能量的转换和储存课件

第四章能量的转换和储存第四章能量的转换和储存主要内容能量的基本性质能量转换的主要燃料热能的产生机械能的获取电能的生产能量的运输能量的储存主要内容能量的基本性质第一节能量的基本性质第一节能量的基本性质能量的转换和储存课件“量”的多少能量守恒与转换定律“质”的高低能量贬值原理能量之间的转换能量之间的转换一、能量守恒与转换定律自然界一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中能量的总量恒定不变。细胞学说进化论

19世纪自然科学的三大发现一、能量守恒与转换定律细胞学说19世纪自然科学的三大发现热力学第一定律热能作为一种能量，可以与其它形式的能量相互转换，在转换过程中能量总量保持不变。“永动机”第一类用动机是不可能制成的热力学第一定律“永动机”第一类用动机是不可能制成的中世纪时代设想的永动机中世纪时代设想的永动机装有自由滚的钢球的永动机装有自由滚的钢球的永动机美国洛杉矶市的假想的永动机美国洛杉矶市的假想的永动机见怪不怪要维持斜面上的一个物体不动，一定要在竖直面的方向上加一个力量，这个力量跟物体重量的比等于这个斜面的高度跟它的长度的比。见怪不怪要维持斜面上的一个物体不动，一定要在竖直面的二、能量贬值原理一大桶温水煮熟一个鸡蛋一勺沸水烫伤人热量

能量不但有量的多少，还有质的高低二、能量贬值原理一大桶温水煮熟一个鸡蛋一勺沸水烫伤人热量能

能量转换是有方向性的高温物体低温物体热量孤立系统能量转换是有方向性的高温物体低温物体热量孤立系统机械能热能自发过程非自发过程摩擦生热自发过程：不需要外界帮助就能自动进行的过程。有序能无序能机械能热能自发过程非自发过程摩擦生热自发过程：不需要外界帮助“量”的属性遵循热力学第一定律“质”的属性遵循热力学第二定律热力学第二定律的实质：能量贬值原理。即能量转换过程总是朝着能量贬值的方向进行。高品质能量可以全部转换成低品质的能量；能量传递过程也总是自发的朝着能量品质下降的方向进行。能量传递过程的方向、条件和限度“量”的属性遵循热力学第一定律热力学第二定律的实质：热力学第二定律各说法克劳修斯说法：“不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。”

开尔文说法：“不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其它影响。”热力学第二定律各说法第二类永动机的例子以海洋为热源，海洋共有6.88×1020t的海水，如果海水的温度下降1℃，可放出2.88×1024KJ的热量，约合9.8×1016t标准煤，相当于目前全世界每年能耗的10万倍。从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化的机器第二类永动机的例子从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它第二节能量转换的主要燃料第二节能量转换的主要燃料一、定义

燃料：能够通过燃烧过程而将化学能转换为热能的物质。所有化石燃料及由化石燃料加工而成的其它含能体；所有生物燃料以及由生物燃料加工而成的含能体。一、定义二、主要燃料的转换过程及设备或系统能源能源形态转换过程转换机械或系统石油、煤炭、天然气等矿物燃料氢和酒精等二次能源化学能热能化学能热能机械能化学能热能机械能电能化学能电能热能化学能电能炉子、燃烧器各种热力发动机热机、发电机，磁流体发电，EGD发电（压电效应）热力发电，热电子发电燃料电池二、主要燃料的转换过程及设备或系统能源能源形态转换过程转换机能源能源形态转换过程转换机械或系统水力、风力、潮汐、海流、波浪太阳能机械能机械能机械能机械能电能光能热能光能热能机械能电能光能热能电能光能电能光能化学能光能生物能电磁波电能水车、风车。水轮机——发电机，波力发电、风力发电、潮汐发电、海流发电热水器，采暖、制冷、光化学反应，太阳灶太阳热发动机太阳热发电热力发电，热电子发电光电池、光化学电池光化学反应（水分解）光合成能源能源形态转换过程转换机械或系统水力、风力、潮汐、海流、波能源能源形态转换过程转换机械或系统核能核分裂热能机械能电能核分裂热能核分裂热能电能核分裂电磁能电能核聚变热能机械能电能电能光（激光）热能电能热能聚变核发电，磁流体发电核能炼钢热力发电，热电子发电光电池核聚变发电能源能源形态转换过程转换机械或系统核分裂热能机械第三节热能的产生第三节热能的产生一、热能的获取

燃料燃烧获取热能的最主要方式

核能转换太阳能转换地热电能转换一、热能的获取燃料燃烧1.燃料燃烧1.燃料燃烧2.核能转换核裂变和核聚变。反应堆是将核裂变能转换成热能的装置，是核电站的核心。3.太阳能转换物体吸收太阳辐射后就会发热。可以通过各种集热器将太阳能转换成热能。2.核能转换4.地热以热水或者蒸汽的形式提供热能。5.电能转换通过电阻将电能转换成热能。4.地热二、有关燃烧的知识1.燃料燃烧的必要条件有能燃烧的可燃物（燃料）；有使可燃物着火的能量（或称热源），即使可燃物的温度达到着火温度以上。需供给足够的氧气或空气二、有关燃烧的知识1.燃料燃烧的必要条件有能燃烧的可燃物（2.燃烧所需的空气量

理论空气量根据燃烧的化学反应是，单位燃料完全燃烧时理论上所需的干空气量。

实际空气量实际燃烧时，燃料中的可燃元素与空气中的氧不可能有理想的混合、接触或化合。2.燃烧所需的空气量3.燃烧产生的烟气量理论烟气量燃烧过程产生的热能都包含在烟气中。只有CO2、SO2、N2、H2O。实际烟气量实际的燃烧过程是在不同的过量空气系数下进行的。3.燃烧产生的烟气量4.燃烧温度

燃料燃烧时燃烧产物达到的温度。燃烧温度与燃料的种类和成分、燃烧条件、传热情况等多种因素有关。4.燃烧温度三、燃烧设备（将化学能转化为热能的装置）锅炉工业炉窑化学能

热能三、燃烧设备（将化学能转化为热能的装置）锅炉化学能1.锅炉分类按锅炉所用的燃料分：固体燃料锅炉（煤）、液体燃料锅炉（重油）、气体燃料锅炉（天然气）、废料锅炉（垃圾、甘蔗渣等）卧式燃油(气)蒸汽锅炉1.锅炉分类卧式燃油(气)蒸汽锅炉按锅炉的用途分：电站锅炉（发电）采暖及工业锅炉船用锅炉车用锅炉按锅炉工质出口的状态分：蒸汽锅炉热水锅炉按锅炉的用途分：按锅炉出口的压力分：低压锅炉（<1.27MPa）高压锅炉（<3.822MPa）超高压锅炉（<13.72MPa）亚临界压力锅炉（<16.66MPa）

