設計一個未來環保能源裝置

㈠ 未來新能源

1、人體能量

在城市裡鋪設採用壓電材料製作的地板，內裝動作感應系統，可將行人的每一個行走動作瞬間產生的能量都轉換成電能.

如果你生活在大城市，那麼在不久的將來，你的身體也會成為一種城市能源。美國的研究者認為，人類活動——如跑步、散步等都可以利用來產生能量。美國麻省理工學院建築和規劃系的學生詹姆斯-格拉漢姆(James Graham)和撒德尤思-朱思雅克（Thaddeus Jusczyk ）設計出一個可將人行走時產生的能量轉化為電能的「概念性城市設計」。在城市裡鋪設採用壓電材料製作的地板，內裝動作感應系統，可將行人的每一個行走動作瞬間產生的能量都轉換成電能。他們的這種設計可以實現未來城市的基礎設施照明，是未來城市基礎能源的一種很有借鑒的新能源替代方法。人體能量也是第一次成為最有可能實現的新能源產品之一。

2、糧食能源

澳大利亞的一家公司就已經從椰子上開始生產能夠替代柴油的新能源「椰子油」了.

迅速增長的生物燃料讓我們得到啟示。糧食永遠伴隨人類的一生，那麼糧食產生的能量也會永遠伴隨人類一生。澳大利亞的一家公司就已經從椰子上開始生產能夠替代柴油的新能源「椰子油」了。椰子作為替代柴油的燃料由來已久。在第二次世界大戰期間，由於柴油供應短缺，在當時的菲律賓，椰子油就成為一種受當地人喜歡的替代燃料。大約半打椰子就可以生產出一公升汽油產生的能量。

目前，世界各國都在開始研究糧食能源，希望從伴隨人類一生的糧食上找到未來可替代石油的能源。歐洲的國家在研究如何從葡萄上提煉乙醇。

3、藻類能源

有數據表明，每畝面積的藻類可以產生比傳統的乙醇來源（如玉米）高產15倍的能源.

在科學家的眼中，藻類是地球上石油和天然氣的來源。並且藻類被環保者和能源生產者視為最環保的物質。有數據表明，每畝面積的藻類可以產生比傳統的乙醇來源（如玉米）高產15倍的能源。這些綠色植物甚至可以像海綿一樣如飢似渴地吸取二氧化碳。

在過去，用藻類製造提取能源的費用非常昂貴。加上藻類的生長受眾多條件限制，阻礙了其作為大規模生物燃料的生產應用。特別是藻類需要在大量的陽光下才能生長，這制約了藻類能源在現在的發展。但美國舊金山的Solazyme公司卻設計出了一個新的辦法，他們在黑暗的環境中用糖喂養海藻，然後再提取加工成各種燃料。目前該公司還在嘗試實驗轉基因藻類植物的提取和加工，一旦未來得到許可，轉基因藻類將成為重要的新能源來源。

4、細菌能源

細菌中也可以提取「石油」.

大腸桿菌一向不受歡迎，但是在未來也許就很受歡迎了，因為能從大腸桿菌中提取能源。

美國矽谷的LS9公司的研究員去年初已經發明了一種細菌遺傳改造轉基因技術：細菌中也可以提取「石油」。他們發明利用生物工程技術，對包括大腸桿菌在內的不同菌株進行遺傳改造和微生物轉基因培養，促使這些微生物在細菌的作用下，把能量轉換成乙醇或石油替代品。

這種技術可以節約65%的製造成本，但是產生的能源確實標准乙醇提取工藝的數倍。在未來，一切都成為可能，細菌也會成為最受歡迎的能源產品。

5、垃圾能源

科學家相信在經過初期焚燒發電的簡單工藝之後，新技術的出現在未來有望引領垃圾發電進入新階段.

在上世紀80年代好萊塢的典型影片《回到未來》中，瘋狂的科學家用香蕉皮、蛋殼和其他形式的垃圾轉變成氣體，來作為時間旅行機的燃料。現在，好萊塢科幻電影中的情節變為了現實。加拿大擬建造北美地區規模最大的汽化垃圾發電廠。科學家相信在經過初期焚燒發電的簡單工藝之後，新技術的出現在未來有望引領垃圾發電進入新階段。

該新型垃圾發電廠號稱北美第一的汽化垃圾發電廠。整個項目將耗資1.25億美元，建成之後每天能吸收城市生活垃圾400噸，每天發電量可達到21兆瓦。

廢物轉化為能源一直很有爭議，批評人士認為在產生能源的同時會伴隨出現溫室氣體。但是科學家發明的一種名為等離子電弧汽化發電的技術。這種技術在經濟成本上和環保指標上具備很大優勢。加拿大帕拉斯科能源集團已經和政府簽訂合同，採用這種新技術在未來生產更多的能源。

6、天氣能源

刮風下雨，也許也會成為未來人類使用的能源.

這聽起來有點不可思議，不過加拿大工程師路易斯-米徹爾德（Louis Michaud）正在實驗一種新的清潔能源產生方式：人造龍卷風。他提出的大氣能源轉換理論非常吸引人。這個理論並不復雜，當氣流上升溫度升高時就會引起溫度的差異，於是空氣隨之開始形成漩渦，漩渦帶動發電機的渦輪機產生電能。

此時的漩渦已經是可以抵達對流層的真正龍卷風了，其風速高達每小時200英里。用這種發電系統能夠產生200兆瓦特的電能，這足以供給20萬戶家庭的用電需求。

在日本，寒冷的天氣也不會被白白浪費掉。日本北海道新千歲機場使用冬季的積雪為夏天機場的候機大樓降溫，機場跑道使用頂級的隔熱設備，能夠最大限度地減少積雪融化。據測算，這一計劃如能實現預期目標，每年可節約製冷費用約6000萬日元，此外還能通過減少用電而起到削減二氧化碳排放的效果。

7、溫室氣體能源

溫室氣體一樣也可以產生清潔能源.

發展清潔能源是為了遏制溫室氣體對環境造成影響的一大原因。但是洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家認為，其實溫室氣體一樣也可以產生清潔能源，這是因為現有的技術可以將有害的溫室氣體變成燃料。例如溫室氣體中的碳酸鉀在一些化學手段下可以高效吸收空氣中的二氧化碳。另一個值得我們注意的是，科學家正在測試一種熱電發電機，看看是否從汽車排氣系統中的廢氣中重新捕捉能源並產生電力。

8、有機廢物能源

寵物糞便通過一定的設備可轉化為生物燃料.

清潔能源其實來源並不清潔，簡單的說，就是將有機垃圾變成燃料。美國全國正大規模興起使用清潔能源的熱潮。舊金山的人們在城市街道上收集寵物糞便，寵物糞便通過一定的設備可轉化為生物燃料；在加利福尼亞州，老式的沼氣設備非常受歡迎。

未來也許這些有機廢物通過技術革新也會成為新能源產品。現在在美國，已經出現了專門搜集有機廢物的能源轉換工廠，專門搜集各種有機廢物，來提取生物燃料。

9、IT能源

通過智能晶元和軟體來提高能源利用效率.

開發替代能源可以緩解能源困境，但它們並非唯一的解決辦法。

家庭和企業的大部分的能源成本很高，是因為利用能源的效率不高，浪費太嚴重。美國的一家新成立的Sentilla公司，側重於能源管理技術。

通過智能晶元和軟體來提高能源利用效率。他們研製的晶元能夠測量計算機和伺服器的耗電量，然後通過分析數據，得出最有效的使用IT設備的計劃，充分提高IT產品的能源使用效率。

談到利用效率，人們經常會說可以升級電網。 但是由於技術問題，傳統電網產生的電能至少有7%都被浪費掉了，無形中給消費者增加了成本。美國銀泉綠色科技公司認為，未來智能電網技術可能會解決這些浪費問題。該公司把網卡集成到電力設備、燃氣表、及水表上，使每個家庭的電器終端擁有獨立的IP地址，這樣就可以跟蹤監測公用事業企業和消費者的實際能源消耗情況，達到節能的目的。

10、空氣能源

壓縮空氣能源儲存系統（ CAES ）的原理是將空氣壓縮進地下存儲罐.

