学校能源教育

學校能源教育

1前言台灣要邁入開發國家，充沛的能源是必備條件。經濟愈發達，對能源的依賴愈深。台灣自產能源嚴重缺乏，且逐年降低。能源日益枯竭，如果消耗量無法減少，將來怎麼辦？2能源與生活食衣住3能源與生活行育樂4能源和人類生活鑽木取火用風車灌溉用水車推動磨房或機器圖片來源：http:///static/photo/rw-4.htm圖片來源：http://www.city.sakura.chiba.jp/shisetu_guide/liefde/liefde.htm圖片來源：http://kappa.dip.jp/lime/20040107.html5能源和人類生活蒸氣火車圖片來源：http://.hk/300/300s2main.htm汽油做為機動車燃料圖片來源：.tw/station/三多二路加沠?站.htm

太陽能熱水器圖片來源：.tw/solar01.htm核能發電廠圖片出處：http://.tw/science/shows/nuwaste/slide/tindex.html6能源種類7能源的種類依照處理方式分為：

◆初級能源

煤

石油天然氣核能太陽能水力能海洋能風能生質能地熱能◆次級能源

電能汽油煤氣甲烷8能源的種類依照存在形式分為：

◆非再生能源◆再生能源煤石油天然氣核能太陽能水力能風能地熱能生質能海洋能9能源的形態能源的形態可分為以下六種：機械能化學能電能熱能光能核能10全球初級能源蘊藏量

煤石油天然氣鈾總蘊藏量（2003年底）9844.5億公噸11477億桶175.78兆立方公尺311萬公噸產量（2003年）2518.7百萬公噸油當量280億桶2.618兆立方公尺-預估可使用年數（2003年底）192年41年67年77年資料來源：BPStatisticalReviewofWorldEnergyJune200411傳統石化能源逐漸枯竭全球經濟快速成長使得能源需求不斷增加為求人類永續發展，積極發展再生能源以取代部份石化能源。使用石化能源造成全球環境變遷與生態環境破壞12再生能源13太陽能太陽能即地球接收自太陽之輻射能，其直接或間接地提供地球上絕大部份之能源，即太陽能為能源之源頭，包括風能等皆源自太陽能。

14太陽能熱力及發電的原理太陽能熱水器利用太陽能集熱器來吸收太陽熱能，經過金屬板的導熱過程傳到管內的水中。太陽輻射能家用系統平板式15取代電池應用太陽能的應用範例太陽能計算機太陽能手錶太陽能手電筒16太陽能的應用範例小型電源-1太陽能路燈與庭園燈太陽能噴水池及時鐘17小型電源-2太陽能的應用範例太陽能車

太陽能家用輔助電力太陽能飛機18太陽能的應用範例大型電源-1火車站住戶供電系統停車場19太陽能的應用範例大型電源-2人造衛星太空站20太陽能的優缺點優點一、普遍性－太陽光照射面積散布地球大部分角落二、永久性－太陽的能量至少有六百萬年的期限三、無污染性－太陽能發電不會產生環境污染缺點一、能量密度低，需有效收集二、穩定性差，受晝夜、地理及氣候影響三、太陽能光電發電裝置成本高21蒸發降雨降雨滲入水文/水循環水力能海洋河川地下水雲雲22水力發電原理水力發電係利用河川、湖泊等位於高處具有位能的水流至低處，將其中所含之位能轉換成水輪機之動能，再藉水輪機為原動機，推動發電機產生電能。23水力能水壩（庫）式發電廠抽蓄式發電廠24水力的優點一、水力分布廣闊且能量豐沛。二、水體本身不污染環境，可儲存性高。三、提供廉價電力及尖峰時段電力調度。四、興建水壩蓄水，可管制洪水氾濫，提供穩定水源。五、協助解決世界能源短缺問題。六、減緩溫室效應及降低環境污染。七、觀光旅遊地點。25水力開發的缺點及限制一、受限地形與地理環境，水資源不均，發電量有限二、水庫建造耗資巨大三、水庫區遷移人口成為經濟弱勢族群四、水庫淹沒廣大土地，無法永續利用五、環保意識抬頭，新建水壩備受阻礙六、影響生態環境及河川水文26風的形成風的形成源於地球本身的自轉以及區域性的太陽輻射熱吸收不均勻而形成的氣壓差。單位距離的氣壓差稱為氣壓梯度，空氣會由氣壓高的地區推至氣壓低的地區，而形成「風」海、陸風成因示意圖(圖片來源：Ahrens，p.256，Fig.10.21)27風力發電原理藉由空氣的氣動力作用（包括升力及阻力）轉動葉片以擷取風的動能，進而轉換成電能。葉輪轉動基本原理28台灣風力發電案例雲林麥寮風力發電示範系統承建：台朔重工容量：2.64MW機型：4部丹麥Vestas660kW民國89年12月完工商轉澎湖中屯風力發電示範系統承建：台電公司容量：2.4MW機型：4部德國Enercon600kW民國90年10月完工商轉竹北春風風力發電示範系統承建：天隆造紙廠容量：3.5MW機型：2部丹麥Vestas1,750kW民國91年10月完工商轉29風能的優缺點優點一、能量巨大，取之不盡，用之不竭。二、週而復始，可以再生。三、分佈廣泛，利用方便。四、不污染環境，不破壞生態。五、就地可取，無須長途運輸。缺點一、風的不穩定性高，發電品質較不穩定。二、受地形影響大，地區差異顯著。三、降低土地利用價值。四、風能產生電力有限30風力發電的限制及負面影響限制一、以臺灣而言，風力發電效率在夏季用電尖峰反而最低，無法支援夏季尖峰的電能供給。二、風力發電需要廣大的土地作為風能場，土地取得上有所困難。負面影響一、風力發電的不穩定性，對併聯的電網系統會有衝擊。二、風力電場帶來視覺景觀的感覺障礙及噪音污染。三、風能場的建立，可能會影響植物及動物（特別是鳥類）的原有生態。31生質能生質能是目前最廣泛使用的一種再生能源約佔世界所有再生能源應用的三分之二再生能源生質能工業有機廢棄物農業廢棄物都市廢棄物林業廢棄物畜牧業廢棄物再生能源再生能源32生質能ss家庭垃圾紙廠廢棄物農業廢棄物稻桿EVA廢棄物PE廢塑膠膜各種廢棄物製成的固態衍生燃料33生質能內湖焚化廠木柵焚化廠山豬窟掩埋場沼氣處理發電廠34生質能形成過程木材與林業廢棄物農作物與農業廢棄物畜牧業廢棄物工業有機廢棄物都市廢棄物與污水直接燃燒熱轉換發酵、脂化生物轉換熱水蒸氣合成燃油瓦斯生質柴油酒精汽油氫氣甲醇發電替代燃料熱利用生質能來源轉換技術能源型式用途物理轉換RDF35生質能優點生質能所使用的原料來源豐富生質能可再生利用生質能來源生產技術簡單生質能轉換技術所需溫度不高，約5～35℃生質能空氣污染較傳統化石能源小36生質能缺點生質能水分偏多（５０～９５％）轉換效率低單位土地面積之生質能密度偏低易受環境限制，缺乏適合栽種的土地生產能量不及石化能源37地熱能地熱是儲存在地底下的熱能。地熱的形成是由於地心放射性物質蛻變產生輻射熱，以及地殼變動，地層磨擦壓擠而產生。地熱除了可以發電應用外，還可以直接利用其熱能，供工礦業生產、農漁畜牧養殖、農作物加工以及住宅取暖、觀光及醫療等用途。

