九年级物理下册20.2开发新能源省公开课一等奖新名师获奖课件

20·2开发新能源1/57当前，世界能源消耗中90%以上是不可再生能源，不可再生能源到本世纪末，除煤炭外都将开采殆尽，“能源危机”之说绝不是危言耸听！为应对日益迫近能源危机，世界各国越来越重视能源开发和节能，并在努力开发包含太阳能和核能在内新能源。

一、太阳能——永恒动力之源太阳是一个巨大能源,它送到地球光功率达1.7×1014KW。现在全社会总能耗约1.3×1010KW，全世界发电装机容量不到4×109KW，地球上全部石油资源对应能量，只相当于太阳一天半时间内供给给地球光能。况且太阳寿命最少是50亿年，对人类而言，太阳能是取之不尽用之不竭。2/57地球吸收、利用太阳能四种渠道1、被植物、微生物吸收太阳能

生物能光合作用3/572、使大气、水升腾循环太阳能→机械能4/573、被海洋吸收太阳能→内能5/574、直接利用

6/57活动：怎样直接利用太阳能（1）太阳能→内能太阳能热水器7/57（2）太阳能→电能太阳能发电站8/57

（3）太阳能→化学能太阳能小汽车9/57每年太阳辐射到我国960万平方公里土地上能量，相当于1.7万亿吨标准煤。10/57

为保障我国能源安全，改进能源结构，促进经济和社会可连续发展，在年公布《国家能源科技“十二五”规划》中明确将太阳能列入重点开发和支持新能源和可再生能源规划。

年，我国太阳能光伏发电装机650万千瓦，太阳能热水器总集热面积2.58亿平方米。年底，我国太阳能光伏发电装机容量已达3000万千瓦，提前一年到达并超出到年底我国太阳能发电装机容量到达2100万千瓦以上规划。我国太阳能利用规划和现实状况年11月公布《能源发展战略行动计划（——年）》中又确立了到年太阳能光伏发电装机容量1亿千瓦目标。11/571、将太阳能直接转化为内能而加以利用我国利用太阳能技术及方式12/57屋顶上太阳能热水器13/572、利用太阳能发电。14/57

上海鲜花港太阳能电站15/57太阳能电池薄膜太阳能电池

太阳能电池是经过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能装置。应用：人造卫星、太空望远镜、太空站等电力起源。16/57航天器上太阳能电板17/57①十分巨大；②供给时间长久；③分布辽阔，获取方便；④安全、清洁、无污染。①太分散；②受季节、天气和地理环境影响较大；③能量转换效率低。太阳能优点和缺点（1）、太阳能优点：（2）、太阳能缺点：18/57原子核是能够改变，而且在有些改变过程中会释放出巨大能量（二）释放核能方式：1.重原子核裂变（重核裂变）二、核能—造福人类“神火”

（一）核能概念：原子核内部蕴藏巨大能量，叫做原子核能，简称核能。2.轻原子核聚变（轻核聚变）19/571、核裂变——链式反应链式反应示意图

核裂变——较重原子核裂变为较轻原子核一个核反应，裂变时会释放出巨大能量。20/57我国第一颗原子弹爆炸时形成蘑菇云不加控制核裂变反应——原子弹爆炸21/57核能和平利用――核电站假如控制链式反应速度，使核能迟缓平稳释放出来，就能和平利用核能了。能迟缓、平稳地释放核能装置叫核反应堆。22/57核电站工作流程示意图反应堆放出核能转化为高温蒸汽内能，再经过汽轮发电机转化为电能。核能→内能→机械能→电能23/57