超临界压力锅炉（>22.11MPa）。按锅炉出口的压力分：按锅炉排渣的方式分为：固体排渣锅炉、液态排渣锅炉按锅炉锅筒的数目可分为：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉按锅炉排渣的方式分为：2.锅炉的主要部件燃烧设备将燃料和助燃空气送入炉膛，并保证着火稳定和燃烧良好。炉膛使燃料在其内燃尽，并使出口烟气冷却到对流受热面能安全工作的温度。锅筒与上升及下降管一起组成自然循环锅炉的循环回路；其内储存汽水，以适应负荷的变化。2.锅炉的主要部件水冷壁布置在炉膛四周，吸收炉膛的辐射热，用以加热其内的工质，并对炉墙起保护作用。过热器饱和蒸汽在其内加热成具有额定温度的过热蒸汽。省煤器布置在锅炉尾部，利用尾部烟气的余热加热给水，以降低排烟温度，节约燃料。水冷壁空气预热器布置在锅炉尾部，利用尾部烟气的余热加热助燃空气，用以强化着火和燃烧，达到进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。再热器将汽轮机高压缸的排气在加热到较高的温度，然后送入汽轮机的中、低压缸做功，借以提高发电站的热效率。炉墙构架锅炉的外壳，用以支撑和固定锅炉的各部件，并起密封和保温作用。空气预热器大型自然循环锅炉示意图大型自然循环锅炉示意图第四节机械能的获取第四节机械能的获取机械能的获取

机械能的获取一、热能的转换（一）热机效率热能转化为机械能通常借助于热机来实现。根据能量贬值原理，热能不可能全部转换为机械能。也就是依靠单一热源做工的热机是没有的。因此所有的热机都是工作在一个高温热源和一个低温冷源之间。高温热源温度越高，低温冷源温度越低，热即将热能转换成机械能的数量就越多，即热机的效率越高。一、热能的转换（一）热机效率热机工作过程：气体从高温热源吸收热量后体积膨胀，膨胀气体推动活塞做功，同时气体温度下降；然后气体再将部分热量传给低温冷源，再经适当压缩即可使气体回到原来的状态，从而完成一个热力循环。热机工作过程：根据卡诺定律有一系列可逆工作过程组成的理想热力循环，当采用理想气体作为工质时，其最大的理论热效率为：热机的效率恒小于1。根据卡诺定律有一系列可逆工作过程组成的理想热（二）热机分类

内燃机

——往复运动热机

燃气轮机——外燃式热机

蒸汽轮机——将蒸汽热能转换为机械功的热机（二）热机分类1.内燃机组成：气缸和活塞四冲程发动机二冲程发动机分类（点火或着火顺序）1.内燃机组成：气缸和活塞四冲程发动机分类工作过程四冲程发动机

进气冲程：活塞下行，进气门打开，空气被吸入而充满气缸。

压缩冲程：气门关闭，活塞上行压缩空气，在接近压缩冲程终点时，开始喷射燃油。膨胀过程（工作冲程）：气门关闭，燃烧的混合气膨胀，推动活塞下行，是唯一一个做工的冲程。

排气冲程：排气门打开，活塞上行将燃烧后的废气排出气缸，开始下一个循环。工作过程四冲程发动机膨胀，推动活塞下行，是唯一一个做工的冲程二冲程发动机

二冲程发动机是将四冲程发动机完成一个工作循环所需要的四个冲程纳入二个冲程完成。二冲程发动机工作过程二冲程发动机二冲程发动机工作过程2.燃气轮机燃气轮机装置示意图燃烧室发电机燃料空气废气燃气轮机压气机2.燃气轮机燃气轮机装置示意图燃烧室发电机燃料空气废气燃气轮燃气机优点：（1）重量轻、体积小、投资省；（2）启动快、操作方便；（3）水、电、润滑油消耗少燃气机优点：应用领域：

航空领域燃气轮机小而轻，启动快，马力大。涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机都是以燃气轮机做主机或启动辅机。舰船领域目前已在高速水面舰艇、水翼艇、气垫船等中占压倒优势，在巡航机、特种舰船中得到了批量采用，海上钻采石油平台也广泛采用了此。陆上领域发电。在机车、油田动力和坦克等方面也得到了广泛应用。应用领域：3.蒸汽轮机（汽轮机）将蒸汽的热能转换为机械功的热机。3.蒸汽轮机（汽轮机）将蒸汽的热能转换为机械功的热机。汽轮机的工作原理（a）冲动式（b）反动式汽轮机的工作原理二、水能和风能的转换通过水轮机可以将水的位能转换成机械能。通过风力机可以将风能转换成机械能。二、水能和风能的转换通过水轮机可以将水的位能转换成机械能。电动机是通过定子磁场（励磁绕组）和转子磁场（电枢绕组）之间的相互作用而转动的。三、电能的转换电动机是通过定子磁场（励磁绕组）和转子磁场（电动机中的磁场电动机中的磁场第五节电能的生产第五节电能的生产电能的生产机械能发电机电能电能的生产机械能发电机电能一、机械能的转换机械能发电机电能同步电机汽轮机燃气轮机内燃机水轮机风力机驱动一、机械能的转换机械能发电机电能同步电机汽轮机驱动能量的转换和储存课件能量的转换和储存课件39万千瓦燃气轮发电机39万千瓦燃气轮发电机能量的转换和储存课件二、热能转换磁流体发电热电偶温差发电热电子发电二、热能转换磁流体发电1.磁流体发电

工作原理：将热能直接转换成电能。是以高温的导电流体(在工程技术上常用等离子体)高速通过磁场，以导电的流体切割磁感线产生电动势。导电的流体起到了金属导线的作用。1.磁流体发电工作原理：将热能直接转换成电能。是以高温的导组成

燃烧室、发电通道和磁体

组成燃烧室燃料燃烧的地方，燃烧所产生的高温气体经喷管提高流动速度，以高温高速进入发电通道，切割磁感线产生电磁感应。这种燃烧室与一般工业用燃烧室相比，具有温度高、体积小、热效率高等特点。但由于加入了低电离电位物质（“种子”）,这就要求燃烧室能耐碱金属的侵蚀。布置在燃烧室后面的超声速喷嘴使气体加速到800m／s以上，然后进入发电通道。燃烧室发电通道磁流体发电机的核心部件。发电通道由绝缘壁和电极组成。当高温导电气体通过发电通道时,切割磁感线,电极壁的两极就形成电动势,把电离气体的热能转换成电能输出。磁体由铁芯电磁铁或超导线圈组成。有三种型式：铁心电磁铁、无铁心铜线圈磁体和超导线因磁体发电通道优点（1）系统简单，结构紧凑，造价低，起动快，适于尖峰负荷电站和特殊电源。（2）与蒸汽发电组成联合循环，燃烧产生的热能先后二次被用来发电，加之工质初温高，从而可使热效率提高到50％-60％。（3）对环境的排热少，减少了对环境的热污染；另外发电过程中加入的碱金属极易和燃气中的硫化合，从而减少了对环境的硫污染。优点磁流体发电的应用1959年，美国的阿夫柯1号磁流体发电机发出11.4KW的电力，点亮了228盏50W的灯泡，运行了10s。1966年，美国空军研制成功一台实际输出电功率18MW的磁流体发电机，每天大约运行3次，每次1min。

