1 / 57

能源科技

能源科技. 能源科技的 演進 自強國中 徐永明老師. 能源？. 水車照片來源網址 : www.mipang.com/spaces/fq123/photos/1698318.9c09bb35b1. 風車照片來源網址 : www.flickr.com/photos/93813154@N00/451101812/. 什麼是能源？. 簡單來說，就是能量的來源。 可以提供能量 ( 光、熱 ) 與動力的物質。 例如：水、太陽、風、媒、石油、天然氣、地熱和電。. 太陽能 風力能 水力能 海洋能 生質能 地熱能. 再生能源. 初級能源. 石 油 天然氣

fulbright-skylar
Download Presentation

能源科技

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 能源科技 能源科技的演進 自強國中 徐永明老師

  2. 能源？ 水車照片來源網址:www.mipang.com/spaces/fq123/photos/1698318.9c09bb35b1 風車照片來源網址:www.flickr.com/photos/93813154@N00/451101812/

  3. 什麼是能源？ • 簡單來說，就是能量的來源。 • 可以提供能量(光、熱)與動力的物質。 • 例如：水、太陽、風、媒、石油、天然氣、地熱和電。

  4. 太陽能 風力能 水力能 海洋能 生質能 地熱能 再生能源 初級能源 石 油 天然氣 煤 炭 核能等 非再生能源 能源 電 能 石油 煤 氣 天然氣 次級能源 能源的種類

  5. 初級能源與次級能源 • 初級能源 • 存在於自然界，尚未加以轉化或轉換處理的能源。 • 如：原油、煤、天然氣、太陽熱能、風力、水力、地熱及潮汐。 • 次級能源 • 需經過轉換、加工才能提供使用的能源。 • 如：電力、石油、液化石油氣。

  6. 再生能源 • 定義 • 自然循環－生生不息，短期內即可循環再利用。 • 可永續使用－不導致整體自然資源的減少。 • 屬於初級能源 • 類別 • 太陽能 • 風能 • 生質能 • 水力 • 地熱能 • 海洋能 • 台師大能源教育網

  7. 再生能源~水力 • 定義 • 目前唯一被人類大量開發利用的再生能源。 • 水吸收太陽能量，形成水循環，降下之雨在河流或山區聚集於水壩內，利用水位落差產生能量(位能)，以帶動輪機與發電機而產生電力。 • 例子：長江三峽水力發電、桃園復興鄉義興水力發電廠、美國胡佛水壩。 資料來源：http://www.solar-i.com/hyd.htm查理王繪 資料來源：維基百科

  8. 再生能源~風力 • 定義 • 人類運用最早的能源之一。 • 為全球成長最快速的再生能源。 • 例子：新竹、中國新疆達板城。 資料來源： http://www.solar-i.com/wi.htm查理王繪

  9. 再生能源~太陽能 • 定義 • 目前應用最廣泛的再生源。 • 例子：太陽能熱水器、電子計算機、太陽能車。 資料來源：元太能源科技股份有限公司

  10. 再生能源~地熱能 • 定義 • 地殼內部放射性元素衰變後所釋放出的能量，以及儲存於地核熔岩之熱能。 • 當地下水滲入地殻中，地下的高溫熱水產生水氣帶動發電機組。 • 例子：宜蘭清水。 資料來源：台灣產業服務基金會，邱裕閔工程師

  11. 再生能源~海洋能 • 廣泛而言，海洋能包含了： 太陽光直接海洋所造成之海洋溫差；太陽、地球與月球三者萬有引力相互作用所造成的潮汐。太陽光照射海洋表面所造成之溫差，並配合地球自轉所造成之海流。太陽能所引起之風能，進而牽引海洋表面之波浪。 • 因此，海洋溫差、潮汐能、海流能及波浪能統稱為海洋能。

  12. 再生能源~海洋能之海流渦輪機 依照主軸與水平面的相對位置，其結構可分為水平軸渦輪機（horizontal axis turbine）與垂直軸渦輪機（vertical axis turbine）兩類

