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溫泉與旅游景區(qū)(溫泉旅游景區(qū)是如何利用地?zé)豳Y源的)

2022年12月11日 19:11:372網(wǎng)絡(luò)

1. 溫泉旅游景區(qū)是如何利用地?zé)豳Y源的

地?zé)峋傅氖蔷?500米左右的地?zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃的溫泉水來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置,地?zé)岱指邷亍⒅袦睾偷蜏厝?lèi)。高于150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地?zé)幔?0℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地?zé)?;高?25℃、低于90℃,以溫水、溫?zé)崴崴刃问酱嬖诘?,屬低溫地?zé)帷?010年3月12日在北京市大興區(qū)鳳河營(yíng)村成功打出一口地?zé)峋?jīng)過(guò)測(cè)量溫度達(dá)到103℃,打破了北京地?zé)岢鏊疁囟鹊募o(jì)錄,成為北京首個(gè)中溫地?zé)峋?/p>

主要用途

1、一般人首先會(huì)想到溫泉洗浴,地?zé)徇h(yuǎn)不止這些簡(jiǎn)單的用途。地?zé)岱指邷?、中溫和低溫三?lèi)。高于150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地?zé)幔?0℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地?zé)?;高?25℃、低于90℃,以溫水、溫?zé)崴?、熱水等形式存在的,屬低溫地?zé)帷?/p>

2、高溫地?zé)徇m合發(fā)電,中溫地?zé)峥砂l(fā)電,也可用于房屋供暖,低溫地?zé)釀t可用于洗浴、醫(yī)療,也可以用于供暖以及溫室種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。

3、首先考慮用于發(fā)電。在國(guó)外以中溫地?zé)崴疄槟茉吹牡責(zé)犭娬静⒉簧僖?jiàn),美國(guó)阿拉斯加已建成用72℃地?zé)崴l(fā)電的機(jī)組。在中國(guó)的云南騰沖,也有一座中溫發(fā)電站。

4、地?zé)峋€可用于供暖。除環(huán)保、節(jié)能外,地?zé)峁┡夹g(shù)上簡(jiǎn)單易行,對(duì)溫度的要求也比較寬泛,從 15℃~180℃的溫度范圍均可利用。而103℃的地下熱水,正好可免去加熱,直接引至供暖系統(tǒng)作供暖服務(wù)。

5、地?zé)釕?yīng)進(jìn)行“梯級(jí)”利用,這樣可對(duì)地?zé)豳Y源“物盡其用”,第一步用于供暖;第二步送入溫泉垂釣中心,提供地板供暖;第三步就是水產(chǎn)養(yǎng)殖,之后引到溫泉種植采摘基地,作特菜和花卉以及各種時(shí)鮮果品種植灌溉之用;最后排入溫泉公園的湖里,使其冬天不結(jié)冰,綠水常清

2. 溫泉是利用地?zé)崮軉?/h2>

不是的 不同地點(diǎn)的地下水環(huán)境不同,建議參考水文地質(zhì)學(xué)

3. 地?zé)崤c溫泉的旅游價(jià)值

地?zé)岢牵驗(yàn)閯傞_(kāi)始新興的產(chǎn)業(yè),所以衛(wèi)生各方面都比湯浴好。

我去過(guò)地?zé)岢?,有室?nèi)溫泉,種類(lèi)很多,還有室內(nèi)大的游泳池,不過(guò)得帶浴帽才能下水,管理比較嚴(yán)。

冬天當(dāng)然就用不著去室外泳池了。

4. 溫泉是地?zé)豳Y源嗎

因?yàn)榛鹕降責(zé)岬脑?,冰島的溫泉數(shù)量居全世界之首,全島約有250個(gè)堿性溫泉,最大的溫泉每秒可產(chǎn)生200升的泉水。去這座火島看看火山、泡泡溫泉,是每個(gè)旅行愛(ài)好者夢(mèng)想。

全國(guó)共有火山200~300座,其中有40~50座活火山,被譽(yù)為“極圈火島”。因地殼碰撞擠壓的關(guān)系,冰島的火山運(yùn)動(dòng)非常頻繁,在冰島經(jīng)常可以看到許多因火山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熔巖地形以及曾經(jīng)噴發(fā)過(guò)的火山口。