1964年，我国建成第一台小型模拟磁流体发电试验机组，燃烧汽油和纯氧，发电功率为80W,运行1min。1978年我国第一台民用长时间磁流体发电机组研制成功,电功率为12KW,累计运行1000h。磁流体发电的应用1959年，美国的阿夫柯1号磁流体2.热电偶温差发电工作原理根据塞贝克效应，即当任意两种不同的导体联结成一个闭合回路时，若两接点处的温度不同，在两结点间就会形成一个电位差并能在外电路中输出电能；两接点间产生的电位差的大小和两接点处的温差成正比。2.热电偶温差发电工作原理放射性同位素作燃料的温差发电器示意图放射性同位素温差发电器放射性同位素作燃料的温差发电器示意图放射性同位素温差发电器优点：结构紧凑、比功率高、寿命长、不需维修和不受环境影响。应用：阿波罗登月装置深海自动装置无人自动气象站海底勘探心脏起搏器优点：结构紧凑、比功率高、寿命长、不需3.热电子发电工作原理：利用被加热后的金属表面会发射出热电子。3.热电子发电工作原理：利用被加热后的金属表面会发射出热电热电子发电，其热效率从理论上讲可超过20％。优点：比功率高，电流密度大，可达５０～100Wcm2；体积小，重量轻，无运动部件。缺点：工作温度很高，发射极和集电极之间的间隙又极小，极易形成结晶而引起短路；另外工艺复杂，加工精度很高，也限制了推广应用。应用：军事和太空领域。

热电子发电，其热效率从理论上讲可超过20％。三、化学能转换蓄电池燃料电池

燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。用于电动自行车的金属储氢装置三、化学能转换蓄电池用于电动自行车的金属储氢装置１．蓄电池与燃料电池的异同点

相同点：

都是将化学能直接转换成电能的装置；构造相同，两者都由包括两个被电解液或电糊隔离的电极组成。

１．蓄电池与燃料电池的异同点不同点：蓄电池含有的燃料或化学能是一个固定的量，而燃料电池则可在运行中连续地消耗燃料。一些蓄电池是可逆装置，即当再充电时，由于供电给蓄电池，其化学反应物可被分解还原成原来的反应物；而当燃料电他的化学反应物用完时，不能再充电还原。燃料电池中电极本身不含活性物质，通常由有催化性能的多孔材料组成，仅起电催化和集流的作用。不同点：燃料电池超压音速飞机宇航推进工业应用车船动力燃料电池的应用燃料电池超压音速飞机宇航推进工业应用车船动力燃料电池的应用Speecys-FC是全球首个进入市场销售的燃料电池机器人，50厘米高，重4.2千克。每2分钟消耗1升氢气，而其氢气储备箱容量为16升。售价24000美元。Speecys-FC是全球首个进入市场销售四、太阳能转换（光电转换）光伏效应四、太阳能转换（光电转换）将阳光直接转变成电能的系统，也就是所说的“光伏系统”，光伏系统的核心是一个叫做“太阳电池”的部件。（二）光电转换将阳光直接转变成电能的系统，也就是所说的“光当阳关照射到太阳电池上的时候，电子（用红圈表示）受到光子的激发而发生迁移，它们向着太阳电池的上表面运动（深蓝色区域），使得太阳电池的上表面和背面中含有的电子数量不平衡，如果将太阳电池的上下表面用一根导线连接起来，就会在太阳电池的正极和负极之间产生电流。当阳关照射到太阳电池上的时候，电子（用红圈表示）受到很多太阳电池组合在一起后形成组件（电池板）和阵列，它们能够为负载提供电压和电流输出。很多太阳电池组合在一起后形成组件（电池板）和阵列，它薄如纸片的太阳电池薄如纸片的太阳电池在我们的地球上，有二十亿人口处于缺电少电的地区，光伏系统是解决这些偏远地区的能源共给问题的理想方式。在我们的地球上，有二十亿人口处于缺电少电的许多国家建立了大型太阳能光伏电站，用以帮助缓解用电高峰和低谷时的问题并减少建设新电站的要求。墨西哥的光伏系统-风力-柴油互补水利系统，它为全村43户人家、3所学校、2家商店、一个教堂和一个会堂提供能源。在世界的许多地方，水和能源同样重要，这是以色列采用光伏系统和风能结合的咸水淡化工程。许多国家建立了大型太阳能光伏电站，用以帮助缓五、核能转换1.工作原理核能转换成电能通常是间接的。核能热能机械能电能这一转换过程是在核电站中完成的。五、核能转换1.工作原理核能热能机械能电能这一转换过程是在2.核电池也称“放射性同位素温差发电器”或“原子能电池”。是由一些性能优异的半导体材料，如碲化铋、碲化铅、锗硅合金和硒族化合物等，把许多材料串联起来组成。另外还得有一个合适的热源和换能器，在热源和换能器之间形成温差才可发电。核电池以抗干扰性强和工作准确可靠而著称。另一个特点是蜕变时间很长，这决定了核电池可长期使用。2.核电池也称“放射性同位素温差发电器”或“原子能电第一个核电池是在1959年1月16日由美国人制成的。它重1800，在280天内可发出11.6度电。1961年美国发射的第一颗人造卫星“探险者1号”，上面的无线电发报机就是由核电池供电的。1976年，美国的“海盗1”、“海盗2号”两艘宇宙飞船先后在火星上着陆，在短短的5个月中得到的火星情况，比以往人类历史上所积累的全部情况还要多，它们的工作电源也是核电池。因为火星表面温度的昼夜差超过一百摄氏度，如此巨大的温差，一般化学电池是无法工作的。第一个核电池是在1959年1月16日由美国人制成的。在人体的器官内大显身手，长时间帮助人的心脏进行正常跳动，而且还可以上天入海。在人体的器官内大显身手，长时间帮助人的心脏进奇妙的核电池在茫茫宇宙深处，“旅行者1号”、“旅行者2号”飞船就像汪洋中两条孤独的小船，悠悠飘荡。这两艘无人飞船是美国于1972年发射的星际探测船，它们先后飞掠过星、土星，于1990年飞出太阳系，进入宇宙深处，继续它们无尽头的旅行。据计算，到公元4000年时，“旅行者1号”将从鹿豹座一颗恒星旁掠过；公元358000年时，“旅行者2号”将接近到距天狼星仅0.8亿光年处。奇妙的核电池据计算，到公元4000年时，“旅行者1号这两艘飞船的外表是个10棱柱体，顶部有一个直径为3.7m的圆形抛物面天线，还有两根鞭状天线。在它们的舱内有一张直径为30.5cm的镀金铜唱片，它能在宇宙中保存10亿年。这张唱片是一张向陌生的外星人作介绍的“地球名片”。整张唱片可播放约1.5个小时，除了开头一小段是美国总统卡特代表“地球人”给“外星人”的致词外，还有包括我国南方3种方言在内的6O多种语言的问候饲，还有地球上的各种自然声响及包括中国古筝名曲《高山流水》在内的一些世界名曲。这两艘飞船的外表是个10棱柱体，顶部有一个直径为3.核电池和阿波罗飞船使用的燃料是钚－238，设计的电输出功率为63.5瓦，整个装置重量为31千克，设计寿命为一年。主要是用于阿波罗月面探查的一系列科学实验。