38地熱能地熱能發電場宜蘭縣清水地熱發電場因成效不理想，已停止發電。39海洋能概述天體相對運動（萬有引力）海洋能海流能波浪能潮汐能溫度差能太陽輻射能40潮汐能地球自轉，月亮和太陽會對地球的海洋產生引力，海水水位因引力作用產生高低落差現象稱之為潮汐。發電原理係在海灣或河口地區圍築蓄水池，在圍堤適當地點另築可供海水流通之可控制閘門，並於閘門處設置水輪發電機，漲（退）潮時海水經由閘門流進（出）蓄水池並推動水輪機發電。41潮汐能發電原理漲潮退潮42波浪能海浪的形成是由於風和海面互相影響。波浪能係來自風力，隨風速快慢變化具有不同之能量。43波浪能發電原理發電原理係利用波浪的上升和下降的能量來推動渦輪機來產生電力。44海流能海流形成的主要原因是由於長期定向風的推動。海流流動的方向和風向是一致。海流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電。45海流能發電原理170m110m2.3m/s8.3萬千瓦美國-科裏奧利斯46海洋溫差能海洋溫差能又稱為海洋熱能轉變（OTEC：Ocean

ThermalEnergy

Conversion）工作原理為海水吸收太陽能後，造成海水表面及下層溫度有所差別，運用適當的工作媒體來轉換熱能，推動汽輪機再驅動發電機即可發電。47海洋溫差發電原理溫水（蒸發液態氨）氨氣液態氨冷水（冷凝氨氣）48再生能源之總體好處蘊藏量豐富，取之不盡，可重複利用減少使用化石燃料，減緩能源枯竭壓力減少二氧化碳排放量，降低溫室效應影響減少因開採化石燃料，造成的環境衝擊帶動相關產業的技術研究與商業發展49再生能源的限制目前再生能源的經濟效益仍不如化石燃料能源密度小，供應較不穩定再生能源的開發可能造成生態的影響受限於地形與地理環境，地區差異大部分開發技術仍未成熟，轉換效率偏低50能源教育的目標

學習簡易的能源基本概念、能源使用與安全的實務技能。養成能源節約的習慣及正確的能源態度。關懷能源供需情勢，豐富生活內涵，並增進能源與環境之觀念，創造美好的生活品質。培養繼續學習興趣與能力，以奠定學童能源內涵之基礎。51推動能源教育的態度為了資源永續，為了明天會更好，人人必須注重能源教育，善盡自己一份的心力。能源教育需要你我舉手之勞，更需要你我共同推動。52能源教育的素養應用能源知識解決日常生活中所遭遇的能源問題。能安全使用日常生活中的能源設備。認識生活週遭中的節約能源設備。持續應用節約能源的方法於日常生活中。圖片來源：http://.tw/main/01_life/option_102.asp53能源教育教材涵蓋各領域能源教育的相關知識，化為零散的知識、技能型態，並穿插在各領域中。思考以能源議題融入每一領域的學習課程中。圖片來源：http://.tw/knowing/savvy.htm54能源教育融入式教學意涵配合各學校各領域教學計畫，將適當的能源主題或成分(包括概念、態度與技能)融入各領域中，並於一般正常上課隨機時間中穿插進行教學活動。55能源教育教學資源56能源家族--gov行政院經濟建設委員會經濟部能源局行政院原子能委員會行政院原子能委員會核能研究所能源速報經濟部核能資訊中心經濟部水資源局台灣省自來水公司國營會國科會科學技術資料中心行政院環境保護署57能源家族--org工業技術研究院工研院光電工業研究所工研院能源與資源研究所氣候變化綱要公約資訊網站節約能源園區

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