5. 地?zé)釡厝_(kāi)發(fā)利用方案

特有的冰川河流及其瀑布資源。冰島100%的能源都來(lái)自于可再生水電資源和地?zé)豳Y源。冰島位于大西洋中脊,這使得它成為世界上地殼活動(dòng)最頻繁的地方之一。冰島有200多座火山和600多個(gè)溫泉。有20多個(gè)溫度至少150℃[300℉]的高溫蒸汽地,其中許多達(dá)到250℃的溫度。這就是為什么冰島能利用地?zé)崮茉吹脑?,這些蒸汽資源用于每個(gè)地方,從房屋供暖到加熱游泳池都可以用。

水電是利用冰島上豐富的冰川河流和瀑布資源生產(chǎn)的。

6. 什么是地?zé)釡厝?/h2>

大理州洱源縣溫泉,普陀泉是在下山口,是目前還保存比較完好的自流溫泉,附近有上百年葉合樹(shù),春天是一片郁郁蔥蔥,冬天是紅葉滿(mǎn)江。

洱源縣城的地?zé)釃?guó),是開(kāi)發(fā)出來(lái)的溫泉,還沒(méi)有附近農(nóng)家自己開(kāi)的溫泉好,地?zé)釃?guó)的溫泉是先抽地下溫泉水,再給游客洗澡,而附近農(nóng)家的溫泉直接給洗澡的人用。所以建議去下山口的普陀泉。

7. 地?zé)釡厝趺葱纬傻?/h2>

①熱源、②水源③水中化學(xué)成分的來(lái)源;④“通”主要指地下熱水的流通渠道,包括不同方向的斷裂、裂隙等,特別是切割較深的活動(dòng)斷裂:⑤“儲(chǔ)”指熱水的儲(chǔ)存層。

世界上高溫地?zé)峄顒?dòng)區(qū)均是現(xiàn)代活動(dòng)板塊之邊緣,因這樣地區(qū),要么地幔上拱,要么構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈導(dǎo)致巖漿侵入,巖石熱力變質(zhì),火山噴發(fā)。無(wú)論何種狀態(tài),這樣地區(qū)的土地上地殼都是熱的狀態(tài)。也就是說(shuō),有形成地?zé)峄顒?dòng)的熱源。

活動(dòng)板塊自然構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,形成一系列的斷裂構(gòu)造,這些斷裂構(gòu)造既是地?zé)崃黧w活動(dòng)的通道,亦是地下水下滲與熱融通的孔道。

對(duì)水熱型地?zé)峄顒?dòng)而言,充沛的大氣降水和豐富的地下水也是必不可缺的條件。

地下水沿?cái)嗔严聺B,成為深循環(huán)之水等并在深部與熱融和,形成地下熱水,儲(chǔ)存之于地層或有利的構(gòu)造部位之中,即是地下熱儲(chǔ)。地下熱水沿適當(dāng)部位上升溢出地表即為溫泉或熱泉。地?zé)嵝纬傻牧硪环N解釋是:由地表至地下,深度每增深 100 米,溫度升高 2.5 ~ 3℃,這是正常地溫梯度。該地溫梯度各地不一,有的地區(qū)此值高,有的地區(qū)此值低。假如一個(gè)地區(qū)地溫梯度為4.5℃/100米,由 3000 米深處循環(huán)而來(lái)的地下水,溫度則可達(dá)到 150℃。通常地下水有一個(gè)補(bǔ)給、徑流、排泄的過(guò)程,由而循環(huán)深度愈大,時(shí)間愈長(zhǎng),溫度愈高。這是深循環(huán)地下熱水的成因

8. 地?zé)崤c溫泉的景點(diǎn)

凱瑟琳溫泉節(jié)是在凱瑟琳溫泉舉行的節(jié)日。凱瑟琳溫泉是一處天然水池,位于凱瑟琳河(Katherine River)的兩岸,四周被熱帶雨林所遮蓋,陽(yáng)光從樹(shù)葉中穿過(guò),灑在清澈的池水上,美景仿若不在人間。