我国核电事业起步于浙江秦山核电站一期工程，1985年开工建设，1991年首次并网发电，1994年投入商业运行。其建成投产结束了中国大陆无核电历史。经过近30年发展，我国已投入商业运行核电站为8个。分别为：（1）秦山核电站1—3期（浙江嘉兴杭州湾畔）；（2）大亚湾核电站（广东深圳大亚湾）；（3）岭澳核电站1—2期（广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧）；（4）田湾核电站（江苏连云港）；（5）红沿河核电站1、2号机组（辽宁瓦房店）；中国核电事业24/57（6）阳江核电站（广东阳江市东平镇沙环村）；（7）宁德核电站1号机组（福建省宁德市辖福鼎市秦屿镇备湾村）；（8）防城核电站1号机组（广西防城港）。当前，我国已投入运行核电机组21台、装机容量1902万千瓦，在建机组27台、装机容量2953万千瓦。但我国核电发电量仅占总发电量2.1%，远远低于14%世界平均水平。为保障我国能源安全，国家先后公布了《国家核电中长久发展规划（——年）》和《能源发展战略行动计划（——年）》，加速推进新核电基地建设。计划到年，核电装机容量达5800万千瓦，在建3000万千瓦。本省芜湖核电站也在主动筹备中。25/57

秦山一期核电站26/57大亚湾核电站27/57

广东岭澳核电站28/57

连云港田湾核电站29/5730/57核电优势与不足核电优势（1）核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量污染物质,所以核能发电不会造成空气污染,不会产生加重地球温室效应二氧化碳；（2）核能发电所使用是铀燃料，而全球铀蕴藏量相当丰富；

（3）核燃料能量密度比化石燃料高几百万倍，故核能电厂所使用燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦核能电厂一年只需30吨铀燃料，一航次飞机就能够完成运输；（4）核能发电成本中，燃料费用所占百分比较低，核能发电成本受国际经济情势影响较小。31/57核电缺点:

（1）核能电厂会产生放射性废料，即使所占体积不大，但因含有放射性，故必须慎重处理，且需面对较大政治困扰；（2）核能发电厂热效率较低，因而比普通化石燃料电厂排放更多废热到环境里，故核能电厂热污染较严重；

（3）核能电厂投资成本太大，电力企业财务风险较高；（4）核电厂反应器内有大量放射性物质，假如设计不合理或操作不妥而造成核泄漏事故，会对生态及民众造成伤害甚至严重伤害。32/572、核聚变——热核反应核聚变示意图核聚变——在超高温条件下，将两种质量较轻原子核（如氘和氚），聚合成一个较重原子核一个核反应，又称热核反应。核聚变威力更大。33/57太阳能是来自于太阳内部核聚变，也是大自然中自然存在唯一核聚变。温度和压强越高，热核反应进行速度越快。当前人类还未掌握人工控制核聚变反应速度方法，所以，还不能和平利用核聚变。我国和世界各国都在致力于受控热核反应研究，我国研究结果已位于世界前列，位于本省合肥市科学分院研制“人造小太阳”——托卡马克装置就是结果之一。人工核聚变应用——核爆炸——氢弹34/571967年，我国爆炸第一颗氢弹35/57氚核氘核氦核一个中子（随能量释放）2、聚变——2个质量较小原子核结合成质量较大新核，同时释放出能量过程。

1、裂变——质量较大原子核在中子轰击下分裂成2个（或3个）新原子核，并释放能量过程。－－链式反应例：原子弹例：氢弹、太阳－－热核反应3、聚变威力更大核知识小结36/57信息浏览你还知道有哪些新能源？1、水能2、风能3、海洋能4、地热能5、氢能7、可燃冰6、生物质能37/57

我国是一个水电资源十分丰富国家之一。但含有资源分布不均衡，开发程度不高特点。当前，我国水电装机容量及发电量均居世界第一位。年，我国水电装机容量达3亿千瓦，水电占供电总量23%。依据《能源发展战略行动计划（——年）》要求，年，我国水电装机将达3.5亿千瓦。1、水能发电38/57世界上最大水电站——三峡发电站39/57

风含有很大能量。人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷……风能还能够用来发电。2、风能发电郑和下西洋40/57我国陆地和海上风电潜在开发量分别为23.8亿千瓦和2亿千瓦。当前，我国已成世界第一风电大国，全国风电并网装机容量已达1亿千瓦，提前1年实现了到年我国风电装机规模达1亿千瓦目标。计划到年，我国风电装机规模将达2亿千瓦。41/57海洋能包含潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能。海洋潮汐能起源于月亮与太阳对地球海水吸引力以及地球自转，会引发海水周期性地作有节奏垂直涨落现象。3、海洋能42/57潮汐发电原理：利用涨潮退潮水位差来发电。