  13. 再生能源~生質能 • 定義 • 生質亦稱有機物，泛指由生物產生之有機物質包括沼氣、稻穀、牲畜糞便、農作物殘渣及垃圾。 • 其主要成分為碳氫化合物，經過焚化、汽化、裂解及發酵等技術轉移成燃油、燃氣與電力等可用能源。 • 生質能與風能、太陽能相同，都具有取之不盡、用之不竭的特性，因而生質能為再生能源的一種。 • 生質能與化石燃料不同的地方在於化石燃料在地下深處經長期的地質化學作用才形成的，一經開發後，無法迅速再生。而生質能係由CO2與H2O經光合作用而成，使用後又變回CO2與H2O，其僅靠簡單的生化作用便可重覆再生，不需長期的地質作用。

  14. 再生能源~生質能 • 廣義而言，生質物包含了： • 木材與林業廢棄物 ( 如木屑 )。 • 農作物與農業廢棄物 ( 如黃豆、玉米、稻穀、蔗渣 )。 • 畜牧業廢棄物 ( 如動物屍體、廢水處理所產生的沼氣 )。 • 工業有機廢棄物 ( 如有機污泥、廢塑橡膠、廢紙、黑液 )。 • 垃圾與垃圾掩埋場與下水道污泥處理廠所產生的沼氣。

  15. 再生能源~生質能的能源轉換方式 生質能的能源轉換方式 玉米轉換成乙醇的流程圖

  16. 非再生能源 • 定義 • 經開採與加工過程－蘊藏於地底，要經過開採與加工過程。 • 蘊藏量有限－會使用耗竭。 • 類別 • 石油 • 天然氣 • 煤 • 核能

  17. 非生能源~煤 • 定義 • 近代工業最重要燃料之一。 • 是由生長在沼澤或河流三角洲之植物殘骸分解而成。 • 長期沉積加上地球的造山運動，讓泥煤更加深埋地底，再經地熱和生化反應之作用，轉變成各種等級的煤。

  18. 非生能源~石油 • 定義 • 於動、植物的殘骸，形成方式與煤不同。 • 第一階段機物與沉積物堆積形成沉積層，由於不斷堆積，導致溫度和壓力上升，最後沉積層變成沉積岩，稱為源岩。 • 第二階段為有機物在源岩中轉變成碳氫化合物，即石油。 • 須經歷一百萬年以上且須深埋於地底一公里以下，才能產生。 資料來源：翰林出版社

  19. 非生能源~天然氣 • 定義 • 伴隨石油、煤產生的氣體。 • 於石油上層會形成一層天然氣。 資料來源：翰林出版社

  20. 非生能源~核能 • 定義 • 利用核融合與核分裂生（一般的核電廠）。 • 台灣目前的核電廠有核一(下圖)、核二、核三、核四(興建中)。 • 較為便宜的發電方式。 資料來源：台灣電力公司

  21. 風力發電 日常生活中發電方式

  22. 台灣目前各種能源電力供應情形 資料來源：中華民國核能學會

  23. 能源的轉換 • 將各種能源先轉換成機械能，進而再生電能。

  24. 日常生活的發電方式~水力發電 • 將各種能源先轉換成機械能，進而再生電能。 資料來源：能源概論, 陳維新, 高立出版社

  25. 日常生活的發電方式~水力發電 • 將各種能源先轉換成機械能，進而再生電能。 開關場 變壓器 發電機 輸電電塔 水輪機 水庫 水壩 引水隊道 河川

  26. 日常生活的發電方式~火力發電 • 核能與火力發電廠同樣具有鍋爐與發電的設備，水在鍋爐中加熱變成蒸汽，再利用蒸汽的力量推動汽機，以帶動發電機發電。 • 主要的不同點為火力發電是在鍋爐內燃燒石油、天然氣或煤等化石燃料，核能發電是在反應爐(即鍋爐)，以控制棒調節鈾燃料分裂的連鎖反應產生能量，將水加熱變成蒸汽。 資料來源：台灣電力公司

  27. 日常生活的發電方式~核能發電 • 核能與火力發電廠同樣具有鍋爐與發電的設備，水在鍋爐中加熱變成蒸汽，再利用蒸汽的力量推動汽機，以帶動發電機發電。主要的不同點為火力發電是在鍋爐內燃燒石油、天然氣或煤等化石燃料，核能發電是在反應爐(即鍋爐)，以控制棒調節鈾燃料分裂的連鎖反應產生能量，將水加熱變成蒸汽。 • 「沸水式」是在反應爐中直接產生蒸汽，並且直接送到汽機，將蒸汽能量轉為機械能，轉動發電機產生電力。 • 「壓水式」是把反應爐中，所產生高壓高溫的水，送到蒸汽產生器，在那裡把另外一個系統的水變為蒸汽，再送到汽機。 資料來源：台灣電力公司

