1、科技信息需校理科研究AA物湮尋再度務奔可再主能源的酈用們勺河北街水學院任冬法摘要可再生代球是柑太陽能、生粉能、風能、地熱能和海卑能&它們共刃的竹點是資源豐宅、可以再生、沒有污柔 戲很少廳染.開岌織能潭.研丸祈的節能技末丸刁甘第岌展之烙巳成為社會&界於廣滌共識，屯給荻理學的發展提出 丁靳的挑圾.關詞可再生能源物理學發展科技信息需校理科研究科技信息需校理科研究、前盲20世紀以來人們對煤炭、石油.天於氣等化石燃料的大規 模開發和利用一方而創適了歷史上空前的人類奇跡，另一方面 也造成大扯的資漁浪費和污染物溫室氣體的排放當前作為常 規能源的化石燃料儲扯在一天天減少而空代污染、全球變SL

2、臭氧空洞等環境問題也在一天天加劇，這種不可持續發展的模 式巳遭到很多國家的屛棄開發新能源，研究新的節能技術走 可持續發展之路巳成為社會各界的廣泛共識以太陽盤、風能、生物貢能、核能、地熱能為代表的可再生能 源以其儲iJ不隨人類的使用而枯竭，大多數對環境無污染的獨 轄優勢，越來趁多的受到人們的青睞，也給物理學的發展提出了 新的挑戰.二可再生能源的開發和利用地球上的能源可分為常規能療和可再生能源兩大類費規 能源就是已被我們大規模開發的煤炭.石油、天然氣等化石燃 料可再生能浪黃是太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能、生物質 能等，后者通常被俗稱新能源新能源與常戲能源的區分也是相 對的今天的新能諫將來也會

3、成為常戲能源如核裂變,過去是 新能源，現在由于技術基本成熟,許多國家已把它看作常規能 源上述這些新能源都是可再生能源和淸潔能涼,按作為未來經 濟和社會可持續發展的能障莖礎，受到了高度重覘.1太陽能太陽能是以太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能 員盡管太陽輻射到地球大代層的能址僅為其總輻射能址（約為 3. 75X1026W）的22億分之一，但巳高達173,OOOTW,也就是 說太陽毎抄鐘照射到地球上的能竝既相當于500萬噸煤.地球 上的風能.水能.海洋溫菱能、波浪能和生物質能以及部分潮汐 能都是來源于太陽）即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然 氣等）從垠本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能

4、所以廣義的 太陽臨所包括的范國非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能 的光熱光電和光化學的直接轉換.太陽能既是一次能源又是 可再生能探它是各種可再生能源中最奄要的基本能3G也是人 類可利用的R豐富的能源.既可免費使用又無需運輸，對殲境 無任何污染.太陽能可以通過光一熱光一電光一化學轉換來利 用.太陽能光給轉換是用集熱器把太陽輻肘舵轉換為熱 能以直接利用集熱器有平板式.真空管式、最焦式等它可以；ft 直接吸收太陽輻射也可D是將太陽輻射會聚后集中頤射使傳 熱介質（空氣、水或防凍液升忍用于家庭采釀供應熱水血 冷烹飪.工業用熱、農用溫室錚太陽能光一電轉換是利用 依據光生伏打效應研制的太陽電池將太陽輻射能

5、轉換為電能 開發出多種太陽電池,包拆多晶硅電池、非晶硅電池、械化鎘電 池、碎化稼電池等光電轉殃效率已達20%以上.除用于衛星. 空間站外，已在燈塔、駅標、鐵路信號中得到廣泛應用，采用太陽 電池的汽車飛機也在積極研制還建成了太陽電池節能住房和 太陽電池電站等.太陽能光一化學轉換主要避利用光化學 反應研制光化學電池這種電池由半導體材料和電解液組成，當 太陽光愿射半導體和電解液界面時產生化學反應，在電解液內 形成電流并使水電離產生氫氣而供應用這是氫能利用的途輕 之一2 海洋能地球表面積約為5.1X108kmS其中陸地表面積為1.49X 108kmS占29%$海洋面積達361X10871%.以海平面

