1、中文 3299 字 毕 业 设 计（论 文）附 件 外 文 文 献 翻 译 学 号 姓 名： 所在院系： 动力工程系 专业班级： 指导教师： 原文标题： Introducing Renewable Energy 2012年 6 月 10日 可再生能源介绍 1 1 引言 主要来自于太阳的辐射能量的 可再生能源 是目前 的人类使用的最古老和最现代形式能源。 太阳能 ， 无论 是 形式 上 直接太阳辐射和间接形式 如生物能源、水或风力发电 ,都 是早期人类社会 的 能源基础。当我们的祖先开始用火 ,他们 也就开始 利用光合作用的力量 ,植物产生于水和大气的二氧化碳 的 太阳能驱动过程。社会继续开发利
2、用水的 动能 和风 能 方法 ，海洋和大气都是因为吸收太阳能产生的能量用来 磨玉米、灌溉作物和推动船。 随着 文明 就变得更加复杂 ,建筑师开始通过提高他们的使用天然的光和热 来 设计利用太阳的能量的建筑物 ， 因此减少 了 需要 供暖 和 照明 的人工光源 。 太阳 能 、木 材 、水和风力技术充分利用继续 发展为 早期的工业革命。但到了那时 ,煤的优势 （ 首先 使用 和最丰富的化石燃料 ） 变得明显起来 。这些高 密度 能源 在 工业国家很快代替 木材、风和水在 民用 、工业和运输系统的 应用 。今天 , 三种化石燃料煤、石油和天然气提供了全球四分之三的能源。 由于 担心化石燃料使用 导
3、致 环境和社会 不利 后果 ,如空气污染或采矿事故 ,以及有限的自然 资源 ,已经 断断续续 持续 了几个世纪。但直到 1970年 随着石油 价格上涨的石油危机和环保运动的出现 ， 人类开始重视化石燃料的 枯竭， 而 它们 的持续使用 能 破坏地球的自然生态系统和全球气候 (见下文第 3节 )。二战后核能源的发展带来了 所 希望 的 廉价、充足和清洁 的 替代化石燃料的能源。但是近年来 ,由于日益 对 成本、安全 、废物处理和 核扩散 感到担忧 ， 核能发展已经陷入停滞 。 在最近几十年持续的 对 化石和核能源可持续性的担忧 催生了对 可再生能源 的重燃兴趣。 理想情况下 ,可持续的能源就是不
4、 需要 大幅减少持续使用 ,不需要大幅减排污染物或其他环境问题 ,还 不涉及持续性的实质性的健康危害 ,或者社会的不公 。 在实践中 ,只有少数能源接近实现这一理想 ,这 在 随后的章节将显示 ,“ 可再生能源 ” 通常 表现出 比化石或核燃料 的更 可持续 性 :从本质上说 ,他们是取之不尽的 ， 他们的使用往往排放更低温室气体或其他污染物 ,更少 对 健康 造成 危害 。 在继续介绍可再生能源在更多的细节 之 前 ,现在让我们暂停引入一些基本的能源的概念 ,可能是不熟悉的读者没有科学背景。对于更详细讨论 ,可以参考文献 能源系统和可持续性 (博伊尔等 ,2003) 。 2 力量 、 能源和
5、电力 能量是这个词源于希腊 en(在 )和 ergon(工作 )。科学 观点 的能量用来揭示常见 现象如燃烧燃料 、 使机器或充电电池 的 过程。这些和其他进程可以被描述在不同形式的能量 ,如 1 Gary Alexander and Godfrey Boyle, Renewable energy, Oxford University Press in association with The Open University. 热能 (热 )、化学能源 (在燃料或电池 ),动能 (在移动物质 )、能源电力、重力势能 ,和各种各样的其他 能量 。 3 1.1 SI 单位系统 于 1960 年 ,
6、科学界商定一套 统 一的单位 :SI 系统 (国际单位系统 )。有三种基本单位 :米 (m),千克 (kg)和 秒 (s)；许多其它数量 的单位均 来自这些。对于一些导出单位 ,如米 /秒 (m s - 1), 速度 的 单位 ， 基本单位是显而易见的。 其他的特殊名称 一 例如 牛顿或焦耳。 (请参阅附录 A2为细节 )。 改变任何物体的运动，就需要一个力，和正式的国际单位（见 1.1）的力，牛顿 (N),其定义是 ,迫使它将加速一个一千克 物体 (kg)的速度达到了 米每二次方秒 (m.s-2)。更一般的 ,力 (N)=质量 (千克 ) 加速 度 (m.s-2)。 在现实世界中 ,经常需要
7、将物体维持在一个稳定 的速度 ,这是因为有相反的力量诸如摩擦 需要 克服。每当一个力移动物体，它必须提供能量。 这个 能量 的 单位，焦耳（ J），定义为供应的一个牛顿能 量 造成 物体 运动 1 米距离。一般：能源（焦耳） =力（牛顿） 距离（米） 。 能源和电力的术语通常使用非正式地 ,好像他们是同义 (例如风能 /风 电 ),但在科学讨论它必须区分它们 。能量功率 从一种形式转化为另一个 ,或者从一个地方转移到另一个。它的单位是瓦特 (W),一 瓦特的定义是焦耳每秒。一个 100 瓦的灯泡 ,就 是每秒一百焦耳的电能转换变成光 (包括 废物的热量 )。 在实践中 ,它通常很方便测量用于特
8、 定的时间段 的能量 。如一个电暖炉的力量是 1 千瓦 ,它运行了一个小时 ,我们说它消耗了一千瓦小时 (kw.h)的能量。 (附录 A2解释了前缀如kilo -,mega-等等 )。一 千瓦是 1000 瓦 ,即 1000 焦耳每秒 ,还有 3600 秒 是 一小时 ,所以 1千瓦时 = 3600 x 1000 = 3.6106 焦耳 (即 3.6 MJ)。能源也经常简单测量大量的燃料 ,如吨煤或石油。国家能源统计数据经常使用单位百万吨油当量 (1 Mtoe = 41.9 PJ)。最常见的单位和他们的转换 系数 列入附件 A2。 4 能量守恒：热力学第一定律 在任何转换经常能量从一种形式保持不变。这一原则 ,能量总是守恒 ,被称为热力学第一定律。所以如果 批量 输出能源的一个发电厂 ,例如 ,小于能源数量的燃料输入 后 ,然后一些能量必须被转换为其他形式 (通常 为 废热 )。如果总数量的能源都是一样的 ,我们如何谈论 消耗 吗 ?严格地说 ,我们不要 :我们刚刚从一种形式转换它 为 其他形式。我们消耗燃料 ,随时可用的来源 很容易的能源。在 我们燃烧燃料的 发动机 中 ,转换它存储的化学能 成 为热能，然后 利用 动能移动车辆。风涡轮提取从空 气 动能转换成电能，可以反过来用于加热灯丝 ，灯 丝形成辐射的光能。 5 能源的形式