核电池和阿波罗飞船使用的燃料是钚－238，设计的电用于心脏起搏器和人工心脏眼下植入人体内的微型核电池以钽铂合金作外壳，内装150mg，钚-238，整个电池只有160g重，体积仅18mm3。可连续使用10年以上，如换用产生同样功率的化学电池，则重量几乎与成人的体重一样。用于心脏起搏器和人工心脏眼下植入人体内的微型核电手机不用再充电核电池待机可达一年半只有钮扣般大小，手机第一次使用后能够连续提供一年以上待机时间的电量。手机不用再充电核电池待机可达一年半只有钮扣般大第六节能量的传输第六节能量的传输能量的传输实质上是能量在空间的转移。广义上的能量传输通常有两个含义：

能量本身的传递，即能量从某一处传至另一处，如热量从高温物体传至低温物体，电流从高电压处流至低电压处，水流从高水位流向低水位；

能源的输送，即含能体（如煤、石油、天然气等）从生产地向用能处输送。能量的传输实质上是能量在空间的转移。广义上的能源输送的特征：

需求的普遍性：经济发展和人民生活都离不开能源；

输送方向相对稳定：能源生产的地域和消费的地域是相对固定的。

输送方式受现有运输设施的制约：能源输送同其它物资的运输一样，需要借助一定的运输工具。

输送工具的专用性：在能源产品中，除了煤炭、焦炭等固体燃料可以采用一般的运输工具外，其他都需要专用的运输工具和设施。能源输送的特征：需求的普遍性：经济发展和人民生活都离不开能第七节能量的储存第七节能量的储存一、概述在机械能、热能、化学能、辐射能、核能等六种主要类型的能量中，除辐射能外，都能储存在一些普通种类的能量形式中。一、概述电力需求的最大特点是昼夜负荷变化很大，巨大的用电峰谷差使峰期电力紧张，谷期电力过剩。如我国东北电网最大峰谷差已达最大负荷的37％，华北电网峰谷差更大，达40％。太阳能由于太阳昼夜的变化和受天气和季节的影响，也需要有一个储能系统来保证太阳能利用装置连续工作。电力主要指标 储能密度储存过程的能量损耗储存装置的经济性储能和取能的速率寿命（重复使用的次数）对环境的影响主要指标 储能密度二、能量的储存机械能储存电能储存热能储存二、能量的储存1.机械能的储存 机械能能以动能或势能的形式储存以动能储存：旋转飞轮以势能储存：弹簧、扭力杆、重力装置、抽水储能、压缩空气储能1.机械能的储存 机械能能以动能或势能的形式储存

压缩空气储能压缩空气是工业中常用的气源，除了吹灰、清砂外，还是风动工具和气动控制系统的动力源。供电需要量少时，利用多余的电能将压缩空气压入洞穴。当需要时，将压缩空气取出，混入燃料并进行燃烧，然后利用高温烟气推动燃气轮机做功，所发的电能供高峰时使用。压缩空气储能压缩空气是工业中常用的气源，除了吹灰、清砂外抽水蓄能电站纯抽水蓄能电站混合式抽水蓄能电站装有可以兼做水泵和水轮机的抽蓄机组,在电力系统低谷负荷时利用系统多余电能由机组把下水库的水抽到上水库储存,在电力系统尖峰负荷时将上水库的水放下由机组发电的水电站。抽水蓄能电站纯抽水蓄能电站装有可以兼做水泵和水轮机纯抽水蓄能电站

指上水库无天然的径流量，全凭动力从下水库抽取水量。水在上、下水库之间循环使用。纯粹是为了满足电力系统调峰填谷的需要而兴建的。特点：站址选择自由，要求靠近用电负荷中心或电源点，水头高，水源充沛，地质条件优越；相应的水工建筑物及引水系统规模小；造价低，投资少。它以日、周调节性能为主。纯抽水蓄能电站特点：站址选择自由，要求靠近用电负荷中混合式抽水蓄能电站

其上池有一定的天然水流量。在这类电站内，既安装有普通水轮发电机组，利用江河径流调节发电；又安装有抽水蓄能机组进行蓄能发电，承担调峰、调频、调相任务。混合式抽水蓄能电站在这类电站内，既安装有普通水轮发电我国抽水蓄能电站开发现状于60年代在河北省岗南水电站安装了13MW抽水蓄能机组；70年代制造了2台13MW蓄能机组,安装在密云水电站；在河北省潘家口水电站安装了3台90MW抽水蓄能机组,首台机组于1991年6月30日正式投运。我国抽水蓄能电站开发现状于60年代在河北省岗大型电站广州电站，装机容量240万kW浙江天荒坪电站，装机容量180万kW北京十三陵电站，装机容量80万kW河北潘家口电站，装机容量27万kW大型电站广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站安全经济运行而建设的配套工程，同时还承担着广东、香港电网的调峰填谷和事故备用的任务。其装机容量占红水河可开发容量的35~40%，是国内在建的仅次于长江三峡的特大型水电工程。广州抽水蓄能电站规划总装机容量630万千瓦，安装9台70万千瓦的水轮发电机组，年均发电量187亿千瓦时，相应水库正常蓄水位400米，总库容273亿立方米，防洪库容70亿立方米。广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站安全经济上池与下池最大落差481米。装机容量80万千瓦，是华北电网最大的抽水蓄能电厂。十三陵水库抽水蓄能电站1号引水系统工程的施工现场上池与下池最大落差481米。装机容量80万千瓦，是华北电网最天荒坪抽水蓄能电站

位于浙江省安吉县境内，距上海175km、南京180km、杭州57km，接近华东电网负荷中心。电站装机容量180万kW，上水库蓄能能力1046万kW·h，其中日循环蓄能量866万kW·h，年发电量31.6亿kW·h，年抽水用电量（填谷电量）42.86亿kW·h，承担系统峰谷差360万kW任务。天荒坪抽水蓄能电站