當不刮風時，風力發電場就必須依靠其它的能源來維持發電機的運行。空氣如何持續不斷的提供能源呢？隨著汽車製造商在這方面投入越來越大的興趣，空氣能源的利用技術將不是問題。

壓縮空氣能源儲存系統（ CAES ）的原理是將空氣壓縮進地下存儲罐，作為風力渦輪機電機的備用能源。汽車製造企業還期望利用類似壓縮空氣的原理製造出零排放的汽車。一家瑞典汽車製造公司MDI，開發出了這種儲存壓縮空氣燃料罐的空氣動力原型車，能將壓縮的空氣高壓儲存在燃料罐中，當空氣被釋放，它的膨脹力會推動引擎的活塞運動。

㈡ 環保科技創新

最近在美國紐約舉辦的綠色科技產品設計競賽(Greener Gadgets Design Competition )中又展出了一件更為神奇的發明：小太陽能發電站。

小太陽能發電站設在公共區域，雖然佔地面積小，設施結構也極其簡單，但它接收的太陽能總量是普通太陽能充電站的兩倍，而且是無償地為周圍住戶提供用電，儲存的電能夜晚還可照明，屬於免費戶外公共設施，使人們更廣泛地以一種綠色環保的方式用電。

建造小太陽能發電站的材料是水泥、柚木，和不銹鋼。它安裝的是單晶硅太陽能電池，理論上可產生84瓦的電量，足夠筆記本電腦和手機充電了。電池安裝在離地3米處，遮陰面積小，而且能達到最大的功率。能量儲存在太陽能發電站的電池組或電網並列系統里。由於太陽能電池安裝在安全玻璃內，這樣人們一走近它就能立馬識別太陽能來自哪個方向了。

該裝置的插座被一個透明的安全罩保護著，太陽能板下面的插槽內安裝了一個顯示屏，用於聚集並顯示可利用的能量，人們可見一塊小小的太陽能板下面散發著綠色的柔和的光。

太陽是一個巨大無盡的能源之源，開發利用太陽能，使之成為能源體系中重要的替代能源可以說是人類能源戰略上的終極理想。廣泛利用太陽能的優點確實很明顯：它是可在生資源，沒有枯竭危險，每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當於130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源；絕對環保，不會破壞環境，開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔的能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的；不受地域的限制，隨處可應用，太陽光普照大地，無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且勿須開采和運輸；應用范圍廣，從汽車到住宅無所不包。建立太陽能發電站可有效利用太陽能。

但太陽能也存在應用上的缺點，具體表現在：(1)分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量雖然很大，但是能流密度很低。(2)不穩定性：由於受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件限制以及晴、陰、雲、雨等隨機因素的影響，因此，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。(3)效率低和成本高：目前太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還無法與常規能源相競爭。在今後相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。�

傳統的太陽能發電系統比較龐大，佔地面積廣，需要大面積空曠的土地用於收集太陽能，投入資金多。新型小太陽能發電站結構簡單，佔地面積小，耗用資金少，附近居民能得到最大實惠。在綠色科技產品設計競賽中，小太陽能站獲得94票，佔多數票，成為最受歡迎的發明之一

㈢ 暢想未來我們生活中有哪些新能源。新能源如何為我們的生活提供便捷服務。

據國外媒體報道，雖然現在人類把綠色能源的目光聚焦在了太陽能、風能和核能這些能源上，但是在我們的地球上還有其他一些可以被人類利用的綠色能源。科學家還在積極努力，探索那些新的能源產品。相信在不久的未來，更驚人更有吸引了的能源產品就會問世。下面讓我們來看看未來有可能被開發的10大新能源。
1.人體能量
如果你生活在大城市，那麼在不久的將來，你的身體也會成為一種城市能源。人類活動如跑步、散步等都可以用來產生能量。美國麻省理工學院建築和規劃系的學生詹姆斯·格拉漢姆和撒德尤思·朱思雅克設計出一個可將人行走時產生的能量轉化為電能的「概念性城市設計」。在城市裡鋪設採用壓電材料製作的地板，內裝動作感應系統，可將行人的每一個行走動作瞬間產生的能量都轉換成電能。他們的這種設計可以實現未來城市的基礎設施照明，是未來城市基礎能源的一種很有借鑒意義的新能源替代方法。人體能量也是第一次成為最有可能實現的新能源產品之一。
2.糧食能源
迅速增長的生物燃料讓我們得到啟示：糧食永遠伴隨人類的一生，那麼糧食產生的能量也會永遠伴隨人類一生。澳大利亞的一家公司就已經從椰子上開始生產能夠替代柴油的新能源「椰子油」了。椰子作為替代柴油的燃料由來已久。在第二次世界大戰期間，由於柴油供應短缺，在當時的菲律賓，椰子油就成為一種受當地人喜歡的替代燃料。大約半打椰子就可以生產出一升汽油產生的能量。
目前，世界各國都在開始研究糧食能源，希望從伴隨人類一生的糧食上找到未來可替代石油的能源。歐洲的國家在研究如何從葡萄中提煉乙醇。
3.藻類能源
在科學家的眼中，藻類是地球上石油和天然氣的來源，並且藻類被環保者和能源生產者視為最環保的物質。有數據表明，每畝大小的藻類可以產生比傳統的乙醇來源（如玉米）高15倍的能源。這些綠色植物甚至可以像海綿一樣如飢似渴地吸取二氧化碳。
在過去，用藻類提取能源的費用非常昂貴。加上藻類的生長受諸多條件限制，阻礙了其作為大規模生物燃料的生產應用。特別是藻類需要在大量的陽光下才能生長，這制約了藻類能源的發展。但美國舊金山的Solazyme公司卻設計出了一個新的辦法，他們在黑暗的環境中用糖喂養海藻，然後再提取加工成各種燃料。目前該公司還在嘗試轉基因藻類植物的提取和加工，一旦未來得到許可，轉基因藻類將成為重要的新能源來源。
4.細菌能源
大腸桿菌一向不受歡迎，但是在未來也許就很受歡迎了，因為能從大腸桿菌中提取能源。
美國矽谷的LS9公司的研究員去年初已經發明了一種細菌遺傳改造轉基因技術：細菌中也可以提取「石油」。他們利用生物工程技術，對包括大腸桿菌在內的不同菌株進行遺傳改造和微生物轉基因培養，促使這些微生物在細菌的作用下，把能量轉換成乙醇或石油替代品。
在未來，一切都成為可能，細菌也會成為最受歡迎的能源產品。
5.垃圾能源
在上世紀80年代好萊塢的典型影片《回到未來》中，瘋狂的科學家用香蕉皮、蛋殼和其他形式的垃圾轉變成氣體，來作為時間旅行機的燃料。現在，好萊塢科幻電影中的情節變為了現實。加拿大擬建造北美地區規模最大的汽化垃圾發電廠。科學家相信在經過初期焚燒發電的簡單工藝之後，新技術的出現在未來有望引領垃圾發電進入新階段。
該新型垃圾發電廠號稱北美第一的汽化垃圾發電廠。整個項目將耗資1.25億美元，建成之後每天能吸收城市生活垃圾400噸，每天發電量可達到21兆瓦。
廢物轉化為能源一直很有爭議，批評人士認為在產生能源的同時會伴隨出現溫室氣體。但是科學家發明的一種名為等離子電弧汽化發電的技術。這種技術在經濟成本上和環保指標上具備很大優勢。加拿大帕拉斯科能源集團已經和政府簽訂合同，採用這種新技術在未來生產更多的能源。
6.天氣能源
這聽起來有點不可思議，不過加拿大工程師路易斯·米徹爾德正在實驗一種新的清潔能源產生方式：人造龍卷風。他提出的大氣能源轉換理論非常吸引人。這個理論並不復雜，當氣流上升溫度升高時就會引起溫度的差異，於是空氣隨之開始形成漩渦，漩渦帶動發電機產生電能。
此時的漩渦已經是可以抵達對流層的真正龍卷風了，其風速高達每小時200英里。用這種發電系統能夠產生200兆瓦特的電能，這足以供給20萬戶家庭的用電需求。
在日本，寒冷的天氣也不會被白白浪費掉。日本北海道新千歲機場使用冬季的積雪為夏天機場的候機大樓降溫，機場跑道使用頂級的隔熱設備，能夠最大限度地減少積雪融化。據測算，這一計劃如能實現預期目標，每年可節約製冷費用約6000萬日元，此外還能通過減少用電而起到削減二氧化碳排放的效果。
7.溫室氣體能源
發展清潔能源是為了遏制溫室氣體對環境造成影響的一大原因。但是美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家認為，其實溫室氣體一樣也可以產生清潔能源，這是因為現有的技術可以將有害的溫室氣體變成燃料。例如溫室氣體中的碳酸鉀在一些化學手段下可以高效吸收空氣中的二氧化碳。另一個值得我們注意的是，科學家正在測試一種熱電發電機，看看是否從汽車排氣系統中的廢氣中重新捕捉能源並產生電力。
8.有機廢物能源
清潔能源其實來源並不清潔，簡單地說，就是將有機垃圾變成燃料。美國正大規模興起使用清潔能源的熱潮，舊金山的人們在城市街道上收集寵物糞便，寵物糞便通過一定的設備可轉化為生物燃料。在加利福尼亞州，老式的沼氣設備非常受歡迎。
未來也許這些有機廢物通過技術革新也會成為新能源產品。現在在美國，已經出現了專門收集有機廢物的能源轉換工廠，專門收集各種有機廢物，來提取生物燃料。
9.IT能源
開發替代能源可以緩解能源困境，但它們並非惟一的解決辦法。
家庭和企業的大部分能源成本很高，是因為利用能源的效率不高，浪費太嚴重。美國一家新成立的Sentilla公司，重點研究能源管理技術。
通過智能晶元和軟體來提高能源利用效率。他們研製的晶元能夠測量計算機和伺服器的耗電量，然後通過分析數據，得出最有效的使用IT設備的計劃，充分提高IT產品的能源使用效率。
談到利用效率，人們經常會說可以升級電網。但是由於技術問題，傳統電網產生的電能至少有7%都被浪費掉了，無形中給消費者增加了成本。美國銀泉綠色科技公司認為，未來智能電網技術可能會解決這些浪費問題。該公司把網卡集成到電力設備、燃氣表、及水表上，使每個家庭的電器終端擁有獨立的IP地址，這樣就可以跟蹤監測公用事業企業和消費者的實際能源消耗情況，達到節能的目的。
10.空氣能源
當不刮風時，風力發電場就必須依靠其他的能源來維持發電機的運行。空氣如何持續不斷地提供能源呢？隨著汽車製造商在這方面投入越來越大的興趣，空氣能源的利用技術將不是問題。
壓縮空氣能源儲存系統的原理是將空氣壓縮進地下存儲罐，作為風力渦輪機電機的備用能源。汽車製造企業還期望利用類似壓縮空氣的原理製造出零排放的汽車。一家瑞典汽車製造公司MDI，開發出了這種儲存壓縮空氣燃料罐的空氣動力原型車，能將壓縮的空氣高壓儲存在燃料罐中，當空氣被釋放，它的膨脹力會推動引擎的活塞運動。

