- 已发布 2024年5月2日
- 最后修改 2024年5月2日
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什么是可再生能源？可再生能源类型、优点和缺点
了解如何利用可再生能源建设绿色能源未来。
出版日期：2021年12月。最后更新日期：2022年1月
什么是可再生能源？
根据定义，可再生能源来自不断补充的过程或来源。这些包括太阳能、风能、地热能和水力发电等。
可再生资源从长远来看几乎是取之不尽的，但在每单位时间内产生的能量数量方面是有限的。
这些资源通常被认为是绿色或清洁能源，尽管二者存在重大差异。可再生能源资源可回收利用，而清洁能源不会释放二氧化碳等污染物到大气中。绿色能源来源于自然源。
然而，并非所有类型的可再生能源都完全是绿色或清洁的。例如，水电站可能导致森林砍伐和破坏自然栖息地。
在我们关于太阳能电池的深度视频系列中，了解更多关于可再生能源的力量。
可再生能源类型
每种可再生能源都有其优点和缺点。这些将取决于诸如位置、季节和使用需求等因素。
以下是主要的可再生能源：
1.太阳能
太阳有巨大的潜力来满足我们的能源需求，然而，挑战总是围绕能源储存和利用。
太阳能由太阳能电池或光伏（PV）电池产生，目前用于供暖建筑和水，以及为我们的设备供电。这些太阳能光伏电池通常由硅制成，旨在将阳光转换为电能，产生电力。
屋顶太阳能电池板能够提供家庭用电，而社区合作项目和太阳能农场则设计用于大规模能源发电。
此外，太阳能系统是清洁能源，因为它们不会产生污染物或温室气体。只要太阳能电池板得到负责任的制造和正确的定位，它们也可以被视为绿色能源，因为它们不会对环境产生负面影响。
2.水力发电
目前是最受欢迎的可再生资源之一，尽管风力发电正在迅速获得发展。
水力发电系统的工作方式类似于风力发电。它们利用河流中快速流动的水来驱动涡轮叶片，从而产生能源。水通过水力发电站中的管道或压水罐，驱动涡轮的叶片，该涡轮连接到发电机以产生电力。
传统水电站包括：
- 移动水力系统，其中水流的力量施加在涡轮上
- 蓄水系统，在溪流和河流上通过大坝后面的水库存储水，并随需要通过涡轮释放水来发电
水力发电厂是一种可再生能源技术，但不一定是绿色能源。它们对微气候、周围环境和动物种群产生了不利影响。然而，如果细心管理，容量在40兆瓦以下的小型水电站对周围环境影响不大。
3.风力发电
白天，陆地上的空气比水域的空气更快地升温。当陆地上的热空气膨胀上升时，更凉更密的空气会迫不及待地冲进来填补空缺。这就产生了风。夜晚，情况相反，因为陆地上的空气比水域的空气更快地冷却。
类似地，在环绕地球的上层大气中，由于赤道附近的地球温暖程度高于北极和南极附近，风被制造出来。由于这种循环，风被认为是一种用于发电的可再生资源。
风能的工作方式与传统风车相同，利用风力来转动叶片。涡轮驱动发电机，进而产生电力。
海上风力发电场影响较小，并能够利用海上通常较高的风速，从而增加能源产量。陆上风力发电机必须位于风力强劲的地方，例如在山顶或开阔乡村。它们会受到气候条件、潮湿和恶劣天气的影响。
此外，需要注意的是，风能是清洁能源，但不一定是绿色能源。这是因为涉及涡轮的制造和安装过程，以及对野生动物的潜在影响。
4.生物质发电
生物质技术利用有机植物材料，包括树木、农作物和废弃木材。燃烧生物质产生热量，驱动蒸汽涡轮并发电。
尽管生物燃料可以被归类为可再生能源，只要它来自可持续来源，但有许多例子表明它并非清洁或绿色。