位于浙江省安吉县境内，距中型电站江苏浙江安徽湖北西藏中型电站将建电站山东泰安电站，装机容量100万kW浙江桐柏电站，装机容量120万kW山西西龙池电站，装机容量120万kW江苏宜兴电站，装机容量100万kW河北张河湾电站，装机容量100万kW安徽琅琊山电站，装机容量60万kW将建电站2.电能的储存以机械能的形式储存以化学能的形式储存于蓄电池中以电能的形式储存在静电场和感应电场中2.电能的储存蓄电池利用电化学原理蓄电池利用电化学原理蓄电池分类蓄电池由正极、负极、电解液、隔膜和容器等5部分组成。蓄电池分类蓄电池由正极、负极、电解液、隔膜和容器等5部分组能量的转换和储存课件静电场电能可用静电场的形式储存在电容器中。在直流电路中，广泛用作储能装置。在交流电路中，用于提高电力系统或负荷的功率因素。储能电容器广泛应用于高电压技术、高能核物理、激光技术、地震勘探等方面。静电场感应电场电能还可以储存在由电流通过电磁铁这类大型感应器而建立的磁场中。利用感应电场储存电能不常用，因为它需要一个电流流经绕组去保持感应磁场。感应电场3.热能的储存热能储存是把一个时期内暂时不需要的多余热量通过某种方式收集并储存起来，等到需要时再提取使用。3.热能的储存储存时间随时储存，以小时或更短的时间为周期，随时调整热能供需之间的不平衡；短期储存，以天或周为储热周期，维持一天（或一周）的热能供需平衡；长期储存，以季节或年为储存周期，调节季节（或年）的热量供需关系。储存时间随时储存，以小时或更短的时间为周期，随时调整热能供热能储存方法显热储存潜热储存化学能储存地下含水层储热热能热能储存方法潜热储存利用蓄热材料发生相变而储热固体－液体相变蓄热液体－汽体相变蓄热（蒸汽蓄热器）显热储存通过使蓄热材料温度升高来达到蓄热的目的。

潜热储存利用蓄热材料发生相变而储热显热储存典型的空气工质的太阳能采暖系统典型的空气工质的太阳能采暖系统地下含水层储热解决采暖和空调的季节性负荷问题的重要途径之一。利用地下岩层的空隙、裂隙、溶洞等储水构造以及地下水在含水层中流速慢和水温变化小的特点，用管井回灌的方法，把冬季大气环境中太丰富的“冷”和夏季不要钱的“热”储存在含水层中，在冷、热不是同时需要的场所实现供冷、供热。地下含水层储热解决采暖和空调的季节性负荷问题的重要途径之一含水层储热——夏灌冬用含水层储冷——冬灌夏用必须具备灌得进、存得住、保温好、抽得出等条件。回灌水源：地表水、地下水、工业排放水。含水层储热——夏灌冬用地下含水层储热用途纺织、化工、制药、食品等工业部门；影剧院和宾馆等建筑物的夏季降温空调、冷却和洗涤用水，冬季采暖及锅炉房供水等。地下含水层储热用途能量的转换和储存课件第四章能量的转换和储存第四章能量的转换和储存主要内容能量的基本性质能量转换的主要燃料热能的产生机械能的获取电能的生产能量的运输能量的储存主要内容能量的基本性质第一节能量的基本性质第一节能量的基本性质能量的转换和储存课件“量”的多少能量守恒与转换定律“质”的高低能量贬值原理能量之间的转换能量之间的转换一、能量守恒与转换定律自然界一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中能量的总量恒定不变。细胞学说进化论

19世纪自然科学的三大发现一、能量守恒与转换定律细胞学说19世纪自然科学的三大发现热力学第一定律热能作为一种能量，可以与其它形式的能量相互转换，在转换过程中能量总量保持不变。“永动机”第一类用动机是不可能制成的热力学第一定律“永动机”第一类用动机是不可能制成的中世纪时代设想的永动机中世纪时代设想的永动机装有自由滚的钢球的永动机装有自由滚的钢球的永动机美国洛杉矶市的假想的永动机美国洛杉矶市的假想的永动机见怪不怪要维持斜面上的一个物体不动，一定要在竖直面的方向上加一个力量，这个力量跟物体重量的比等于这个斜面的高度跟它的长度的比。见怪不怪要维持斜面上的一个物体不动，一定要在竖直面的二、能量贬值原理一大桶温水煮熟一个鸡蛋一勺沸水烫伤人热量

能量不但有量的多少，还有质的高低二、能量贬值原理一大桶温水煮熟一个鸡蛋一勺沸水烫伤人热量能

能量转换是有方向性的高温物体低温物体热量孤立系统能量转换是有方向性的高温物体低温物体热量孤立系统机械能热能自发过程非自发过程摩擦生热自发过程：不需要外界帮助就能自动进行的过程。有序能无序能机械能热能自发过程非自发过程摩擦生热自发过程：不需要外界帮助“量”的属性遵循热力学第一定律“质”的属性遵循热力学第二定律热力学第二定律的实质：能量贬值原理。即能量转换过程总是朝着能量贬值的方向进行。高品质能量可以全部转换成低品质的能量；能量传递过程也总是自发的朝着能量品质下降的方向进行。能量传递过程的方向、条件和限度“量”的属性遵循热力学第一定律热力学第二定律的实质：热力学第二定律各说法克劳修斯说法：“不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。”

开尔文说法：“不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其它影响。”热力学第二定律各说法第二类永动机的例子以海洋为热源，海洋共有6.88×1020t的海水，如果海水的温度下降1℃，可放出2.88×1024KJ的热量，约合9.8×1016t标准煤，相当于目前全世界每年能耗的10万倍。从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化的机器第二类永动机的例子从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它第二节能量转换的主要燃料第二节能量转换的主要燃料一、定义

燃料：能够通过燃烧过程而将化学能转换为热能的物质。所有化石燃料及由化石燃料加工而成的其它含能体；所有生物燃料以及由生物燃料加工而成的含能体。一、定义二、主要燃料的转换过程及设备或系统能源能源形态转换过程转换机械或系统石油、煤炭、天然气等矿物燃料氢和酒精等二次能源化学能热能化学能热能机械能化学能热能机械能电能化学能电能热能化学能电能炉子、燃烧器各种热力发动机热机、发电机，磁流体发电，EGD发电（压电效应）热力发电，热电子发电燃料电池二、主要燃料的转换过程及设备或系统能源能源形态转换过程转换机能源能源形态转换过程转换机械或系统水力、风力、潮汐、海流、波浪太阳能机械能机械能机械能机械能电能光能热能光能热能机械能电能光能热能电能光能电能光能化学能光能生物能电磁波电能水车、风车。水轮机——发电机，波力发电、风力发电、潮汐发电、海流发电热水器，采暖、制冷、光化学反应，太阳灶太阳热发动机太阳热发电热力发电，热电子发电光电池、光化学电池光化学反应（水分解）光合成能源能源形态转换过程转换机械或系统水力、风力、潮汐、海流、波能源能源形态转换过程转换机械或系统核能核分裂热能机械能电能核分裂热能核分裂热能电能核分裂电磁能电能核聚变热能机械能电能电能光（激光）热能电能热能聚变核发电，磁流体发电核能炼钢热力发电，热电子发电光电池核聚变发电能源能源形态转换过程转换机械或系统核分裂热能机械第三节热能的产生第三节热能的产生一、热能的获取