㈣ 未來生活中我們如何更好地利用太陽能

【利用太陽能的歷史】
據記載，人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」，「未來能源結構的基礎」，則是近來的事。20世紀70年代以來，太陽能科技突飛猛進，太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門•德•考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年～1900年之間，世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光，發動機功率不大，工質主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間，太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。
第一階段(1900~1920年)
在這一階段，世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置，但採用的聚光方式多樣化，且開始採用平板集熱器和低沸點工質，裝置逐漸擴大，最大輸出功率達73.64kW，實用目的比較明確，造價仍然很高。建造的典型裝置有：1901年，在美國加州建成一台太陽能抽水裝置，採用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kW；1902 ~1908年，在美國建造了五套雙循環太陽能發動機，採用平板集熱器和低沸點工質；1913年，在埃及開羅以南建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵，每個長62.5m，寬4m，總採光面積達1250m2。
第二階段（1920~1945年）
在這20多年中，太陽能研究工作處於低潮，參加研究工作的人數和研究項目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰（1935~1945年）有關，而太陽能又不能解決當時對能源的急需，因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。 第三階段（1945~1965年）
在第二次世界大戰結束後的20年中，一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少， 呼籲人們重視這一問題，從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展，並且成立太陽能學術組織，舉辦學術交流和展覽會，再次興起太陽能研究熱潮。 在這一階段，太陽能研究工作取得一些重大進展，比較突出的有：1945年，美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池，為光伏發電大規模應用奠定了基礎；1955年，以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論，並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層，為高效集熱器的發展創造了條件。此外，在這一階段里還有其它一些重要成果，比較突出的有： 1952年，法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年，在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調系統，製冷能力為5冷噸。1961年，一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這一階段里，加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究，取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展，技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展，建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
第四階段(1965~1973年）
這一階段，太陽能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽能利用技術處於成長階段，尚不成熟，並且投資大，效果不理想，難以與常規能源競爭，因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
第五階段（1973~1980年）
自從石油在世界能源結構中擔當主角之後，石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素，1973年10月爆發中東戰爭，石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法，支持中東人民的斗爭，維護本國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家，在經濟上遭到沉重打擊。 於是，西方一些人驚呼：世界發生了「能源危機」（有的稱「石油危機」）。這次「危機」在客觀上使人們認識到：現有的能源結構必須徹底改變，應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家，尤其是工業發達國家，重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持，在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年，美國制定了政府級陽光發電計劃，太陽能研究經費大幅度增長，並且成立太陽能開發銀行，促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」，其中太陽能的研究開發項目有：太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃，日本政府投入了大量人力、物力和財力。70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮，對我國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員，紛紛投身太陽能事業，積極向政府有關部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態；在農村推廣應用太陽灶 ，在城市研製開發太陽能熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應用……。 1975年，在河南安陽召開「全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會」，進一步推動了我國太陽能事業的發展。這次會議之後，太陽能研究和推廣工作納入了我國政府計劃，獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所，紛紛設立太陽能課題組和研究室，有的地方開始籌建太陽能研究所。當時，我國也興起了開發利用太陽能的熱潮。 這一時期，太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期，具有以下特點：
各國加強了太陽能研究工作的計劃性，不少國家制定了近期和遠期陽光計劃。開發利用太陽能成為政府行為，支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍，一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工作。
研究領域不斷擴大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
各國制定的太陽能發展計劃，普遍存在要求過高、過急問題，對實施過程中的困難估計不足，希望在較短的時間內取代礦物能源，實現大規模利用太陽能。例如，美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範衛星電站，1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上，這一計劃後來進行了調整，至今空間太陽能電站還未升空。 太陽熱水器、太陽電池等產品開始實現商業化，太陽能產業初步建立，但規模較小，經濟效益尚不理想。
第六階段（1980~1992年）
70年代興起的開發利用太陽能熱潮，進入80年代後不久開始落潮，逐漸進入低谷。世界上許多國家相繼大幅度削減太陽能研究經費，其中美國最為突出。導致這種現象的主要原因是：世界石油價格大幅度回落，而太陽能產品價格居高不下，缺乏競爭力；太陽能技術沒有重大突破，提高效率和降低成本的目標沒有實現，以致動搖了一些人開發利用太陽能的信心；核電發展較快，對太陽能的發展起到了一定的抑製作用。 受80年代國際上太陽能低落的影響，我國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽能利用投資大、效果差、貯能難、佔地廣，認為太陽能是未來能源，主張外國研究成功後我國引進技術。雖然，持這種觀點的人是少數，但十分有害，對我國太陽能事業的發展造成不良影響。這一階段，雖然太陽能開發研究經費大幅度削減，但研究工作並未中斷，有的項目還進展較大，而且促使 人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標，調整研究工作重點，爭取以較少的投入取得較大的成果。
第七階段（1992年~至今）
由於大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環境污染和生態破壞，對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下，1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」，會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》， 《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環境與發展納入統一的框架，確立了 可持續發展的模式。這次會議之後，世界各國加強了清潔能源技術的開發，將利用太陽能與環境保護結合在 一起，使太陽能利用工作走出低谷，逐漸得到加強。世界環發大會之後，我國政府對環境與發展十分重視，提出10條對策和措施，明確要「因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」，制定了《中國21世紀議程》，進一步明確 了太陽能重點發展項目。1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》 （1996 ~ 2010年），明確提出我國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施 。這些文件的制定和實施，對進一步推動我國太陽能事業發揮了重要作用。 1996年，聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」，會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言 》，會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》（1996 ~ 2005年），《國際太陽能公約》，《世界太陽能戰略規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心，要求全球共同行動 ，廣泛利用太陽能。1992年以後，世界太陽能利用又進入一個發展期，其特點是：太陽能利用與世界可持續發展和環境保護緊密結合，全球共同行動，為實現世界太陽能發展戰略而努力；太陽能發展目標明確，重點突出，措施得力，有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端，保證太陽能事業的長期發展；在加大太陽能研究開發力度的同時，注意科技成果轉化為生產力，發展太陽能產業，加速商業化進程，擴大太陽能利用領域和規模，經濟效益逐漸提高；國際太陽能領域的合作空前活躍，規模擴大，效果明顯。通過以上回顧可知，在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦，一般每次高潮期後都會出現低潮期，處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對其認識差別大，反復多，發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大，短時間內很難實現大規模利用；另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應，政治和戰爭等因素的影響，發展道路比較曲折。盡管如此，從總體來看，20世紀取得的太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都大。
【利弊】
優點：�
(1)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且勿須開采和運輸。�
(2)無害：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔的能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。�
(3)巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當於130萬億t標煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。�
(4)長久：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。�
缺點：�
(1)分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說來，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時太陽輻射的輻照度最大，在垂直於太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1／5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備，造價較高。�
(2)不穩定性：由於受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、雲、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。�
(3)效率低和成本高：目前太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。在今後相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。�
太陽能利用中的經濟問題：�
第一，世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要，而又不危及後代人前途的社會。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規能源的貯量日益下降，其價格必然上漲，而控制環境污染也必須增大投資。
第二，我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭約占商品能源消費結構的76％，已成為我國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看，太陽能利用技術和裝置的大量應用，也必然可以制約礦物能源價格的上漲。
【太陽能熱利用】
就目前來說，人類直接利用太陽能還處於初級階段，主要有太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電等方式。
太陽能集熱器
太陽能熱水器裝置通常包括太陽能集熱器、儲水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發電裝置以備電廠不能供電之需 。太陽能集熱器(solar collector)在太陽能熱系統中，接受太陽輻射並向傳熱工質傳遞熱量的裝置。按傳熱工質可分為液體集熱器和空氣集熱器。按採光方式可分為聚光型集熱器和吸熱型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器:一個好的太陽能集熱器應該能用20～30年。自從大約1980年以來所製作的集熱器更應維持40～50年且很少進行維修。
太陽能熱水系統
早期最廣泛的太陽能應用即用於將水加熱，現今全世界已有數百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應無日照時使用，另外尚可能有強制循環用的水，以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。依循環方式太陽能熱水系統可分兩種：
1、自然循環式:
此種型式的儲存箱置於收集器上方。水在收集器中接受太陽輻射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲水箱中水溫不同而產生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現像，促使水在除水箱及收集器中自然流動。由與密度差的關系，水流量於收集器的太陽能吸收量成正比。此種型式因不需循環水，維護甚為簡單，故已被廣泛採用。
2、強制循環式:
熱水系統用水使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫高於儲水箱底部水溫若干度時，控制裝置將啟動水使水流動。水入口處設有止回閥以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統的流量可得知（因來自水的流量可知），容易預測性能，亦可推算於若干時間內的加熱水量。如在同樣設計條件下，其較自然循環方式具有可以獲得較高水溫的長處，但因其必須利用水，故有水電力、維護（如漏水等）以及控制裝置時動時停，容易損壞水等問題存在。因此，除大型熱水系統或需要較高水溫的情形，才選擇強制循環式，一般大多用自然循環式熱水器。
暖房
利用太陽能作房間冬天暖房之用，在許多寒冷地區已使用多年。因寒帶地區冬季氣溫甚低，室內必須有暖氣設備，若欲節省大量化石能源的消耗，設法應用太陽輻射熱。大多數太陽能暖房使用熱水系統，亦有使用熱空氣系統。太陽能暖房系統是由太陽能收集器、熱儲存裝置、輔助能源系統，及室內暖房風扇系統所組成，其過程乃太陽輻射熱傳導，經收集器內的工作流體將熱能儲存，再供熱至房間。至輔助熱源則可裝置在儲熱裝置內、直接裝設在房間內或裝設於儲存裝置及房間之間等不同設計。當然亦可不用儲熱雙置而直接將熱能用到暖房的直接式暖房設計，或者將太陽能直接用於熱電或光電方式發電，再加熱房間，或透過冷暖房的熱裝置方式供作暖房使用。最常用的暖房系統為太陽能熱水裝置，其將熱水通至儲熱裝置之中（固體、液體或相變化的儲熱系統），然後利用風扇將室內或室外空氣驅動至此儲熱裝置中吸熱，再把此熱空氣傳送至室內；或利用另一種液體流至儲熱裝置中吸熱，當熱流體流至室內，在利用風扇吹送被加熱空氣至室內，而達到暖房效果。
太陽能發電
即直接將太陽能轉變成電能，並將電能存儲在電容器中，以備需要時使用。
太陽能離網發電系統
太陽能離網發電系統包括1、太陽能控制器(光伏控制器和風光互補控制器)對所發的電能進行調節和控制，一方面把調整後的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多餘的能量送往蓄電池組儲存，當所發的電不能滿足負載需要時，太陽能控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電後，控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，太陽能控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。控制器的性能不好時，對蓄電池的使用壽命影響很大，並最終影響系統的可靠性。2、太陽能蓄電池組的任務是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。3、太陽能逆變器負責把直流電轉換為交流電，供交流負荷使用。太陽能逆變器是光伏風力發電系統的核心部件。由於使用地區相對落後、偏僻，維護困難，為了提高光伏風力發電系統的整體性能，保證電站的長期穩定運行，對逆變器的可靠性提出了很高的要求。另外由於新能源發電成本較高，太陽能逆變器的高效運行也顯得非常重要。
太陽能離網發電系統主要產品分類 A、光伏組件 B、風機 C、控制器 D、蓄電池組 E、逆變器 F、風力/光伏發電控制與逆變器一體化電源。
太陽能並網發電系統
可再生能源並網發電系統是將光伏陣列、風力機以及燃料電池等產生的可再生能源不經過蓄電池儲能，通過並網逆變器直接反向饋入電網的發電系統。
因為直接將電能輸入電網，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，可以充分利用可再生能源所發出的電力，減小能量損耗，降低系統成本。並網發電系統能夠並行使用市電和可再生能源作為本地交流負載的電源，降低整個系統的負載缺電率。同時，可再生能源並網系統可以對公用電網起到調峰作用。並網發電系統是太陽能風力發電的發展方向，代表了21世紀最具吸引力的能源利用技術。
太陽能並網發電系統主要產品分類 A、光伏並網逆變器 B、小型風力機並網逆變器 C、大型風機變流器 （雙饋變流器，全功率變流器）。
× 太陽能路燈
太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規電能，只要陽光充足就可以就地安裝等特點，因此受到人們的廣泛關注，又因其不污染環境，而被稱為綠色環保產品。太陽能路燈即可用於城鎮公園、道路、草坪的照明，又可用於人口分布密度較小，交通不便經濟不發達、缺乏常規燃料，難以用常規能源發電，但太陽能資源豐富的地區，以解決這些地區人們的家用照明問題。
太陽能利用新近展
目前國際上已經從晶體硅、薄膜太陽能電池開發進入了有機分子電池、生物分子篩選乃至於合成生物學與光合作用生物技術開發的生物能源的太陽能技術新領域。
日前從上海市科委獲悉，華東師范大學科研人員利用納米材料在實驗室中成功「再造」葉綠體，以極其低廉的成本實現光能發電。
葉綠體是植物進行光合作用的場所，能有效將太陽的光能量轉化成化學能。此次課題組並非在植物體外「拷貝」了一個葉綠體，而是研製出一種與葉綠體結構相似的新型電池———染料敏化太陽能電池，嘗試將光能轉化成電能。在上海市納米專項基金的支持下，經過3年多實驗與探索，這塊仿生太陽能電池的光電轉化效率已超過10％，接近11％的世界最高水平。
項目負責人、華東師大納光電集成與先進裝備教育部工程研究中心主任孫卓教授展示了新型太陽能電池的「三明治」結構———中空玻璃夾著一層納米「夾心」，光電轉化的玄機就藏在這層幾十微米厚的復合薄膜中。納米「夾心」的「配方」十分獨特：染料充當「捕光手」，納米二氧化鈦則是「光電轉換器」。為了讓染料盡可能多「吃」太陽光，科研人員還別出心裁地撒了點「佐料」———一種由納米熒光材料製成的量子點，讓不同波長的陽光都能對上「捕光手」的「胃口」。只要不斷改進「配方」，納米「夾心」的光電轉化效率就能一次次提高。
作為第三代太陽能電池，染料敏化電池的最大吸引力在於廉價的原材料和簡單的製作工藝。據估算，染料敏化電池的成本僅相當於硅電池板的1／10。同時，它對光照條件要求不高，即便在陽光不太充足的室內，其光電轉化率也不會受到太大影響。另外，它還有許多有趣用途。比如，用塑料替代玻璃「夾板」，就能製成可彎曲的柔性電池；將它做成顯示器，就可一邊發電，一邊發光，實現能源自給自足。
太陽能是一種潔凈和可持續產生的能源，發展太陽能科技可減少在發電過程中使用礦物燃料，從而減輕空氣污染及全球暖化的問題。
我國太陽能利用產業現狀
中國蘊藏著豐富的太陽能資源，太陽能利用前景廣闊。目前，我國太陽能產業規模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生產量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產國。我國比較成熟太陽能產品有兩項：太陽能光伏發電系統和太陽能熱水系統。
我國太陽能利用產業前景
中國《可再生能源法》的頒布和實施，為太陽能利用產業的發展提供了政策保障；京都議定書的簽定，環保政策的出台和對國際的承諾，給太陽能利用產業帶來機遇；西部大開發，為太陽能利用產業提供巨大的國內市場；原油價格的上漲，中國能源戰略的調整，使得政府加大對可再生能源發展的支持力度，所有這些都為中國太陽能利用產業的發展帶來極大的機會。
利用方式
太陽能利用基本方式可以分為如下4大類。
（1）光熱利用
它的基本原來是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。[3]目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同，而把太陽能光熱利用分為低溫利用（＜200℃）、中溫利用（200～800℃）和高溫利用（＞800℃）。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能乾燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調製冷系統等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。
（2）太陽能發電
未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。目前已實用的主要有以下兩種。
①光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，後一過程為熱—電轉換。
②光—電轉換。其基本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。
（3）光化利用
這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。
（4）光生物利用
通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。