6、計全部陸地的平均海拔約為840m,而海洋的平均深度卻為 380m,整個海水的容積多達1. 37x109km1. 一望無際的汪祥大 海不僅為人類提供航運、水產和豐富的礦藏，而且還珥藏若巨 大的能最通常海祥能是指依附在海水中的可再生能源,包括: 潮汐能、波浪能、海洋溫差能、聲洋鹽差船和海流能等，更廣文的 海洋能源還句括海洋匕空的風你、海洋喪面的太陽能以及海洋 生物質能等全球海洋能的可再生負很大上述五種海洋能理論 上可再生的總為766億千瓦雖然海祥能的強度較常規能滅 低但柱可再生能源中海洋能仍具有可觀的能流密度.3 生物質能生物質迪討論能滋時常用的一個術語，是指由光合作用耐 產生的各種有機體.生物能

7、是太陽能以化學能形式貯存在生物 中的一種能At形式一種以生物質為載體的能童它直接或間接 地來涼于植物的光合作用,在各種可再生能源中生物質是獨特 的它是社存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源，可轉化成 常戲的固態、液戀和氣態燃料據估計地球上毎年植物光合作用 固定的碟達2X1011t,含能fit達3X1021J,因此毎年通過光合 作用JC存在植物的枝、莖、葉中的太陽能相當于全世界每年耗 能雖的10倍生物能是第四大能灤生物質週布世界各地，其3（ 藏童極大世界上生物質資龐大，形式繁多其中包括薪 柴，農林作物，尤其是為了生產能凍而種植的能源作物農業和 林業殘剩物，食品加工和林產品加工的下腳料，城市固體廢

8、棄 物生活污水和水生植物等尊（中國生物質資稼主要是農業廢棄 物及農林產品加工業廢棄物薪柴、人畜糞便.城鎮生活垃圾等 四個方面）.4 固體廢齊飭一 122 一固體廢棄物是相對廢水、發氣而言的是指人們在從事生產 和生活時所揚棄的各種固體物件和泥狀物質固體廢棄物種類 很多大致可分為s有機和無機廢棄物.固體廢棄物和泥狀 廢棄物工業、礦業生活廢棄物及農業、放射性廢棄物有 毒有害廢棄物和一般廢棄物固體廢棄物的處理及利用（包播* 城市垃圾熱解、氣化、燃燒機理）固體廢棄物衍生燃料制備與利 用）造紙廢渣及廢水污泥的熱解焚燒）廢也料、廢輪胎的液化J廢 棄物倒活性炭工業廢料、生活垃圾混燒處理裝H開發J垃圾焚 燒過程

9、的二次污染控洌J圈體廢棄物焚燒灰潢的固化處理等）.5 風能的開發利用風能是太陽能的一種轉變形式也是地球上氨要的能址資 灘.由于風能清沽無污染又取之不盡，因此在能源短缺、污染嚴 ft的今天風能受到超來越高的««合理利用風能既可以減 少環境污染，又可械輕越茨越大的能源短缺的壓力自然界中的 風能賀諫是極其巨大的據世界氣象組織估計，轅個地球上可以 利用的風能為2X1O7MW.為地球上可資利用的水能總金的10 倍利用風舵就是用風力機將風能轉化為電能、熱能、機械能等 各種形式的能用于發電、提水、助燒、致冷和致熱等.當風速 V>2米/秒時，風能就可以開發利用.因此一般取320米/秒

10、 作為有效風速，由于這一范圍計其的平均風能密度稱為有效風 能密度我國風能區劃建定有效風能密度為50-150瓦特/ 米和有效風力出現小財數達2000-3000小時劃歸為風能利 用區風力發電是主要的開發利用方式風力機按旋轉軸的位 &分為水平紬風力機和垂2軸（立軸）風力機兩大類水平軸風 力機按葉片形式有雙葉式、三葉式和多葉式,按氣流方向分順風 式和逆風式還有擴散器式.集中器式尊垂直軸風力機有S3! 葉片式、s型多葉片式、e型風輪、太陽能風力透平備導器式 等6 地履的開發利用地熱資源是指能夠為人類經濟地開發利用的地球內部的熱 資澹，也是一種清酒能iS.據預利,在據地後2000米以淺范國 內，約