和想象中冒著熱氣的溫泉不同,這里的水溫僅僅是比普通池水略高一些,對(duì)游客來(lái)說(shuō),再?zèng)]什么能比一灣天然地?zé)崛芟慈ヂ猛镜膭陬D了。

從溫泉里起身,在河岸享用一頓美味的野餐,或者來(lái)一場(chǎng)舒心的徒步,都是很好的野外體驗(yàn)。

9. 溫泉與地?zé)崴?/h2>

這個(gè)不一定,根據(jù)地方不同,地質(zhì)條件的不同,深度有很大的差異。比如有溫泉的地方,可能幾十米就可以打到熱水,沒(méi)有溫泉的地方,有的需要幾百米,有的需要幾千米。

溫泉水是泉水中一種,主要是從地下自然涌出的,一般泉口溫度顯著地高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁氐牡叵绿烊蝗?,溫泉含有?duì)人體健康有益的微量元素的礦物質(zhì)泉水。

很多地區(qū)人工打井,一般在600-2000米,用深水水泵抽取地下水,富含多種有益礦物朱,水溫一般在20攝氏度以上,被稱(chēng)作溫泉井,但由于各地所處的氣候、緯度及海拔高程之不同,溫泉的溫度下限很難做到統(tǒng)一。

10. 溫泉和地?zé)崴男纬蓷l件

一種是地殼內(nèi)部的巖漿作用所形成,或?yàn)榛鹕絿姲l(fā)所伴隨產(chǎn)生,火山活動(dòng)過(guò)的死火山地形區(qū),因地殼板塊運(yùn)動(dòng)隆起的地表,其地底下還有未冷卻的巖漿,均會(huì)不斷地釋放出大量的熱能由于此類(lèi)熱源之熱量集中,因此只要附近有孔隙的含水巖層,不僅會(huì)受熱成為高溫的熱水,而且大部份會(huì)沸騰為蒸氣,多為硫酸鹽泉。

二則是受地表水滲透循環(huán)作用所形成。也就是說(shuō)當(dāng)雨水降到地表向下滲透,深入到地殼深處的含水層形成地下水。地下水受下方的地?zé)峒訜岢蔀闊崴?,深部熱水多?shù)含有氣體,這些氣體以二氧化碳為主,當(dāng)熱水溫度升高,上面若有致密、不透水的巖層阻擋去路,會(huì)使壓力愈來(lái)愈高,以致熱水、蒸氣處于高壓狀態(tài),一有裂縫即竄涌而上。

溫泉是泉水的一種,是從地下自然涌出的,泉口溫度顯著地高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁氐牡叵绿烊蝗?,并含有?duì)人體健康有益的微量元素的礦物質(zhì)泉水。現(xiàn)在也有很多地區(qū)人工打井,一般在600-2000米,用深水水泵抽取地下水,富含多種有益礦物質(zhì),水溫一般在20度以上,也叫溫泉井。由于各地所處的氣候、緯度及海拔高程之不同,溫泉的溫度下限很難統(tǒng)一。

從嚴(yán)格意義說(shuō),溫泉是涌出地面的、水溫高于當(dāng)?shù)氐乇淼淖匀凰瑥牡叵鲁槌鰜?lái)的,也不能叫做溫泉。目前已有通過(guò)加熱并添加一定化學(xué)比例的人工溫泉機(jī),以滿(mǎn)足不同人群的需求。故而從模糊概念學(xué)角度出發(fā),目前所謂的溫泉有了包含自然涌泉式、人工抽取式和人工加熱配比式三種。