燃料燃烧获取热能的最主要方式

核能转换太阳能转换地热电能转换一、热能的获取燃料燃烧1.燃料燃烧1.燃料燃烧2.核能转换核裂变和核聚变。反应堆是将核裂变能转换成热能的装置，是核电站的核心。3.太阳能转换物体吸收太阳辐射后就会发热。可以通过各种集热器将太阳能转换成热能。2.核能转换4.地热以热水或者蒸汽的形式提供热能。5.电能转换通过电阻将电能转换成热能。4.地热二、有关燃烧的知识1.燃料燃烧的必要条件有能燃烧的可燃物（燃料）；有使可燃物着火的能量（或称热源），即使可燃物的温度达到着火温度以上。需供给足够的氧气或空气二、有关燃烧的知识1.燃料燃烧的必要条件有能燃烧的可燃物（2.燃烧所需的空气量

理论空气量根据燃烧的化学反应是，单位燃料完全燃烧时理论上所需的干空气量。

实际空气量实际燃烧时，燃料中的可燃元素与空气中的氧不可能有理想的混合、接触或化合。2.燃烧所需的空气量3.燃烧产生的烟气量理论烟气量燃烧过程产生的热能都包含在烟气中。只有CO2、SO2、N2、H2O。实际烟气量实际的燃烧过程是在不同的过量空气系数下进行的。3.燃烧产生的烟气量4.燃烧温度

燃料燃烧时燃烧产物达到的温度。燃烧温度与燃料的种类和成分、燃烧条件、传热情况等多种因素有关。4.燃烧温度三、燃烧设备（将化学能转化为热能的装置）锅炉工业炉窑化学能

热能三、燃烧设备（将化学能转化为热能的装置）锅炉化学能1.锅炉分类按锅炉所用的燃料分：固体燃料锅炉（煤）、液体燃料锅炉（重油）、气体燃料锅炉（天然气）、废料锅炉（垃圾、甘蔗渣等）卧式燃油(气)蒸汽锅炉1.锅炉分类卧式燃油(气)蒸汽锅炉按锅炉的用途分：电站锅炉（发电）采暖及工业锅炉船用锅炉车用锅炉按锅炉工质出口的状态分：蒸汽锅炉热水锅炉按锅炉的用途分：按锅炉出口的压力分：低压锅炉（<1.27MPa）高压锅炉（<3.822MPa）超高压锅炉（<13.72MPa）亚临界压力锅炉（<16.66MPa）

超临界压力锅炉（>22.11MPa）。按锅炉出口的压力分：按锅炉排渣的方式分为：固体排渣锅炉、液态排渣锅炉按锅炉锅筒的数目可分为：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉按锅炉排渣的方式分为：2.锅炉的主要部件燃烧设备将燃料和助燃空气送入炉膛，并保证着火稳定和燃烧良好。炉膛使燃料在其内燃尽，并使出口烟气冷却到对流受热面能安全工作的温度。锅筒与上升及下降管一起组成自然循环锅炉的循环回路；其内储存汽水，以适应负荷的变化。2.锅炉的主要部件水冷壁布置在炉膛四周，吸收炉膛的辐射热，用以加热其内的工质，并对炉墙起保护作用。过热器饱和蒸汽在其内加热成具有额定温度的过热蒸汽。省煤器布置在锅炉尾部，利用尾部烟气的余热加热给水，以降低排烟温度，节约燃料。水冷壁空气预热器布置在锅炉尾部，利用尾部烟气的余热加热助燃空气，用以强化着火和燃烧，达到进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。再热器将汽轮机高压缸的排气在加热到较高的温度，然后送入汽轮机的中、低压缸做功，借以提高发电站的热效率。炉墙构架锅炉的外壳，用以支撑和固定锅炉的各部件，并起密封和保温作用。空气预热器大型自然循环锅炉示意图大型自然循环锅炉示意图第四节机械能的获取第四节机械能的获取机械能的获取

机械能的获取一、热能的转换（一）热机效率热能转化为机械能通常借助于热机来实现。根据能量贬值原理，热能不可能全部转换为机械能。也就是依靠单一热源做工的热机是没有的。因此所有的热机都是工作在一个高温热源和一个低温冷源之间。高温热源温度越高，低温冷源温度越低，热即将热能转换成机械能的数量就越多，即热机的效率越高。一、热能的转换（一）热机效率热机工作过程：气体从高温热源吸收热量后体积膨胀，膨胀气体推动活塞做功，同时气体温度下降；然后气体再将部分热量传给低温冷源，再经适当压缩即可使气体回到原来的状态，从而完成一个热力循环。热机工作过程：根据卡诺定律有一系列可逆工作过程组成的理想热力循环，当采用理想气体作为工质时，其最大的理论热效率为：热机的效率恒小于1。根据卡诺定律有一系列可逆工作过程组成的理想热（二）热机分类

内燃机

——往复运动热机

燃气轮机——外燃式热机

蒸汽轮机——将蒸汽热能转换为机械功的热机（二）热机分类1.内燃机组成：气缸和活塞四冲程发动机二冲程发动机分类（点火或着火顺序）1.内燃机组成：气缸和活塞四冲程发动机分类工作过程四冲程发动机

进气冲程：活塞下行，进气门打开，空气被吸入而充满气缸。

压缩冲程：气门关闭，活塞上行压缩空气，在接近压缩冲程终点时，开始喷射燃油。膨胀过程（工作冲程）：气门关闭，燃烧的混合气膨胀，推动活塞下行，是唯一一个做工的冲程。

排气冲程：排气门打开，活塞上行将燃烧后的废气排出气缸，开始下一个循环。工作过程四冲程发动机膨胀，推动活塞下行，是唯一一个做工的冲程二冲程发动机

二冲程发动机是将四冲程发动机完成一个工作循环所需要的四个冲程纳入二个冲程完成。二冲程发动机工作过程二冲程发动机二冲程发动机工作过程2.燃气轮机燃气轮机装置示意图燃烧室发电机燃料空气废气燃气轮机压气机2.燃气轮机燃气轮机装置示意图燃烧室发电机燃料空气废气燃气轮燃气机优点：（1）重量轻、体积小、投资省；（2）启动快、操作方便；（3）水、电、润滑油消耗少燃气机优点：应用领域：

