20.2 開發(fā)新能源學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道利用太陽能的四個(gè)主要渠道。2、知道釋放核能的兩種方式。3、了解鈾核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的大致情況和核電站的大致工作過程。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：太陽能的利用。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：了解鈾核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的大致情況和核電站的大致工作過程。學(xué)習(xí)過程：一、走進(jìn)課堂前蘇聯(lián)建設(shè)的切爾諾貝利核電站（今在烏克蘭境內(nèi)）的一個(gè)反應(yīng)堆于1982年發(fā)生嚴(yán)重事故，造成核泄漏。切爾諾貝利市民已全部遷移，該市已成為一座空城，該核電站于2001年全部關(guān)閉。核電站是利用何能發(fā)電？核泄漏為何給環(huán)境造成如此巨大的影響？二、探究歷程（一）太陽能閱讀課本第74-75頁的內(nèi)容，完成下列問題。1、在太陽內(nèi)部， 在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大 。大部分太陽能以 和 形式向四周輻射開去。2、直接利用太陽能有三種方式：太陽能 能：太陽能熱水器、用凸透鏡會(huì)聚陽光以取火；用凹面鏡會(huì)聚陽光以燒飯，如太陽灶；晾曬衣服、谷物等。太陽能 能：光伏電站、計(jì)算器上的光電池將光能轉(zhuǎn)換成電能供計(jì)算器使用；航天器上的電池板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能供儀器、宇航員使用等。太陽能 能：太陽能制氫、露天照相時(shí)，太陽光使照相底片感光。了解太陽能的特點(diǎn)：(1)太陽能“大”：太陽向空間輻射的能量，總功率達(dá)381023kW，到達(dá)地面的太陽能達(dá)811013kW (到達(dá)地面的太陽能比到達(dá)地球的要少，因?yàn)榈竭_(dá)地球的太陽能有一部分被云層等反射回到空間而到不了地面)，比全世界的發(fā)電總量高出5104倍。(2)太陽能“公”：陽光普照，到處都有(當(dāng)然，分布也不平衡，例如撒哈拉等熱帶沙漠地區(qū)的太陽能資源特別豐富)。(3)太陽能“潔”：太陽能是清潔能源，直接利用太陽能不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢氣而污染環(huán)境。(4)太陽能“久”：太陽能是可再生能源，太陽還能發(fā)光、發(fā)熱幾十億年，真是取之不盡，用之不竭。根據(jù)下圖所示，說明太陽能輻射到地球的能量的利用情況。地球上的風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等都是來源于太陽。地球上任何地方都在吸收太陽的熱能量，但是由于地面每個(gè)部位受熱的不均勻性，空氣的冷暖程度就不一樣，于是，暖空氣膨脹變輕后上升；冷空氣冷卻變重后下降，這樣冷暖空氣便產(chǎn)生流動(dòng)，形成了風(fēng)。地球表面的一部分水吸收太陽的能量經(jīng)過蒸發(fā)形成水蒸氣，暖濕氣流從地面升起，因絕熱達(dá)到過飽和而凝結(jié)成云，遇到冷空氣就形成雨。植物通過光合作用從太陽獲取能量，以化學(xué)能的形式存儲(chǔ)在植物體內(nèi)，人類和動(dòng)物從植物或其他動(dòng)物獲取生物質(zhì)能以維持生命。 太陽能的利用（1）利用太陽能加熱物體平板集熱器的箱面是玻璃，內(nèi)表面涂黑，箱內(nèi)溫度可比箱外高100。把反射鏡做成曲面，它們將陽光反射并會(huì)聚，也能獲得高溫。（2）將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芾锰柲茈姵厥固柲苻D(zhuǎn)化為電能。（3）太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長；保養(yǎng)費(fèi)用低；不需燃料。（4）太陽能電池的缺點(diǎn)：效率低；制造費(fèi)用大。（二）核能結(jié)合課本第76-78頁內(nèi)容，完成下列問題。1、核能是指：原子核 或 ，釋放出驚人的能量。釋放核能的兩條途徑是:_、_。2、核電站的核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是_的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而原子彈爆炸是 _的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，一瞬間發(fā)生原子核裂變釋放極大的能量。3、核電站的工作原理：在核反應(yīng)堆里的核燃料裂變釋放的核能轉(zhuǎn)化為反應(yīng)堆的內(nèi)能，使反應(yīng)堆溫度升高，利用不銹鋼管子里的循環(huán)水把熱引導(dǎo)出來，使蒸汽發(fā)生器里的水受熱變成蒸汽，推動(dòng)蝸輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；從蝸輪機(jī)出來的蒸汽，通過凝汽室到冷卻塔凝結(jié)成水，再回到蒸汽室里吸熱變成蒸汽。