㈤ 我們未來的新能源

我們未來的能源

為了寫好這篇作文，我閉著眼睛絞盡腦汁、苦思冥想，睜開眼睛的時候，我已經在一個陌生的世界裡了。這兒的空氣很清新，散發著一股清香，這香味，很難用語言來形容，似乎是新鮮的空氣味道中摻入了小野花的淡淡芳香，沁人心脾。一座座立交橋是一顆顆彩虹糖做的，令我垂涎三尺。大街上那些形狀各異，五彩繽紛的車更是好玩兒：有檸檬形狀的，有坦克狀的，還有變形金剛的……最稀奇的是他們的的汽車不像我們的汽車那樣開起來冒黑煙！

正當我一籌莫展的時候，一個稀奇古怪的機器人出現在我的面前，說：「您好，尊敬的遊客，歡迎您來到2046年的世界，我是你的導游----窩窩。」

「2046年？」

「是啊，是時間老人送你過來的。」窩窩說，「我為你介紹一下吧！以前，世界上有石油，煤炭，電，生物能，潮汐能，風能，太陽能，地熱能，核能……由於石油、煤炭屬於不能再生的能源，而且人們不懂得去節約，所以這類能源已經消耗完了。現在，科學家已經用氫代替了石油作為燃料，所以，現在街上開的都是氫氣動力汽車。」

「氫氣動力汽車？」我很不解，「雖說氫代替了石油，可氫氣怎麼使汽車前進呢？」

「對，氫是既高效又環保的新型清潔能源，它大量存在於水分子中，人們可以通過電解將其分離出來，供人們大量使用。現在人類已經開發出了使用氫氣做燃料的發動機，氫燃燒後產生的水蒸氣不會污染環境，所以人們不使用石油燃料也可以開車了。」

「哦！我明白了。」

「方逾！！！別睡了，趕快寫你的作文吧！」媽媽的聲音在耳邊響起。

「啊？我睡著了！原來這是個夢，一個美好的夢！」

能源王國之旅

地球變得越來越擁擠，資源越來越稀缺，人們總是想方設法要開辟一個新的能源世界，新的能源世界是怎樣的呢？

我昏沉沉地睡了好大一覺，醒來發現自己來到了一個既陌生而又熟悉的環境之中。問一問路人才知道，原來我誤闖入時間隧道，來到了未來的能源之國。

好了，乾脆來一趟未來能源之國的旅行吧！我駕駛著能源王國的水果型汽車 ，發現它沒有方向盤，也沒有手閘，只有無數個按鈕，我隨意按了一個寫著果園的紅色按鈕，汽車竟然自己「嗚嗚」得駛向前方，朝著果園的方向前進。車行了七千多米，卻只用了20分鍾，而且不用加油，後來我才知道，原來這是一輛水果氧能汽車，依靠水果的氧化作用來啟動，並且沒有廢氣排出，不會污染空氣破壞環境。

進入果園，我大吃一驚，那裡的果樹矮矮胖胖的，最多隻有80厘米高，但樹上的果子又大又多，令人忍不住想摘一個下來品嘗。徵得主人同意，我挑了一個又大又紅的蘋果，摘了下來，發現樹上被我摘掉果子的地方又長出了一個新果子，而且比剛才更大更紅！我聽農民伯伯說，他們使用了一種名叫「新果」的新能源養料，它能使果樹常青，且果大味美。令人驚嘆不已。

帶著欣喜的心情，我又來到了一個居民的住宅，房屋的外立

面是透明玻璃製成的，但它可不是一般的玻璃哦，這些看似玻璃的材料，其實是一種新型的高效節能塗料，在太陽照射下能自動積聚熱量，利用熱量轉變為電能，使房屋內的所有家用電器都不再需要單獨的供電設備，看電視、上網、使用洗衣機等等不再受電能的限制。每幢房屋的頂部都裝有一架風車，在風雨來臨時儲存起風能和水能，保持房屋的通風性和生活所需的水資源。一切都依靠自然資源的相互作用、相互轉化，為人們提供幫助。

生活在該住宅的居民，每周一次的搞衛生方式也很新奇。只見人們提著一隻布袋子在房間里來回走動，垃圾灰塵統統吸入袋中，霎時房間空氣清新。原來它是一隻神奇的「廢氣吸收袋」，在使房間干凈的同時，又可把廢氣交由相關技術部門處理轉化為二次能源使用。

這些都令我大開眼界，我急切地大喊一聲想找人探討，驚醒過來了，哦，原來是一場夢哪！但我相信，隨著人類的發展、科技的進步，我的夢終將成為現實。

未來之城

大家好！很高興帶大家參觀我們的「未來之城」。現在是2030年，我是「未來之城」的能源設計師。怎麼，您沒聽說過這個職業？這是未來的新職業，主要負責為一個城市設計即干凈環保，又充足有效的能源供應系統。