浙江温岭江厦潮汐发电站，是世界第三大潮汐发电站。43/57由英国安装世界首台潮汐发电机44/57

葡萄牙“海蛇”海浪发电站45/57西藏羊八井地热电站，是我国最大地热电站冰岛地热4、地热能我国在地热资源利用规模上一直位居世界首位，并以每年近10%速度稳步增加。依据规划，到年，我国地热资源利用规模要到达5000万吨标准煤。

46/575、氢能

你认为氢能有哪些优点？

你认为当前不能大量使用氢能原因是什么？应用氢能，你有什么良策？带着以下问题，到图书馆或上网查资料回答。47/576、生物质能

生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物物质中能量形式，即以生物物质为载体能量。它直接或间接地起源于绿色植物光合作用，经过一定技术转化可为常态固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一个可再生能源，同时也是唯一一个可再生碳源。生物质能源主要包含秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。生物质能源是人类利用最早、最多、最直接能量。至今，世界上仍有15亿以上人口以生物质作为生活能源。生物质燃烧是传统利用方式，不但热效率低下，而且劳动强度大，污染严重。48/57生物质能源是最有可能成为21世纪主要新能源之一，世界各国都十分重视生物质能源开发与应用。沼气技术是我国发展最早、普遍推广生物质能源利用技术。年，我国生物质能利用规模已达1000万千瓦。沼气技术查找资料回答下列问题什么地域适合发展沼气能源？沼气能源使用应注意什么？发展沼气资源对新农村建设有何现实意义？49/57

沼气发电厂50/57

河北晋州秸秆发电厂51/57可燃冰是一个天然气水合物俗称，存在于海底或陆地冻土地带。这种物质在低温和40多个大气压下才是稳定，抵达水面或地面会马上融化，同时成份中甲烷开始燃烧。可燃冰分布广，资源丰富，有能源教授预言：海底可燃冰将会成为第三次能源转型革命性替换品，据计算这种未来能源可供人类使用上千年。可燃冰热密度高，杂质少，无污染，但开采很困难。7、可燃冰我国在南海海底及祁连山冻土地带均发觉了可燃冰，可燃冰研究和开发已列入国家能源发展战略计划。可燃冰52/57未来理想能源必须满足条件：第一，必须足够丰富，能够确保长久使用；第二，必须足够廉价，能够确保多数人用得起；第三，相关技术必须成熟，能够确保大规模使用；第四，必须足够安全、清洁，能够确保不会严重影响环境。53/57巩固练习1、卫星长时间在太空航行，它无线电发射装置不用人工补充能源却能正常工作，它是利用______电池将______能转化为_____能。2、当前世界各国都在加强开发新能源是______，它蕴藏在______内部。取得原子能有两种路径：一是________，二是________。我国著名大亚湾核电站里发生是_______。太阳能就是来自太阳能内_______。3、以下能源中，属于新能源是_______。A.太阳能B.水能C.煤D.电能E.海洋能F.风能G.石油H.天然气I.温泉54/57

4、1kg铀全部裂变释放能量约为8.5×1013J，相当于完全燃烧多少kg无烟煤放出能量？（无烟煤热值是3.4×107J/kg）5、若一太阳能热水器装水量为100kg，集热管接收太阳能有效接收面积约为2m2，每小时1m2接收面上有效接收太阳能约为2.1×106J，则该热水器每小时水温升高多少？（水比热容为4.2×103J/（kg·℃））55/57本节小结1、利用太阳能四个主要渠道①被植物微生物吸收；②使大气、水升腾循环；③被海洋吸收；④直接利用。

2、直接利用太阳能三个主要方式①太阳能→热能；②太阳能→电能；③太阳能→化学能。3、太阳能优、缺点优点