11. 溫泉旅游景區(qū)是如何利用地?zé)豳Y源的呢

地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮?,這種能量來(lái)自地球內(nèi)部的熔巖,并以熱力形式存在,是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)7000℃。透過(guò)地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1~5千米的地殼,熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱,這些加熱了的水最終會(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈?jiǎn)單和最合乎成本效益的方法,就是直接取用這些熱源,并抽取其能量。地?zé)崮苁强稍偕Y源。 分布 地?zé)崮芗蟹植荚跇?gòu)造板塊邊緣一帶,該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。 據(jù)美國(guó)地?zé)豳Y源委員會(huì)1990年的調(diào)查,世界上18個(gè)國(guó)家有地?zé)岚l(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量5827.55兆瓦,裝機(jī)容量在100兆瓦以上的國(guó)家有美國(guó)、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國(guó)的地?zé)豳Y源也很豐富,但開(kāi)發(fā)利用程度很低,主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。 世界地?zé)豳Y源主要分布于以下5個(gè)地?zé)釒В?(1)環(huán)太平洋地?zé)釒АJ澜缱畲蟮奶窖蟀鍓K與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界,即從美國(guó)的阿拉斯加、加利福尼亞到墨西哥、智利,從新西蘭、印度尼西亞、菲律賓到中國(guó)沿海和日本。世界許多地?zé)崽锒嘉挥谶@個(gè)地?zé)釒?,如美?guó)的蓋瑟斯地?zé)崽铩⒛鞲绲钠樟型?、新西蘭的懷臘開(kāi)、中國(guó)臺(tái)灣的馬槽和日本的松川、大岳等地?zé)崽铩?(2)地中海、喜馬拉雅地?zé)釒?。歐亞板塊與非洲、印度板塊的碰撞邊界,從意大利直至中國(guó)的云南、西藏。如意大利的拉德瑞羅地?zé)崽锖椭袊?guó)西藏的羊八井及云南的騰沖地?zé)崽锞鶎龠@個(gè)地?zé)釒А?(3)大西洋中脊地?zé)釒А4笪餮蟀鍓K的開(kāi)裂部位,包括冰島和亞速爾群島的一些地?zé)崽铩?(4)紅海、亞丁灣、東非大裂谷地?zé)釒А0夏醽?、烏干達(dá)、剛果(金)、埃塞俄比亞、吉布提等國(guó)的地?zé)崽铩?(5)其他地?zé)釁^(qū)。除板塊邊界形成的地?zé)釒猓诎鍓K內(nèi)部靠近邊界的部位,在一定的地質(zhì)條件下也有高熱流區(qū),可以蘊(yùn)藏一些中低溫地?zé)?,如中亞、東歐地區(qū)的一些地?zé)崽锖椭袊?guó)的膠東、遼東半島及華北平原的地?zé)崽铩?作用 人類(lèi)很早以前就開(kāi)始利用地?zé)崮?,例如利用溫泉沐浴、醫(yī)療,利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。但真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源,并進(jìn)行較大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用卻是始于20世紀(jì)中葉。 地?zé)岚l(fā)電 地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崂玫淖钪匾绞?。高溫地?zé)崃黧w應(yīng)首先應(yīng)用于發(fā)電。 地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。所不同的是,地?zé)岚l(fā)電不像火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地?zé)崮?。地?zé)岚l(fā)電的過(guò)程,就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,然后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。要利用地下熱能,首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來(lái)。目前能夠被地?zé)犭娬纠玫妮d熱體,主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類(lèi)型、溫度、壓力和其他特性的不同,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(lèi)。 1.蒸汽型地?zé)岚l(fā)電 蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電,但在引入發(fā)電機(jī)組前應(yīng)把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。這種發(fā)電方式最為簡(jiǎn)單,但干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限,且多存于較深的地層,開(kāi)采技術(shù)難度大,故發(fā)展受到限制。主要有背壓式和凝汽式兩種發(fā)電系統(tǒng)。 2.熱水型地?zé)岚l(fā)電 熱水型地?zé)岚l(fā)電是地?zé)岚l(fā)電的主要方式。目前熱水型地?zé)犭娬居袃煞N循環(huán)系統(tǒng): (1)閃蒸系統(tǒng)。當(dāng)高壓熱水從熱水井中抽至地面,于壓力降低部分熱水會(huì)沸騰并“閃蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽輪機(jī)做功;而分離后的熱水可繼續(xù)利用后排出,當(dāng)然最好是再回注入地層。 (2)雙循環(huán)系統(tǒng)。