11、有相當于137億噸標準煤的地熱資atflL若開采率為1% 則有相當于1. 37億噸標準煤的地熱可供開采資源金.地熱 資源按儲熱的狀態分為蒸汽5L熱水®L地壓卻、干熱巖型和巖 漿型五類，目前可實際利用的只有藏汽5L熱水型、干熱巖型三 種地熱的利用除直接用于提供拔水和供建筑物取段外,主要是 用于發電地熱發電分直接利用和間接利用兩種:直接利用是將 地熱蒸汽或高溫地熱水經擴容蒸發后的蒸汽作為熱力循環的 工質推動汽輪發電機組發電9間接利用是用地熱水使低沸點工 質（如丁烷）氣化用以推動汽輪發電機組發電三、結東語可再生館源的開發利用對解決能源短缺，緩解環境污染有 希巨大的社會經濟效益，其中有些以較

12、成熟有的還處于前芽狀 杏新能源開發利用過程中也面臨一些問題如太陽呢的能址密 度低，而且他因地而異，因時而變這是開發利用太陽能面臨的 主要問題.太陽能的這些特點會是它在整個綜合能浪體系中的 作用受到一定垠制.風能同樣也具有密度低、不穩定、地區菱異 大的缺陷.但為了可持續發晨，新能源開發必殞得到足夠的重 視可以預測,新能源的開發必將在21 ttt紀的ttt：界發揮巨大作 用，在我國的能源結構調整上扮演憊要的角色.克服這些不足 址大限度地發揮新能源的效率，是擺在物理科學面前的重大課參考文itt叮黃素逸能源科學導論M中5J電力出版社.20022JB家發展計劃奏帀令基桔產業發屐司2001年仝HJ節 能和

13、可再生能源計劃矣點2C<H（146科技信息需校理科研究科技信息需校理科研究（上扶第121頁洵泄同軸電纜來傳輸的這樣就避免了上行線 與下行線之間信息的混合問題.同時該系統可以實現語音通話 功能，這樣可以減輕列車可機的工作址,體現了人性化設計.21車一地信息傳輸子系統該系統的關健技術是實現漏泄同鈾電纜與車載天線的阻抗 匹配問題®.由于地鐵.隧道中列車天線的便用有一定的要求， 漏泄同軸電纜的持性阻抵為75C地面控制中心耍求的天線阻 抗為500，那么由于阻抗不匹配地面控制中心和朗泄PJ軸電 纜之問不但不能正常地分配功率而且地面控制中心也不能正 常工作.因此為了實現地面控制中心和漏泄同軸

14、電纜之間的阻 抗匹配和分配功率采用雙輸入四輸出功率分配器.22列車車載設備該系統采用査詢應答器來實現列車定位目前提速線路區 段CTCS2級列控系統采用此種方式該列車定位方式依賴于裝 在符定地點的地面傳感淞和車上傳感器來實現,地面傳感器之 間的列車走形距離依賴于車輪數來獲得如果采用GSM-R技 術的話，可能和地面控制中心發出的頻率值號形成千擾，不能確 保控車數據的安全、可靠傳輸.23地面控制中心設備根據CTCS系統結構要求,地面列控中心系統采用二乘（二 取二）結構.列控中心由卄算機網絡、小史交換機、調制解調器、 調度中心控制臺、監控中心控制臺等設備組成經過漏泄同軸電 纜組成的數據傳輸通道實時處理在整個調度區間內各次列車發 來的位置、速度相互間隔等各種佶息，并且根據調度中心下方 的各種命令進而產生相應的控車份令臨時限速命令從而控制 列車運行3總結基于漏酒波導的列控系繞，克服了無線電倍號和衛星定位 系統GPS伯號受建筑物和地形等因索的形響不能進行正常通 信的問題它可以保證列車在地鐵陡道中高速、高效、安全的運 行，同時該系統的設計也符合CTCS規范.參考文獻1李各白華壬伙越體號析技求視論M中國鐵it岀 版社2對H有炭200km/h動車紐列竝*統的認識 Uitii 信體號.2006年拓42*第9期3錢國*,徐華林地下伙道秒動通住設計M北京；中 國鐵i