专家已经证明，来自森林的生物质可能会产生比化石燃料更高的二氧化碳排放，并且可能对生物多样性产生负面影响。
然而，在某些情况下，一些类型的生物能源提供了低碳选择。来自锯木厂的木屑和锯末可以用于生物质发电，因为否则这些材料将会腐烂并释放更高水平的二氧化碳到大气中。
生物质通过各种过程转化为能源，包括：
- 直接燃烧（燃烧）产生热量
- 热化学转化产生固体、气体或液体燃料
- 化学转化产生液体燃料
- 生物转化产生液体或气体燃料
直接燃烧是将生物质转化为有用能源的最常见方法，用于加热建筑物和水，为工业过程提供热量，并通过蒸汽涡轮发电。
研究人员继续努力寻找创新的方法来改进生物质转化为能源的过程。
5.地热能
地热能利用地球核心深处由岩石中缓慢衰变的放射性粒子产生的热量。由于热量在地球深处不断生成，因此这种能源是可再生的。地热热量可以被捕获用来加热水和建筑物，并发电。
通过钻井，可以将极热的水带到地表，用作地热资源驱动涡轮发电。通过将蒸汽和热水抽回地下，从而减少排放，使得这种可再生资源更加环保。
然而，地热能的可用性与地理位置密切相关。例如，像冰岛这样的国家拥有容易获得的地热资源，使其成为主要能源来源。
6. 波浪与潮汐能源
潮汐能量，或波浪能源，是一种可再生能源，因为潮汐是由月球不断的引力产生的。
由潮汐产生的能量可能不稳定，但却是可靠的。然而，应该考虑海洋能源系统，如潮汐堤坝和其他类型的水坝结构对环境的影响。
可再生能源优点和可再生能源缺点
可再生能源源源不断，至少在未来数百万年内不会枯竭。它们为非可再生资源，如化石燃料，提供了一个可行的替代方案。许多可再生能源也环保，不会产生二氧化碳。
所有类型的可再生能源技术都有优点和缺点，通常与供应有关，这意味着理想的解决方案通常是结合不同类型。
以下概述了可再生资源的主要优势和劣势。
替代能源的好处
可再生能源提供了许多优势，包括现成可获取的能源来源。
随着可再生能源技术的进步，增加了就业机会，安装和开发未来先进的可再生能源技术。可再生能源还在全球范围内提供了更好的能源获取途径，也可能降低公用事业账单的费用。
可再生能源的主要优势之一是它们大部分是清洁和绿色的 - 尤其是太阳能和风能。
可再生能源的效力取决于所使用的能源资源。一些可再生资源更容易获得和更有效，而像地热这样的其他资源只能在某些地点获得。
一般来说，可再生能源有潜力将电力部门的排放量减少约80%。
可再生能源的劣势
可再生能源不能令人信赖。太阳能无法在夜晚或多云的日子发电，而在风不起的日子，风力不足以发电。这正是为什么像天然气这样的化石燃料在许多国家仍在使用的原因之一。
另一种选择是结合多种可再生技术，建立更强大和灵活的供应系统，以应对单一资源的生产不足。
一些可再生资源，如生物质和水力发电，没有这些问题。然而，它们在环境影响方面都存在问题。
此外，一些可再生能源来源，如太阳能和风力发电场，不受当地居民欢迎，他们不希望这些设施安装在他们家附近。
结论
可再生能源在减少温室气体排放和应对气候变化方面起着重要作用。它还可以帮助减少进口能源的需求，并减少目前二氧化碳排放的主要来源 - 化石燃料的使用。
可再生能源看起来将成为未来能源供给的主要组成部分，与核能等其他清洁能源一起。向着更绿色的发电未来转变推动了可再生能源行业，如太阳能和风能，创造就业机会的增加。
即使可再生能源的主要问题与供应有关，但凭借可靠的供应和燃料多样化，可再生能源未来几年可以满足我们的能源需求。