地?zé)崴紫攘鹘?jīng)熱交換器,將地?zé)崮軅鹘o另一種低沸點(diǎn)的工作流體,使之沸騰而產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后進(jìn)入凝汽器,再通過(guò)熱交換器而完成發(fā)電循環(huán)。地?zé)崴畡t從熱交換器回注入地層。這種系統(tǒng)特別適合于含鹽量大、腐蝕性強(qiáng)和不凝結(jié)氣體含量高的地?zé)豳Y源。發(fā)展雙循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是開(kāi)發(fā)高效的熱交換器。 地?zé)峁┡?將地?zé)崮苤苯佑糜诓膳⒐岷凸崴莾H次于地?zé)岚l(fā)電的地?zé)崂梅绞?。因?yàn)檫@種利用方式簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好,備受各國(guó)重視,特別是位于高寒地區(qū)的西方國(guó)家,其中冰島開(kāi)發(fā)利用得最好。該國(guó)早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個(gè)地?zé)峁嵯到y(tǒng),現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善,每小時(shí)可從地下抽取7740噸80℃的熱水,供全市11萬(wàn)居民使用。由于沒(méi)有高聳的煙囪,冰島首都已被譽(yù)為“世界上最清潔無(wú)煙的城市”。此外利用地?zé)峤o工廠供熱,如用做干燥谷物和食品的熱源, 用做硅藻土生產(chǎn)、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產(chǎn)過(guò)程的熱源也是大有前途的。目前世界上最大兩家地?zé)釕?yīng)用工廠就是冰島的硅藻土廠和新西蘭的紙漿加工廠。我國(guó)利用地?zé)峁┡凸岚l(fā)展也非常迅速,在京津地區(qū)已成為地?zé)崂弥凶钇毡榈姆绞街弧?地?zé)釀?wù)農(nóng) 地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地?zé)崴喔绒r(nóng)田,可使農(nóng)作物早熟增產(chǎn);利用地?zé)崴B(yǎng)魚(yú),在28℃水溫下可加速魚(yú)的育肥,提高魚(yú)的出產(chǎn)率;利用地?zé)峤ㄔ鞙厥遥?、種菜和養(yǎng)花;利用地?zé)峤o沼氣池加溫,提高沼氣的產(chǎn)量等。將地?zé)崮苤苯佑糜谵r(nóng)業(yè)在我國(guó)日益廣泛,北京、天津、西藏和云南等地都建有面積大小不等的地?zé)釡厥摇8鞯剡€利用地?zé)岽罅Πl(fā)展養(yǎng)殖業(yè),如培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖鰻魚(yú)、羅非魚(yú)、羅氏沼蝦等。 地?zé)嵝嗅t(yī) 地?zé)嵩卺t(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人的前景,目前熱礦水就被視為一種寶貴的資源,世界各國(guó)都很珍惜。由于地?zé)崴畯暮苌畹牡叵绿崛〉降孛妫郎囟容^高外,常含有一些特殊的化學(xué)元素,從而使它具有一定的醫(yī)療效果。如含碳酸的礦泉水供飲用,可調(diào)節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度;含鐵礦泉水飲用后,可治療缺鐵貧血癥; 氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等。 由于溫泉的醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)的特殊的地質(zhì)、地貌條件,使溫泉常常成為旅游勝地,吸引大批療養(yǎng)者和旅游者。在日本就有1500多個(gè)溫泉療養(yǎng)院,每年吸引1億人到這些療養(yǎng)院休養(yǎng)。我國(guó)利用地?zé)嶂委熂膊〉臍v史悠久,含有各種礦物元素的溫泉眾多,因此充分發(fā)揮地?zé)岬尼t(yī)療作用,發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。 未來(lái)隨著與地?zé)崂孟嚓P(guān)的高新技術(shù)的發(fā)展,將使人們能更精確地查明更多的地?zé)豳Y源;鉆更深的鉆井將地?zé)釓牡貙由钐幦〕?,因此地?zé)崂靡脖貙⑦M(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的階段。 地?zé)崮茉趹?yīng)用中要注意地表的熱應(yīng)力承受能力,不能形成過(guò)大的覆蓋率,這會(huì)對(duì)地表溫度和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響!應(yīng)用前景廣闊的太陽(yáng)能 太陽(yáng)能,一般是指太陽(yáng)光的輻射能量,在現(xiàn)代一般用做發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存,而自古人類(lèi)也懂得以陽(yáng)光曬干物件,并作為保存食物的方法,如制鹽和曬咸魚(yú)等。但在化石燃料減少的情況下,才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源,如風(fēng)能、化學(xué)能、水的勢(shì)能等。 現(xiàn)在,太陽(yáng)能的利用還不是很普及,利用太陽(yáng)能發(fā)電還存在成本高、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題,但是太陽(yáng)能電池在為人造衛(wèi)星提供能源方面得到了應(yīng)用。 原理 太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷地核聚變反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量。地球軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1367瓦/米2。地球赤道的周長(zhǎng)為40000千米,從而可計(jì)算出,地球獲得的能量可達(dá)173000太瓦(功率單位,1太瓦=1012千瓦)。在海平面上的標(biāo)準(zhǔn)峰值強(qiáng)度為1千瓦/米2,地球表面某一點(diǎn)24小時(shí)的年平均輻射強(qiáng)度為0.20千瓦/時(shí)2,相當(dāng)于有102000太瓦的能量,人類(lèi)依賴(lài)這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地?zé)崮苜Y源除外)。 