閱讀課本第79頁信息瀏覽，了解海洋能，風(fēng)能，氫能。討論：新能源的利用有哪些優(yōu)點(diǎn)和面臨哪些困難？練習(xí)：如圖所示為核電站發(fā)電流程圖。下列說法正確的是( ) A核能是不可再生能源 B蒸汽輪機(jī)的效率總是小于1 C蒸汽輪機(jī)將核能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能三、拓展性閱讀：太陽能的利用常規(guī)能源資源的有限性和環(huán)境壓力的增加，使世界上許多國家重新加強(qiáng)了對(duì)新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持。近幾年，國際光伏發(fā)電迅猛發(fā)展。1973年，美國制定了政府級(jí)陽光發(fā)電計(jì)劃；1980年又正式將光伏發(fā)電列入公共電力規(guī)劃，累計(jì)投資達(dá)8億多美元；1994年度的財(cái)政預(yù)算中，光伏發(fā)電的預(yù)算達(dá)7800多萬美元，比1993年增加了23.4；1997年美國和歐洲相繼宣布百萬屋頂光伏計(jì)劃，美國計(jì)劃到2010年安裝10003000MW太陽電池。日本不甘落后，1997年補(bǔ)貼屋頂光伏計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)高達(dá)9200萬美元，安裝目標(biāo)是7600Mw。印度計(jì)劃19982002年太陽電池總產(chǎn)量為150MW，其中2002年為50MW。核能的利用 1951年美國首次在愛達(dá)荷國家反應(yīng)堆試驗(yàn)中心進(jìn)行了核反應(yīng)堆發(fā)電的嘗試，發(fā)出了100千瓦的核能電力，為人類和平利用核能邁出了第一步。此后不久，1954年6月，原蘇聯(lián)在莫斯科近郊粵布寧斯克建成了世界上第一座向工業(yè)電網(wǎng)送電的核電站，但功率只有5000kW。1961年7月，美國建成了第一座商用核電站楊基核電站。該核電站功率近300MW，發(fā)電成本降至9.2美厘度，顯示出核電站強(qiáng)大生命力。今天，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家。由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與能源洪應(yīng)的矛盾日趨突出，同時(shí)，傳統(tǒng)的能源工業(yè)造成的環(huán)境污染及溫室效應(yīng)嚴(yán)重威脅人類生存環(huán)境，因此，不僅缺乏常規(guī)能源的國家如法國、日本、意大利等發(fā)展核電站，而且常規(guī)能源煤、石油、水電等非常豐富的國家如美國、加拿大等也在大力發(fā)展核電站。截止1995年全世界運(yùn)轉(zhuǎn)的核電站總數(shù)達(dá)438座。其中美國運(yùn)轉(zhuǎn)的核電站總數(shù)達(dá)109座，核發(fā)電量創(chuàng)下6730億千瓦小時(shí)的最高記錄，在美國電力生產(chǎn)中核電比例達(dá)225%。法國核發(fā)電量比前年增長4.9%，達(dá)3580億千瓦小時(shí)，運(yùn)行中的56座核電站發(fā)電量占全國總發(fā)電量76%，而且去年出口核電達(dá)700億千瓦小時(shí)。核電已成為法國第六大出口產(chǎn)品。日本，由于其常規(guī)能源資源短缺，對(duì)核電的開發(fā)大為重視，目前運(yùn)轉(zhuǎn)中的51座核電站，供應(yīng)全國28%的電力總需求，而且日本有關(guān)部門計(jì)劃到2000年將核電量提高33%。思考：你知道太陽能和核能還有哪些應(yīng)用？你能設(shè)想一下它們的應(yīng)用前景嗎？新能源對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生污染，既是近期急需的補(bǔ)充能源，又是未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。我國具有豐富的新能源，包括風(fēng)能、核能、太陽能、地?zé)豳Y源以及海洋能源資源等。近20年來，我國新能源和可再生能源的開發(fā)利用有了很大發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)能源系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 目前新能源發(fā)展還有一些障礙。新能源發(fā)電規(guī)模小而且分散、成本高，會(huì)給電網(wǎng)帶來一系列運(yùn)行、負(fù)荷匹配、增容和成本增加等問題，實(shí)踐中存在上網(wǎng)問題。另一方面，新能源設(shè)備和產(chǎn)品的技術(shù)論證、檢查及監(jiān)督，也缺乏有資質(zhì)認(rèn)證的專業(yè)性服務(wù)公司，增加運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此，新能源企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大、盈利較差，較難吸引社會(huì)資金的投入。四、達(dá)標(biāo)檢測(cè)1、核電站是利用 發(fā)電，它的核心設(shè)備是 。該設(shè)備內(nèi)的鈾產(chǎn)生的裂變會(huì)不斷的自行繼續(xù)下去，這種現(xiàn)象叫作 反應(yīng)，而且這種反應(yīng)是 控制的（選填