現在請大家坐上綠色環保公交車，參觀一下我們的城市。這種車不用汽油，也不用柴油，而是靠太陽能驅動的。車頂上都是太陽能蓄電池板，可以收集太陽光的能量。城市裡所有的房屋頂上也都安裝著這樣的蓄電池板，可以供應每家所需要的電力和供暖。

晚上和陰天的時候怎麼辦呢？別擔心，蓄電池可以在有陽光的時候儲存一部分太陽能，在沒陽光的時候再釋放出來。不僅可以在晚上供應能源，而且連著一兩天不出太陽，都沒關系。

如果很多天一直陰雨連綿呢？那也沒問題。車輛可以到充電站去充電，就像以前到加油站去加油一樣。充電站的電從哪裡來呢？從垃圾場。哈！您一定很吃驚吧？我可沒胡說，垃圾場就是我們的發電廠。我們把垃圾分解汽化，用來發電。這樣既消滅了垃圾污染，又提供了穩定的電力，不僅可以輸送到充電站，而且可以滿足居民的需要。

工廠的用電量特別大，光靠垃圾就不夠了。我們還有風力發電站和潮汐發電站，利用風和大海的潮汐來發電，不僅足夠我們城市的工業使用，還有富裕的電力提供給別的城市呢。

在我們的「未來之城」里，我們每個人不僅在消耗能源，而且在創造能源。人走路，車輛行進，都會與地面發生摩擦，產生能量。我們的馬路上，房屋地板上，都裝有蓄電池板，把這些摩擦產生的能量收集起來，就可以供應馬路和房屋的照明、道路兩邊商店的用電，等等。現在大家來參觀，也是給我們創造了能源，謝謝大家。

希望大家喜歡我們的「未來之城」，我們還要建造更多這樣的城市，讓我們的地球更加干凈，更加生氣勃勃。

我們未來的能源（一）

現在，每個國家都需要能源。瞧，有的國家為能源爭吵、有的國家為能源隨時准備戰斗，想用武力搶奪能源。可見，能源多麼重要。在大街上跑的汽車大部分用的是汽油和柴油。據說，石油、煤、天然氣的開采和使用，都會污染環境喲！

於是，我想了想怎樣才能不污染環境，又能有能源呢？我開始沉思起來，不知不覺的閉上了眼睛……

當我睜開眼睛時，已經來到一個陌生的世界。這里一座座立交橋又如一道彩虹似的掛在天空中，道路兩旁綠樹成蔭，鮮花盛開。更不可思議的是式樣古怪的車，他們排出來的竟然是水蒸氣！

正當我一籌莫展時，出現了一個機器人，「我叫一點通，我是你的導游，我來帶你參觀未來世界。」

「 這里是2100年。由於石油5年前耗盡，現在公路上跑的都是電動汽車和氫氣動力車。」一點通講到。

「氫氣動力汽車？」我不解的問。

「對，氫氣是既高效又環保的新型清潔能源。它大量存在於水分中。人們可以通過電解將其分離出來，供人們大量使用。人類已經開發出來使用氫氣做的燃料的發動機，氫氣燃燒後可以還原成水蒸氣不會污染環境。所以人們不再使用不環保的石油燃料了。」一點通說。

「咚」支撐我的書倒了，我從夢中醒來。原來是做夢呀！

如果未來的能源真的像想像的那樣就好了，因為那樣既高效又環保，比石油強多了。

我們未來的能源（二）

老師布置了一篇《未來的能源》習作,要求展開豐富聯想。可是,寫什麼好呢?我沉思起來,不知不覺地閉上眼睛……

當我睜開眼睛時,已經來到一個陌生的世界。這里一座座立交橋猶如一道道彩虹似得掛在天空中;道路兩旁綠樹成蔭,鮮花盛開。更不可思議的是樣式古怪的車,它們排出來的竟然是水蒸氣!

正當我一籌莫展時,出現了一個方頭方腦的機器人:「我叫小靈通,聽說你有一篇《未來的能源》作文不會寫,我就讓你來參觀未來世界,並做你的導游。」

「你怎麼知道我要寫作文?」我驚奇地問道。

「要麼怎麼叫小靈通嘛!」它說。

「這里是公元2048年。由於石油於5年前耗盡,現在公路上跑的都是電動汽車和氫氣動力汽車。」小靈通講解到。

「氫氣動力汽車?」我不解地問。

「對,氫是既高效又環保的新型清潔能源。它大量存在於水分子中.人們可以通過電解將其分離出來,供人們大量使用。人類已經開發出了使用氫氣做燃料的發動機,氫燃燒後有還原成水蒸氣不會污染環境.所以人們不再使用不環保的石油燃料了。」小靈通說。

「那還有加油站嗎?」我忍不住又問。

「現在也沒有加油站了,取而代之的是『加電加氣』站。」小靈通說.

「未來有的主要能源電與氫氣,那上那去發那麼多電呀?」我問小靈通。

「你猜猜看!」「用太陽能!」我自信地說。「可該怎麼使用它呢?具我所知,它們可不太好用呀?」我不解地問。

「也對也不對。應該是『人造太陽』!」 「什麼? 『人造太陽』?沒看見天上有這么個寶貝呀?」 沒等它說完我大惑不解地四處張望. 「看把你急的.這是一種能模擬太陽發出巨大能量的新型核電站,不是掛在天上的。」小靈通提醒我.

「那你快給講講嘛!」我有些迫不及待了。

「那要從你們那時候的托卡馬克裝置說起。太陽能產生巨大的能源是因為它壓力大,溫度高,能讓幾個氫原子核聚合成一個氦原子核,然後放出超大能量,人類把這叫做核聚變。這對太陽來說是小菜一碟。可人類怎麼去掌握這么超高溫超呢?」 「氫彈爆炸不就是核聚變嗎?我們人類不早就掌握這種本領了嗎?」沒等它說完我急忙插上話題。

小靈通不屑地回答:如果人類真想把核聚變當成新能源的話,比如建個核聚變發電站什麼的,能象扔顆氫彈那麼容易嗎? 氫彈爆炸的核聚變,你控制的了嗎?控制不了,又怎麼能利用呢?」

我終於明白了,我們人類需要的,是能夠控制的核聚變反應堆，不是一個掛在天上的太陽。

「對,當參加核聚變的燃料被加熱到幾億度的高溫時,原子里的原子核和電子就分了家,成了帶電粒子。而『托卡馬克』裝置就是可以將高溫高壓的帶電粒子托舉在真空中的磁容器。有了它再高的溫度和壓力也不怕。」小靈通像在給我補課。

「那燃料夠用嗎?還是用氫嗎？」我又忍不住問。

「用氘(與刀字同音).海水裡有打量的氫原子的同位素—氘。它是進行核聚變的巨大燃料來源。一升海水可以提取30毫克氘。這些氘在核聚變反應中釋放的能量相當於燃燒300升汽油。全球海洋中約含有40萬億噸氘,夠人類使用上百億年。來自大海的核聚變能源是清潔、安全、取之不盡的理想能源。像這種『人造太陽』我國已有幾十個了,它們為我們國家發電做出了很大貢獻,是能源的主力軍。」

……

「咚!」支撐我的書倒了,我從夢中醒來,發現本子依然空著,但靈感如潮水一般涌來.我把夢中的經過全記錄了下來。

如果未來的能源真的是像想像的那樣就好了, 那樣既高效又環保,比石油強多了。50年後的能源是什麼樣的呢?我們國家自己的人造太陽會成功嗎?我趕緊查閱相關科技資料。原來我國的托卡馬克裝置已經有了很大進展,他們用了8年時間,已經造出了一個巨大的容器,可以把穩定的反應時間提高到1000秒,溫度達到1億攝氏度呢.我一定要好好學習,將來當個科學家,專攻『人造太陽』。也許50年後,當我再遇見小靈通時,我將會自豪地告述它,我國的『人造太陽』也有我的一份功勞呢。讓我們憧憬著那一天早日到來吧！