航空领域燃气轮机小而轻，启动快，马力大。涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机都是以燃气轮机做主机或启动辅机。舰船领域目前已在高速水面舰艇、水翼艇、气垫船等中占压倒优势，在巡航机、特种舰船中得到了批量采用，海上钻采石油平台也广泛采用了此。陆上领域发电。在机车、油田动力和坦克等方面也得到了广泛应用。应用领域：3.蒸汽轮机（汽轮机）将蒸汽的热能转换为机械功的热机。3.蒸汽轮机（汽轮机）将蒸汽的热能转换为机械功的热机。汽轮机的工作原理（a）冲动式（b）反动式汽轮机的工作原理二、水能和风能的转换通过水轮机可以将水的位能转换成机械能。通过风力机可以将风能转换成机械能。二、水能和风能的转换通过水轮机可以将水的位能转换成机械能。电动机是通过定子磁场（励磁绕组）和转子磁场（电枢绕组）之间的相互作用而转动的。三、电能的转换电动机是通过定子磁场（励磁绕组）和转子磁场（电动机中的磁场电动机中的磁场第五节电能的生产第五节电能的生产电能的生产机械能发电机电能电能的生产机械能发电机电能一、机械能的转换机械能发电机电能同步电机汽轮机燃气轮机内燃机水轮机风力机驱动一、机械能的转换机械能发电机电能同步电机汽轮机驱动能量的转换和储存课件能量的转换和储存课件39万千瓦燃气轮发电机39万千瓦燃气轮发电机能量的转换和储存课件二、热能转换磁流体发电热电偶温差发电热电子发电二、热能转换磁流体发电1.磁流体发电

工作原理：将热能直接转换成电能。是以高温的导电流体(在工程技术上常用等离子体)高速通过磁场，以导电的流体切割磁感线产生电动势。导电的流体起到了金属导线的作用。1.磁流体发电工作原理：将热能直接转换成电能。是以高温的导组成

燃烧室、发电通道和磁体

组成燃烧室燃料燃烧的地方，燃烧所产生的高温气体经喷管提高流动速度，以高温高速进入发电通道，切割磁感线产生电磁感应。这种燃烧室与一般工业用燃烧室相比，具有温度高、体积小、热效率高等特点。但由于加入了低电离电位物质（“种子”）,这就要求燃烧室能耐碱金属的侵蚀。布置在燃烧室后面的超声速喷嘴使气体加速到800m／s以上，然后进入发电通道。燃烧室发电通道磁流体发电机的核心部件。发电通道由绝缘壁和电极组成。当高温导电气体通过发电通道时,切割磁感线,电极壁的两极就形成电动势,把电离气体的热能转换成电能输出。磁体由铁芯电磁铁或超导线圈组成。有三种型式：铁心电磁铁、无铁心铜线圈磁体和超导线因磁体发电通道优点（1）系统简单，结构紧凑，造价低，起动快，适于尖峰负荷电站和特殊电源。（2）与蒸汽发电组成联合循环，燃烧产生的热能先后二次被用来发电，加之工质初温高，从而可使热效率提高到50％-60％。（3）对环境的排热少，减少了对环境的热污染；另外发电过程中加入的碱金属极易和燃气中的硫化合，从而减少了对环境的硫污染。优点磁流体发电的应用1959年，美国的阿夫柯1号磁流体发电机发出11.4KW的电力，点亮了228盏50W的灯泡，运行了10s。1966年，美国空军研制成功一台实际输出电功率18MW的磁流体发电机，每天大约运行3次，每次1min。

1964年，我国建成第一台小型模拟磁流体发电试验机组，燃烧汽油和纯氧，发电功率为80W,运行1min。1978年我国第一台民用长时间磁流体发电机组研制成功,电功率为12KW,累计运行1000h。磁流体发电的应用1959年，美国的阿夫柯1号磁流体2.热电偶温差发电工作原理根据塞贝克效应，即当任意两种不同的导体联结成一个闭合回路时，若两接点处的温度不同，在两结点间就会形成一个电位差并能在外电路中输出电能；两接点间产生的电位差的大小和两接点处的温差成正比。2.热电偶温差发电工作原理放射性同位素作燃料的温差发电器示意图放射性同位素温差发电器放射性同位素作燃料的温差发电器示意图放射性同位素温差发电器优点：结构紧凑、比功率高、寿命长、不需维修和不受环境影响。应用：阿波罗登月装置深海自动装置无人自动气象站海底勘探心脏起搏器优点：结构紧凑、比功率高、寿命长、不需3.热电子发电工作原理：利用被加热后的金属表面会发射出热电子。3.热电子发电工作原理：利用被加热后的金属表面会发射出热电热电子发电，其热效率从理论上讲可超过20％。优点：比功率高，电流密度大，可达５０～100Wcm2；体积小，重量轻，无运动部件。缺点：工作温度很高，发射极和集电极之间的间隙又极小，极易形成结晶而引起短路；另外工艺复杂，加工精度很高，也限制了推广应用。应用：军事和太空领域。

热电子发电，其热效率从理论上讲可超过20％。三、化学能转换蓄电池燃料电池

燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。用于电动自行车的金属储氢装置三、化学能转换蓄电池用于电动自行车的金属储氢装置１．蓄电池与燃料电池的异同点