雖然太陽(yáng)能資源總量相當(dāng)于現(xiàn)在人類(lèi)所利用的能源的1萬(wàn)多倍,但太陽(yáng)能的能量密度低,而且它因地而異,因時(shí)而變,這是開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能的這些特點(diǎn)會(huì)使它在整個(gè)綜合能源體系中的作用受到一定的限制。 盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的二十二億分之一,但已高達(dá)173000太瓦,也就是說(shuō),太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng);即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等),從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能,所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大,狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。 太陽(yáng)能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費(fèi)使用,又無(wú)需運(yùn)輸,對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。太陽(yáng)能為人類(lèi)創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài),使社會(huì)及人類(lèi)進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。 太陽(yáng)能電池發(fā)電原理 太陽(yáng)能電池是對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。 當(dāng)光線(xiàn)照射太陽(yáng)能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收,光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了躍遷,成為自由電子,在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。 利弊 優(yōu)點(diǎn) (1)普遍:太陽(yáng)光普照大地,沒(méi)有地域的限制,無(wú)論陸地或海洋,無(wú)論高山或島嶼,處處皆有,可直接開(kāi)發(fā)和利用,且無(wú)需開(kāi)采和運(yùn)輸。 (2)無(wú)害:開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境,它是最清潔的能源之一,在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天,這一點(diǎn)是極其寶貴的。 (3)巨大:每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸標(biāo)煤,其總量屬現(xiàn)今世界上可以開(kāi)發(fā)的最大能源。 (4)長(zhǎng)久:根據(jù)目前太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個(gè)意義上講,可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的。 缺點(diǎn) (1)分散性:到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大,但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái),北回歸線(xiàn)附近,夏季在天氣較為晴朗的情況下,正午時(shí)太陽(yáng)輻射的輻照度最大,在垂直于太陽(yáng)光方向1平方米面積上接收到的太陽(yáng)能平均有1000瓦左右;若按全年日夜平均,則只有200瓦左右。而在冬季大致只有一半,陰天一般只有1/5左右,這樣的能流密度是很低的。因此,在利用太陽(yáng)能時(shí),想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率,往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備,造價(jià)較高。 (2)不穩(wěn)定性:由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響,所以,到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的,又是極不穩(wěn)定的,這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源,從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源,就必須很好地解決蓄能問(wèn)題,即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯存起來(lái),以供夜間或陰雨天使用,但目前蓄能也是太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。 (3)效率低和成本高:目前太陽(yáng)能利用的發(fā)展水平,有些方面在理論上是可行的,技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽(yáng)能利用裝置,因?yàn)樾势停杀据^高,總的來(lái)說(shuō),經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi),太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展,主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。

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