我們未來的能源（三）

二零三四年的今天，我已經是一位科學家了。

一天，一個令人震驚的消息從我耳邊閃過。那就是：那天，我的一位傑出的弟子告訴我：「我們地球上的能源用完了。要到其他的星球上去採集能源才可以呀。」我帶了一小部分人到地球的同胞兄弟金星上去。我看了一會兒後，發現金星上到處都是火的能源。我只好離開這個地方。我又來到木星上，發現木星上到處都是冰的能源，更別說比木星還遠的的星球了。

我又到了黑洞、隕石等等，發現到處都只是只有單一的能源。我突然想到：能不能把所有星球上的能源都聚集到一塊，這難道還不行了嗎？我說做就做，用了兩三年的時間才把這一些機器做完。我正想著大功告成的時候，突然又一個難題擺在我面前：如果我把所有的所有星球上的能源都聚集到一塊，那這些能源該儲存在哪裡呢，再說，我也不能把所有的能源儲存在幾十個房間里，這樣再過幾天就會把那些空間裝滿的呀，該怎麼辦呢？我久久的思索著，忽然，我眼前一亮，我又想：如果在製造一個機器，就是這個容器（它旁邊有一個容器）的就清除一些沒用的能源，這拿到還不行嗎？我又用了一年的時間才把那個容器做好。我叫一些人到各個星球上把無線電傳送能源的把他插在各個星球上。能源一下子又出來了，流過了每個地球。我們歡呼著，好像在慶祝一個盛大的節日。

我真希望我的夢想能成真。

我們未來的能源（四）

據說，石油、煤、天然氣的開采和使用都會不同程度地污染環境喲！ 那麼，如果哪一天地下的石油、煤、天然氣都開采完了，怎麼辦？也許，用不著100年，地球上的地下能源就會枯竭。到那時，因為沒有電，電視機開不了、空調無法啟動、電腦成廢物、甚至到晚上連電燈也無法開亮；因為沒有石油和煤的資源，飛機、火車、輪船、汽車通通都開不動了。這樣一來，我們就只能坐馬車或騎自行車去學校上課啦，而且晚上大街和家裡都是一片漆黑，晚上在家做作業就只能燒柴火來照明了。嘩！那太可怕啦？！

據說，還有一種能源是用水來發電的，但是開發水電要攔截河流，而且會影響地球上的生態平衡喲！ 我不希望看到世界上有爭吵與戰爭，我希望世界上充滿歡樂與和平。所以我幻想要是每家每戶都有一個「微型能源器」該多好。這個能源器不需要我們去破壞地下資源，可以隨時吸收儲藏太陽能、風能等所有大自然的自然能源（如果讓它放在海邊，還可以隨時吸收儲藏潮汐產生的動能……），需要用能源時可以隨時隨地釋放出來供大家使用，如果需要用很大的能源動力時（如飛機、火車、輪船）可以用很多很多的「微型能源器」相互組合來提供能源。這樣一來，有了這種「微型能源器」，世界上每個國家之間也許不會再爭吵、不會再發動戰爭了；而且肯定不會造成環境污染，也不會破壞生態平衡；同時，可以美化我們的城市，因為我們可以不需要大街上那些難看的電線桿、電線塔及纏繞在上面象蜘蛛網一樣的電纜線；還有，這種「微型能源器」，不需要進行高壓變電，可以徹底消除因電磁波產生輻射給人類造成的健康損害。

也許在不久的將來，「微型能源器」便會出現，帶給人類和平、健康和快樂！

㈥ 未來黑科技：反太陽能電池板裝置，或可廣泛應用

太陽能技術如今廣為人知，並且應用廣泛，從民用的太陽能熱水器，到空間站上的太陽能電池板等，屢見不鮮，甚至有研究將太陽能電池板應用於 汽車 ，達到節能環保的目的。

如今，科學家們又發現了另一種能源利用方式，反太陽能電池裝置。

傳統的太陽能技術是利用和捕獲太陽輻射出的陽光，並將其轉換成多種能量（如熱能和電能）的技術方法，比如常見的光伏板，由許多光伏電池組成，利用光能，轉換成電能，而反太陽能技術則剛好相反，它捕獲的是從地球傳播到太空的能量。

聽起來有些不可思議，是不是?

太陽能是可再生清潔能源，但卻有一個致命的缺陷，讓它永遠無法完全代替傳統能源，那就是當夜晚來臨，人類如果沒有其他能量來源，將會面臨無「能」可用的窘境。

反太陽能裝置，正是由此而生。科學家們為了彌補太陽能的限制，反其道而行，利用了輻射冷卻的概念，發現了它。

研究人員將熱電模塊固定在20厘米直徑的鋁制圓盤上，表面塗上黑漆，並放在覆蓋有聚酯薄膜的塑料附件上，用透明蓋子蓋住，並將這一面朝向天空，向外輻射能量，保持其溫度低於周圍空氣，而另一面則由未塗層的鋁盤製成，並通過周圍空氣進行加熱，使其溫度與周圍空氣一致。

當夜間到來時，上下兩個盤面之間會產生幾攝氏度的溫差，而熱電模塊就會因此產生電能。

這個裝置夜晚利用輻射冷卻，白天也可以反向工作，吸收陽光，利用太陽產生的熱量與散發到外部環境的熱量溫差，進行發電。

2018年12月，斯坦福大學測試了這個模型，該裝置每平方米能夠產生25毫瓦的電量，相當於晚上點亮一個LED燈泡。不得不提的是，這種設備的製造成本只有兩百塊錢，完全可以大規模生產。目前，它還只是概念的驗證，但是隨著研究的深入和設計的改善，這種裝置或許能夠成為新的能源技術。

未來，它或許能夠為一棟房子提供連綿不斷的能源，用以照明，甚至家庭用電。或者，它可以作為 汽車 的整個外飾存在，可以在夜間自然充電，甚至可以利用行駛時產生的熱量，進行能源回收……

人類利用太陽能用了100年，但按照 科技 發展的指數規律，相信反太陽能裝置投入應用的時間不會太晚。就像 汽車 研究不過二百年，如今 汽車 的樣子已經同 歷史 中的樣子大不相同。

從傳統到新能源， 汽車 至它誕生至今，變幻了模樣，擴展了功能，讓人越發覺得它由一個冰冷的機器，變得生機勃勃，而富有溫度，由「硬」變「軟」，體貼柔軟的內核，被帥氣的外表包裹，就像第三代名爵6 PHEV一樣，帶給你不一樣的驚喜。

9月12日，MG品牌煥新戰略下首款新能源車——第三代MG6 PHEV上市，符合年輕人審美的造型和全新的運動套件，細節口味都得到了不一樣的提升，可以實現L2級別的智能駕駛輔助系統，讓智能化更近一步貼近生活，智能混動控制系統預判合理規劃動力輸出和能量回收，讓你不用操心，一切交給它。

技術發展，時代變遷，全球首款PHEV新零售 汽車 ，主打綠色動力，貼心實用，不啰嗦了，買它~

㈦ 設計一套以太陽能為主要能源的環保型家庭能源方案（提示：從太陽能利用、儲存和建築節能方面考慮）

民用建築光伏發電系統解決方案又稱為戶用分布式光伏發電系統解決方案，是針對普通居民家庭住宅設計的光伏發電解決方案，一般功率范圍在1KW-10KW,可以根據客戶需求和住宅屋頂情況進行靈活配置。

該系統主要由光伏組件、逆變器、蓄電池（可選）、光伏防雷交直流箱及監控系統組成，可以安裝在自家院內、屋頂、牆面等區域，發電量可以全部上網、全部自用或自發自用余電上網，由用戶自行選擇。

節約每一度電，杜絕家電污染：

每個家庭都應努力做到以下幾點:a、把白熾燈改成第四代LED光源，在同樣的亮度下，其耗電量只是白熾燈的十分之一，但壽命卻是白熾燈的50倍。

要選用無氯綠色環保家電和太陽能家電系列，比如:使用太陽能發電器、太陽灶、太陽能燈、太陽能帽、太陽能手電筒、太陽能乾燥器、太陽能熱水器、地板採暖系統等，既節能環保，又安全方便，既為國家的節能環保工作做出貢獻，又使家庭引導了綠色生尚生活新潮流。

選購空調時要考慮最適合房間大小的匹數。而且夏季空調溫度設定在26-28℃。

㈧ 寫一篇<我們未來的能源>的想像作文

我們未來的能源
老師布置了一篇《未來的能源》習作,要求展開豐富聯想。可是,寫什麼好呢?我沉思起來,不知不覺地閉上眼睛……

當我睜開眼睛時,已經來到一個陌生的世界。這里一座座立交橋猶如一道道彩虹似得掛在天空中;道路兩旁綠樹成蔭,鮮花盛開。更不可思議的是樣式古怪的車,它們排出來的竟然是水蒸氣!

