6　清洁能源——太阳能、风能、水能

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不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，21世纪石油、煤、天燃气等不可再生能源日益匮乏，石油价格一路飙升、欧盟制度的碳减排计划，这些都促使人类不得不开发新能源，现在的新能源主要有：太阳能、风能、水能。

太阳能一般是指太阳光的辐射能量，自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，现在太阳能一般用作发电。太阳能的利用有被动式利用和光电转换两种方式，太阳能是一种新兴的可再生能源。

太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳，正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

太阳能发电

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新能源开发背景

自从石油在世界能源结构中担当主角之后，它的重要作用越来越受到各个国家重视，特别是在中东战争以后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其他可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。

中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，中国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。中国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。

风能资源的利用

风能地球表面大量空气流动所产生的动能，由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦。

中国属于能源进口大国，利用可再生能源是当务之急，特别是在中国风资源丰富的广大的农村地区，中国政府应加大对风电设备的购买补贴，包括太阳能电池板屋顶的补贴，如果全国农村家用电能做到一半自给，能可以节约电能每年20亿千瓦时以上。进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间。

水能是运用水的势能和动能转换成电能来发电的方式，以水力发电的工厂称为水力发电厂，又称水电站。水能主要用于水力发电，其优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。

全国可能开发水能资源中，北方地区6.8%，中部地区占15.5%，西北地区占9.9%，西南地区占67.8%，其中，除西藏外川、云、贵三省占全国的50.7%。大型电站比重大，且分布集中。各省单站装机10兆瓦以上的大型水电站有203座，其装机容量和年发电量占总数的80%左右；而且，70%以上的大型电站集中分布在西南四省。资源的开发和研究程度较低。目前已开发资源约为15%左右。

水能的利用—中国三峡大坝

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世界水电发展史

瑞士和法国在20世纪80年代，就大力发展了水能资源，20世纪世界装机容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机1260万千瓦。世界第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。世界装机容量最大的抽水蓄能电站是1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。世界第一座潮汐电站于1913年建于德国北海之滨。最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站，装机24万千瓦。日本在1978年建成的海明号波浪发电试验船则是世界上第一座大型波能发电站。中国大陆最早建成的水电站是云南省昆明市郊的石龙坝水电站，电站一厂于1910年7月开工，1912年4月发电，最初装机容量为480千瓦。中国1988年竣工的湖北葛洲坝水利枢纽，装机271.5万千瓦。中国1986年在浙江省建成试验性的江厦潮汐电站，装机3200千瓦。中国的广州抽水蓄能电站，一期工程装机120万千瓦。三峡水水电站装机容量为1786万千瓦，到目前为止已经成为世界上最大的水电站。