  28. 日常生活的發電方式~太陽發電 資料來源：元太能源科技股份有限公司

  29. 日常生活的發電方式~太陽發電 資料來源：元太能源科技股份有限公司

  30. 日常生活的發電方式~風力發電 • 風力帶動風車葉片旋轉，透過增速機將旋轉的速度提升促使風電。 風力機圖片來源：SourthwestWindpower

  31. 風力發電 風力發電

  32. 日常生活的發電方式~風力發電 • 風力帶動風車葉片旋轉，透過增速機將旋轉的速度提升促使風電。 風力機圖片來源：SourthwestWindpower

  33. 風力發電~古代的風渦輪機 照片來源網址:www.nipic.com/show/3/48/ca360460cfe9616f.html

  34. 風力發電~新時代的風渦輪機 資料來源：康柏威科技 圖片資料來源：清大校園

  35. 風力發電機的結構 資料來源： http://www.solar-i.com/wi.htm查理王繪

  36. 風力發電機的分類 • 水平軸：渦輪機旋轉軸心與風向平行 • 垂直軸：渦輪機旋轉軸心與風向垂直

  37. 常見的風力發電機~不同型式的風渦輪機 資料來源：Applied Research Institute for Prospective Technologies(2008)

  38. 常見的風力發電機~不同型式的風渦輪機 資料來源：Applied Research Institute for Prospective Technologies(2008)

  39. 水平軸與垂直軸風渦輪機比較 水平軸風渦輪機(HAWT) 垂直軸風渦輪機(VAWT) • 好處: • 由於葉片自軸心逐漸分佈，轉動慣量低 • 由於轉動慣量較低，在同一風資源的條件下轉動會較快些，產生電能也較多些，而且所有葉片是同時作功 • 好處: • 全方位迎風，不需轉頭裝置 • 機械結構較簡單，不需機艙設備 • 葉片的截面形狀一致，製造成本較低 • 運轉時較安靜，對環保較和諧共存 • 對高層建築頂樓的設置較合適 • 缺點: • 產生電量受迎風角度嚴重影響，較不合適於風向常變的區域 • 使用的高效率同步發電機需要增速齒輪來配合，因此引起很高比率停機率，並造成高維修成本 • 高分貝葉片呼嘯噪音，並有飛鳥被打死的憂慮 • 缺點: • 由於葉片分佈於旋轉周邊區，使葉片的轉動慣量增加 • 由於較高的轉動慣量，使在同一風資源的條件下轉動會慢些，產生電能也會少些，而且只有向風面的葉片作功

  40. 蒲福氏風級表介紹

  41. 大型與小型風力發 電比較 • 大型風力發電機 • 併網型，電一發出即連上電網，傳送給千家萬戶 • 額定發電量100~7000瓩 • 轉速慢，體積龐大，技術層次較高 • 齒輪箱、轉向機構、發電機組、塔架、煞車等 • 小型風力發電機 • 風橫掃面積<200m2，約60瓩 • 獨立型，供家庭、工廠、社區使用，技術層次較低，容 易開發 • 被動式轉向機構、發電機組、塔架、蓄電池、無齒輪 箱、煞車等

  42. 大型風力發電比較 資料來源：台灣中小型風機發展協會

  43. 小型風力發電應用(清大校園)

  44. 大型風力發電電場 中國寧夏太陽山風電廠發電機組 來源網址:www.china.com.cn/city/nxx/2008-07/23/content_16057777.htm

  45. 小型風力發電應用(以美國為例)

  46. 台灣風力發示範地點 新竹 正隆 雲林 麥寮 澎湖 中屯 資料來源：經濟部能源局

  47. 風力發電之實例與應用

  48. 世界風力發電年裝機量成長趨勢 台灣排名第23名：2008年風力發電總裝機量為358.2MW，新機裝機量為78.3MW，年成長率為28%。 資料來源：http://www.wwindea.org/home/index.php?option=com_content&task=view&id=226&Itemid=43

  49. 世界風力發電年裝機量成長趨勢

  50. 風力發電 小小風力發電機製作

More Related