正當我一籌莫展時,出現了一個方頭方腦的機器人:「我叫小靈通,是你的導游。這里是公元2048年。由於石油於5年前耗盡,現在公路上跑的都是電動汽車和氫氣動力汽車。」小靈通講解到。

「氫氣動力汽車?」我不解地問。

「對,氫是既高效又環保的新型清潔能源。它大量存在於水分子中.人們可以通過電解將其分離出來,供人們大量使用。人類已經開發出了使用氫氣做燃料的發動機,氫燃燒後有還原成水蒸氣不會污染環境.所以人們不再使用不環保的石油燃料了。」小靈通說。

「那還有加油站嗎?」我忍不住又問。

「現在也沒有加油站了,取而代之的是『加電加氣』站。」小靈通說.

「未來有的主要能源電與氫氣,那上那去發那麼多電呀?」我問小靈通。

「你猜猜看!」「用太陽能!」我自信地說。「可該怎麼使用它呢?具我所知,它們可不太好用呀?」我不解地問。

「也對也不對。應該是『人造太陽』!」 「什麼? 『人造太陽』?沒看見天上有這么個寶貝呀?」 沒等它說完我大惑不解地四處張望. 「看把你急的.這是一種能模擬太陽發出巨大能量的新型核電站,不是掛在天上的。」小靈通提醒我.

「那你快給講講嘛!」我有些迫不及待了。

「那要從你們那時候的托卡馬克裝置說起。太陽能產生巨大的能源是因為它壓力大,溫度高,能讓幾個氫原子核聚合成一個氦原子核,然後放出超大能量,人類把這叫做核聚變。這對太陽來說是小菜一碟。可人類怎麼去掌握這么超高溫超呢?」 「氫彈爆炸不就是核聚變嗎?我們人類不早就掌握這種本領了嗎?」沒等它說完我急忙插上話題。

小靈通不屑地回答:「如果人類真想把核聚變當成新能源的話,比如建個核聚變發電站什麼的,能象扔顆氫彈那麼容易嗎? 氫彈爆炸的核聚變,你控制的了嗎?控制不了,又怎麼能利用呢?」

我終於明白了,我們人類需要的,是能夠控制的核聚變反應堆，不是一個掛在天上的太陽。

「對,當參加核聚變的燃料被加熱到幾億度的高溫時,原子里的原子核和電子就分了家,成了帶電粒子。而『托卡馬克』裝置就是可以將高溫高壓的帶電粒子托舉在真空中的磁容器。有了它再高的溫度和壓力也不怕。」小靈通像在給我補課。

「那燃料夠用嗎?還是用氫嗎？」我又忍不住問。

「用氘(與刀字同音).海水裡有打量的氫原子的同位素—氘。它是進行核聚變的巨大燃料來源。一升海水可以提取30毫克氘。這些氘在核聚變反應中釋放的能量相當於燃燒300升汽油。全球海洋中約含有40萬億噸氘,夠人類使用上百億年。來自大海的核聚變能源是清潔、安全、取之不盡的理想能源。像這種『人造太陽』我國已有幾十個了,它們為我們國家發電做出了很大貢獻,是能源的主力軍。」

「咚!」支撐我的書倒了,我從夢中醒來,發現本子依然空著,但靈感如潮水一般涌來.我把夢中的經過全記錄了下來。

如果未來的能源真的是像想像的那樣就好了, 那樣既高效又環保,比石油強多了。50年後的能源是什麼樣的呢?我們國家自己的人造太陽會成功嗎?我趕緊查閱相關科技資料。原來我國的托卡馬克裝置已經有了很大進展,他們用了8年時間,已經造出了一個巨大的容器,可以把穩定的反應時間提高到1000秒,溫度達到1億攝氏度呢.我一定要好好學習,將來當個科學家,專攻『人造太陽』。也許50年後,當我再遇見小靈通時,我將會自豪地告述它,我國的『人造太陽』也有我的一份功勞呢。讓我們憧憬著那一天早日到來吧！

我們未來的能源

地球變得越來越擁擠，資源越來越稀缺，人們總是想方設法要開辟一個新的能源世界，新的能源世界是怎樣的呢？

我昏沉沉地睡了好大一覺，醒來發現自己來到了一個既陌生而又熟悉的環境之中。問一問路人才知道，原來我誤闖入時間隧道，來到了未來的能源之國。

好了，乾脆來一趟未來能源之國的旅行吧！我駕駛著能源王國的水果型汽車 ，發現它沒有方向盤，也沒有手閘，只有無數個按鈕，我隨意按了一個寫著果園的紅色按鈕，汽車竟然自己「嗚嗚」得駛向前方，朝著果園的方向前進。車行了七千多米，卻只用了20分鍾，而且不用加油，後來我才知道，原來這是一輛水果氧能汽車，依靠水果的氧化作用來啟動，並且沒有廢氣排出，不會污染空氣破壞環境。

進入果園，我大吃一驚，那裡的果樹矮矮胖胖的，最多隻有80厘米高，但樹上的果子又大又多，令人忍不住想摘一個下來品嘗。徵得主人同意，我挑了一個又大又紅的蘋果，摘了下來，發現樹上被我摘掉果子的地方又長出了一個新果子，而且比剛才更大更紅！我聽農民伯伯說，他們使用了一種名叫「新果」的新能源養料，它能使果樹常青，且果大味美。令人驚嘆不已。

帶著欣喜的心情，我又來到了一個居民的住宅，房屋的外面是透明玻璃製成的，但它可不是一般的玻璃哦，這些看似玻璃的材料，其實是一種新型的高效節能塗料，在太陽照射下能自動積聚熱量，利用熱量轉變為電能，使房屋內的所有家用電器都不再需要單獨的供電設備，看電視、上網、使用洗衣機等等不再受電能的限制。每幢房屋的頂部都裝有一架風車，在風雨來臨時儲存起風能和水能，保持房屋的通風性和生活所需的水資源。一切都依靠自然資源的相互作用、相互轉化，為人們提供幫助。

生活在該住宅的居民，每周一次的搞衛生方式也很新奇。只見人們提著一隻布袋子在房間里來回走動，垃圾灰塵統統吸入袋中，霎時房間空氣清新。原來它是一隻神奇的「廢氣吸收袋」，在使房間干凈的同時，又可把廢氣交由相關技術部門處理轉化為二次能源使用。

這些都令我大開眼界，我急切地大喊一聲想找人探討，驚醒過來了，哦，原來是一場夢哪！但我相信，隨著人類的發展、科技的進步，我的夢終將成為現實。

㈨ 設計一個以利用太陽能為主要能源的環保型家庭能源方案。

太陽能空調，電視上已經播放過，家庭的話投資太大。
國外還有個移動牆體，和屋頂，可以讓陽光隨時照射進來。
然後聯想下科幻裡面的素材，自己就可以對照著想像一下，有了太陽能電源，房間裡面很多東東都可以環保

㈩ 設計一種能減少能源浪費的能量自控裝置 裝置名稱： 能量自控裝置類型： 設計思路： 適用范圍： 主要優點

能量自控裝置