新能源又稱非常規(guī)能源,是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式,指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換3 種主要方式。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能、化學(xué)能、水的勢能等由太陽能導(dǎo)致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。利用太陽能的方法主要有:太陽能電池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電等。太陽能清潔環(huán)保,無任何污染,利用價(jià)值高,太陽能更沒有能源短缺這一說法,種種優(yōu)點(diǎn)決定了其在能源更替中不可取代的地位。
風(fēng)能是太陽輻射下流動(dòng)所形成的。風(fēng)能與其他能源相比,具有明顯的優(yōu)勢,它蘊(yùn)藏量大,是水能的10 倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。風(fēng)能最常見的利用形式為風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電有兩種思路,水平軸風(fēng)機(jī)和垂直軸風(fēng)機(jī)。水平軸風(fēng)機(jī)應(yīng)用廣泛,為風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。
生物質(zhì)能來源于生物質(zhì),也是太陽能以化學(xué)能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物質(zhì)能是貯存的太陽能,更是惟一一種可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的燃料。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1 730 億噸,其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10~20 倍,但利用率不到3%。
海洋能指蘊(yùn)藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),是一項(xiàng)亟待開發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。
1.海洋能在海洋總水體中的蘊(yùn)藏量巨大,而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。也就是說,要想得到大能量,就得從大量的海水中獲得。
2.海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力,只要太陽、月球等天體與地球共存,這種能源就會(huì)取之不盡,用之不竭。
3.海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐、潮流變化規(guī)律,編制出各地逐日逐時(shí)的潮汐與潮流預(yù)報(bào),預(yù)測未來各個(gè)時(shí)間的潮汐大小與潮流強(qiáng)弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報(bào)表安排發(fā)電運(yùn)行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。
4.海洋能屬于清潔能源,也就是海洋能一旦開發(fā)后,其本身對環(huán)境污染影響很小。
核能是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,符合愛因斯坦的方程E=mc2,其中E= 能量,m= 質(zhì)量,c=光速常量。核能的釋放主要有3 種形式:
所謂核裂變能是通過一些重原子核的裂變釋放出的能量。
由兩個(gè)或兩個(gè)以上氫原子核(如氫的同位素氘和氚)結(jié)合成一個(gè)較重的原子核,同時(shí)發(fā)生質(zhì)量虧損釋放出巨大能量的反應(yīng)叫做核聚變反應(yīng),其釋放出的能量稱為核聚變能。
核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用。