相同点：

都是将化学能直接转换成电能的装置；构造相同，两者都由包括两个被电解液或电糊隔离的电极组成。

１．蓄电池与燃料电池的异同点不同点：蓄电池含有的燃料或化学能是一个固定的量，而燃料电池则可在运行中连续地消耗燃料。一些蓄电池是可逆装置，即当再充电时，由于供电给蓄电池，其化学反应物可被分解还原成原来的反应物；而当燃料电他的化学反应物用完时，不能再充电还原。燃料电池中电极本身不含活性物质，通常由有催化性能的多孔材料组成，仅起电催化和集流的作用。不同点：燃料电池超压音速飞机宇航推进工业应用车船动力燃料电池的应用燃料电池超压音速飞机宇航推进工业应用车船动力燃料电池的应用Speecys-FC是全球首个进入市场销售的燃料电池机器人，50厘米高，重4.2千克。每2分钟消耗1升氢气，而其氢气储备箱容量为16升。售价24000美元。Speecys-FC是全球首个进入市场销售四、太阳能转换（光电转换）光伏效应四、太阳能转换（光电转换）将阳光直接转变成电能的系统，也就是所说的“光伏系统”，光伏系统的核心是一个叫做“太阳电池”的部件。（二）光电转换将阳光直接转变成电能的系统，也就是所说的“光当阳关照射到太阳电池上的时候，电子（用红圈表示）受到光子的激发而发生迁移，它们向着太阳电池的上表面运动（深蓝色区域），使得太阳电池的上表面和背面中含有的电子数量不平衡，如果将太阳电池的上下表面用一根导线连接起来，就会在太阳电池的正极和负极之间产生电流。当阳关照射到太阳电池上的时候，电子（用红圈表示）受到很多太阳电池组合在一起后形成组件（电池板）和阵列，它们能够为负载提供电压和电流输出。很多太阳电池组合在一起后形成组件（电池板）和阵列，它薄如纸片的太阳电池薄如纸片的太阳电池在我们的地球上，有二十亿人口处于缺电少电的地区，光伏系统是解决这些偏远地区的能源共给问题的理想方式。在我们的地球上，有二十亿人口处于缺电少电的许多国家建立了大型太阳能光伏电站，用以帮助缓解用电高峰和低谷时的问题并减少建设新电站的要求。墨西哥的光伏系统-风力-柴油互补水利系统，它为全村43户人家、3所学校、2家商店、一个教堂和一个会堂提供能源。在世界的许多地方，水和能源同样重要，这是以色列采用光伏系统和风能结合的咸水淡化工程。许多国家建立了大型太阳能光伏电站，用以帮助缓五、核能转换1.工作原理核能转换成电能通常是间接的。核能热能机械能电能这一转换过程是在核电站中完成的。五、核能转换1.工作原理核能热能机械能电能这一转换过程是在2.核电池也称“放射性同位素温差发电器”或“原子能电池”。是由一些性能优异的半导体材料，如碲化铋、碲化铅、锗硅合金和硒族化合物等，把许多材料串联起来组成。另外还得有一个合适的热源和换能器，在热源和换能器之间形成温差才可发电。核电池以抗干扰性强和工作准确可靠而著称。另一个特点是蜕变时间很长，这决定了核电池可长期使用。2.核电池也称“放射性同位素温差发电器”或“原子能电第一个核电池是在1959年1月16日由美国人制成的。它重1800，在280天内可发出11.6度电。1961年美国发射的第一颗人造卫星“探险者1号”，上面的无线电发报机就是由核电池供电的。1976年，美国的“海盗1”、“海盗2号”两艘宇宙飞船先后在火星上着陆，在短短的5个月中得到的火星情况，比以往人类历史上所积累的全部情况还要多，它们的工作电源也是核电池。因为火星表面温度的昼夜差超过一百摄氏度，如此巨大的温差，一般化学电池是无法工作的。第一个核电池是在1959年1月16日由美国人制成的。在人体的器官内大显身手，长时间帮助人的心脏进行正常跳动，而且还可以上天入海。在人体的器官内大显身手，长时间帮助人的心脏进奇妙的核电池在茫茫宇宙深处，“旅行者1号”、“旅行者2号”飞船就像汪洋中两条孤独的小船，悠悠飘荡。这两艘无人飞船是美国于1972年发射的星际探测船，它们先后飞掠过星、土星，于1990年飞出太阳系，进入宇宙深处，继续它们无尽头的旅行。据计算，到公元4000年时，“旅行者1号”将从鹿豹座一颗恒星旁掠过；公元358000年时，“旅行者2号”将接近到距天狼星仅0.8亿光年处。奇妙的核电池据计算，到公元4000年时，“旅行者1号这两艘飞船的外表是个10棱柱体，顶部有一个直径为3.7m的圆形抛物面天线，还有两根鞭状天线。在它们的舱内有一张直径为30.5cm的镀金铜唱片，它能在宇宙中保存10亿年。这张唱片是一张向陌生的外星人作介绍的“地球名片”。整张唱片可播放约1.5个小时，除了开头一小段是美国总统卡特代表“地球人”给“外星人”的致词外，还有包括我国南方3种方言在内的6O多种语言的问候饲，还有地球上的各种自然声响及包括中国古筝名曲《高山流水》在内的一些世界名曲。这两艘飞船的外表是个10棱柱体，顶部有一个直径为3.核电池和阿波罗飞船使用的燃料是钚－238，设计的电输出功率为63.5瓦，整个装置重量为31千克，设计寿命为一年。主要是用于阿波罗月面探查的一系列科学实验。

核电池和阿波罗飞船使用的燃料是钚－238，设计的电用于心脏起搏器和人工心脏眼下植入人体内的微型核电池以钽铂合金作外壳，内装150mg，钚-238，整个电池只有160g重，体积仅18mm3。可连续使用10年以上，如换用产生同样功率的化学电池，则重量几乎与成人的体重一样。用于心脏起搏器和人工心脏眼下植入人体内的微型核电手机不用再充电核电池待机可达一年半只有钮扣般大小，手机第一次使用后能够连续提供一年以上待机时间的电量。手机不用再充电核电池待机可达一年半只有钮扣般大第六节能量的传输第六节能量的传输能量的传输实质上是能量在空间的转移。广义上的能量传输通常有两个含义：

能量本身的传递，即能量从某一处传至另一处，如热量从高温物体传至低温物体，电流从高电压处流至低电压处，水流从高水位流向低水位；

能源的输送，即含能体（如煤、石油、天然气等）从生产地向用能处输送。能量的传输实质上是能量在空间的转移。广义上的能源输送的特征：

需求的普遍性：经济发展和人民生活都离不开能源；

输送方向相对稳定：能源生产的地域和消费的地域是相对固定的。

输送方式受现有运输设施的制约：能源输送同其它物资的运输一样，需要借助一定的运输工具。

输送工具的专用性：在能源产品中，除了煤炭、焦炭等固体燃料可以采用一般的运输工具外，其他都需要专用的运输工具和设施。能源输送的特征：需求的普遍性：经济发展和人民生活都离不开能第七节能量的储存第七节能量的储存一、概述在机械能、热能、化学能、辐射能、核能等六种主要类型的能量中，除辐射能外，都能储存在一些普通种类的能量形式中。一、概述电力需求的最大特点是昼夜负荷变化很大，巨大的用电峰谷差使峰期电力紧张，谷期电力过剩。如我国东北电网最大峰谷差已达最大负荷的37％，华北电网峰谷差更大，达40％。太阳能由于太阳昼夜的变化和受天气和季节的影响，也需要有一个储能系统来保证太阳能利用装置连续工作。电力主要指标 储能密度储存过程的能量损耗储存装置的经济性储能和取能的速率寿命（重复使用的次数）对环境的影响主要指标 储能密度二、能量的储存机械能储存电能储存热能储存二、能量的储存1.机械能的储存 机械能能以动能或势能的形式储存以动能储存：旋转飞轮以势能储存：弹簧、扭力杆、重力装置、抽水储能、压缩空气储能1.机械能的储存 机械能能以动能或势能的形式储存

压缩空气储能压缩空气是工业中常用的气源，除了吹灰、清砂外，还是风动工具和气动控制系统的动力源。供电需要量少时，利用多余的电能将压