開始積極探勘，尋求可利用之資源。。地熱-2目前已在宜蘭清水建立一座3000仟瓦的地熱發電廠風力-1台灣屬海島地形，許多地區年平均風速皆在每秒5公尺以上，而平均風速大於5公尺的區域總面積則近乎有2000平方公理，且以沿每、離島以及高山迎風面等地區風速尤強，因此皆有超過半年的時間可以充分採行風力發電，發展潛力無窮。風力

4、-2麥寮風力發電示範系統完工圖台Enercon600kW風力機外貌示意圖太陽能-1太陽能就是地球接收來自太陽所放射的輻射能。近代發展許多太陽能轉換能源的應用，如太陽能熱水系統、太陽能暖房系統、太陽能發電、太陽能蒸餾法、太陽能炊具、太陽能冷房、太陽能冷凍系統、太陽能電池等。太陽能-2(photocourtesyofDOE/NREL,WarrenGretz)HowSolarCellsWorkOperationofaPVcellTheeffectoftheelectricfieldinaPVcellGeneralschematicofaresidentialPVsystemwithb

5、atterystorageBasicstructureofagenericsiliconPVcell太陽能-4生質能利用動植物所衍生的能源稱為生質能。如牲畜的糞便、農作物的殘渣、薪柴、製糖作物、城市垃圾、城市污水、水生植物等。生質能生物直接燃燒，獲取能源利用醱酵程序利用氣化、裂解程序能源的優缺點-1化石燃料1．容易開採。2．容易儲存和提煉。3．容易運輸，且安全性頗高。1．石油無法再重複使用。2．石油是化石燃料儲存量最少的。3．中東的政治不穩，影響石油的供應量。4．世界上有產石油的地方不多。5．石油的應用會造成空氣污染(汽車排放廢氣就是最明顯的例子)。煤1．煤的儲藏量很豐富。2．

6、容易被轉換成熱能。3．容易運送，且使用安全性高。1．煤無法再重複使用。2．開採煤礦的危險性很高，經常發生礦災。3．燃燒煤時會浪費一些熱能，並釋放出二氧化硫、二氧化碳、微粒及黑煙等，造成空氣污染。能源的優缺點-2天然氣1．乾淨的燃料，不會造成空氣污染2．運送及存放皆容易。1．天然氣無法再重複使用。2．儲存需要較大的空間。核能1．與石化燃料比較，燃燒過程核能比較不會造成環境污染。2．不需要空氣中的氧來幫助燃燒。3．只需少量的原料，即可產生大量的熱能。1．發電造廠之費用初置成本較高。2．高階核廢料的輻射能仍然會對人體有害，故存放更需留意。能源的優缺點-3太陽能1．它是乾淨且取之不盡的

7、能源。2．不會增加或減少地球上的溫度。3．建廠容易，成本低。4．安全性高。5．熱效率亦很高。1．當有陽光的日子，才會發電，亦即只有白天才能發電。2．因受天候影響，發電情形無法控制。風能1．只要有平均風速達5公尺/秒以上的地方即可設立。2．不會造成空氣污染。1．因風速非定值，風能來源不穩。2．風速必須大於5公尺/秒以上，才可以被用來發電。能源的優缺點-4水力1．可以重複使用，亦即取之不盡。2．單位成本低。3．水能轉換成電能的效率是90%。4．不會造成空氣污染。5．可以用來生產氫氣。1．建築費用