㈠ 大規模使用潮汐能的原因
目前，只有潮汐能發電技術比較成熟，其他形式海洋能的應用大都還停留在探索階段。
2.1 潮汐能
潮汐能是海水受到月球、太陽等天體引力作用而產生的一種周期性海水自然漲落現象，是人類認識和利用最早的一種海洋能。潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本上是一樣的，也是利用水的能量使水輪發電機發電。問題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量，去推動水輪發電機運轉。海水的垂直漲落運動稱為潮汐，海水水平運動叫潮流。人們通常把潮汐和潮流中所包含的機械能統稱為潮汐能。潮汐能利用一般分兩種形式：一是利用潮汐的動能，直接利用潮流前進的力量來推動水車、水泵或水輪發電機；一是利用潮汐的位能，在電站上下游有落差時引水發電。由於利用潮汐的動能比較困難，效率又低，所以潮汐發電多採用後一種形式，潮汐電站就是利用海洋潮位漲、落與庫水位形成落差進行漲落潮發電。利用潮汐能發電可以採用單庫單向、單庫雙向或雙庫單向等三種形式[5,6]。
國外利用潮汐發電始於歐洲，20世紀初德國和法國已開始研究潮汐發電。世界上最早利用潮汐發電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站，而法國則於1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長750m、總裝機容量24萬kW的朗斯河口潮汐電站，年均發電量為5.44億kW?h，它使潮汐電站進入了實用階段。之後，美、英、加拿大、前蘇聯、瑞典、丹麥、挪威、印度等國都陸續研究開發潮汐發電技術，興建各具特色的潮汐電站，並已取得巨大成功。
㈡ 太陽能熱水器是誰，那一年，哪個國家，為什麼發明的。。
太陽能是最重要的基本能源，生物質能、風能、潮汐能、水能等都來自太陽能，太陽內部進行著由氫聚變成氦的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，不斷地向宇宙空間輻射能量，這就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應可以維持很長時間，據估計約有幾十億至幾百億年，相對於人類的有限生存時間而言，太陽能可以說是取之不盡，用之不竭的。 太陽能的總量很大，我國陸地表面每年接受的太陽能就相當於1700億噸標准煤，但十分分散，能流密度較低，到達地面的太陽能每平方米只有1000瓦左右。同時，地面上太陽能還受季節、晝夜、氣候等影響，時陰時晴，時強時弱，具有不穩定性。根據太陽能的特點，必須解決以下四個基本技術問題，才能有效地加以利用。 1、太陽能採集 2、太陽能轉換 3、太陽能貯存 4、太陽能輸運 太陽能開發利用是當今國際上一大熱點，經過最近20多年的努力，太陽能技術有了長足進步，太陽能利用領域已由生活熱水，建築採暖等擴展到工農業生產許多部門，人們已經強烈意識到，一個廣泛利用太陽能和可再生能源的新時代——太陽能時代即將來到。 太陽能利用的基本知識（1）、太陽的基本結構 太陽能是一個熾熱氣體構成的球體，主要由氫和氦組成，其中氫佔80%，氦佔19%。 （2）、太陽常數 太陽常數是指在太陽地球間平均距離外，在地球大氣層以上垂直於太陽光線的平面上，單位面積，單位時間內的太陽輻射能的數值，該數值是個常數，一般取1367瓦/米2。（4920千焦/米2時）。 由於通過地球外大氣層吸收反射，太陽光到達地面的輻射強度大大降低。 （3）、太陽輻射能和到達地球的太陽能 整個太陽每秒鍾釋放出來的能量是無比巨大的，高達3.826×1033爾格或37.3×106兆焦，相當於每秒鍾燃燒1.28億噸標准煤所放出的能量。 太陽輻射到達地球陸地表面的能量，大約為17萬億千瓦，僅佔到達地球大氣外層表面總輻射量的10%。即使這樣，它也相當目前全世界一年內能源總消耗量的3.5萬倍。 （4）、我國的太陽能資源 我國太陽能資源十分豐富，全國有2/3以上的地區，年輻照總量大於502萬千焦/米2，年日照時數在2000小時以上。 （5）、太陽能的特點 太陽能的優點 太陽能作為一種新能源，它與常規能源相比有三大優點： 第一，它是人類可以利用的最豐富的能源，據估計，在過去漫長的11億年中，太陽消耗了它本身能量的2%，可以說是取之不盡，用之不竭。 第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發達的農村、海島和邊遠地區更具有利用的價值。 第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發和利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態平衡。 太陽能的缺點 太陽能的利用有它的缺點： 第一，能流密度較低，日照較好的，地面上1平方米的面積所接受的能量只有1千瓦左右。往往需要相當大的採光集熱面才能滿足使用要求，從而使裝置地面積大，用料多，成本增加。 第二，大氣影響較大，給使用帶來不少困難。 （6）、太陽能利用的技術領域 人類直接利用太陽能有三大技術領域，即光熱轉換、光電轉換和光化學轉換，此外，還有儲能技術。 太陽光熱轉換技術的產品很多，如熱水器、開水器、乾燥器，採暖和製冷，溫室與太陽房，太陽灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發電裝置及太陽能醫療器具。
㈢ 是誰發明了太陽能
太陽能利用歷史回顧
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作功而抽水的機器。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，下面分別予以介紹。
第一階段(1900-1920)
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）
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）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）
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：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；1954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。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）
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）
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、太陽電他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）
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- 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），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），《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。
可以說是： 羅門·德·考克斯
㈣ 有沒有人知道太陽能最早是哪國發明的是誰
【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。
㈤ 二十世紀改變人類生活的最重大的發明是什麼
OE修復手套
「修復手套」是植入可以模仿一個特殊原因的生物力學設備執行器和感測器的人力。機械手的設計研究實驗室「修復手套」的目的是創造一種人工肌肉的「外衣」。這種「外衣」能夠幫助人體重新運動。科學家們在世界各地，程序員，發明家正在開發復制或更換車身結構，幫助人體的創新技術。
，OE仿生心臟
同一位置CATO是一個人工心臟移植手術可以完全模仿人類的心臟設備，引起心室的血液室，閥，吸氣閥和肺動脈和主動脈的血能特殊的動態裝置組成。最大的挑戰面臨的科學家
人工心臟是包括電源設備，它包括移植到有限的空間通常位於一個心臟。科學家們不得不採取奶牛進行試驗，並取得了巨大成功，他成功地為人工心臟移植的專利相同的地位創造了有利條件。
，OE神經轉換
澳大利亞程序員開發的系統。根據這一制度，從肌萎縮側索硬化症疾病折磨的人，今後再也不能用自己的殘疾遭受的限制，只要可以溝通的神經信號，通過與他人的技巧。另一位科學家已經研製出一種新型的人機連接介面：一個人可以利用皮膚表面電極接收神經信號，然後經過人工智慧分析，就能實現通信目的。後兩位科學家合作，該系統被稱為神經轉化技術。
，OE耳朵看世界
萊斯利·凱博時基金設計了聲納裝置，它可以釋放出超聲波，還能發現其他發行對象和障礙物的反射。然後該數據被轉換成一系列聲音，可以分別從遙遠物體發出的聲音的聲頻，聽到。稍加訓練後，人的大腦似乎下意識地想像這些聲音送入太空。
該技術榮獲1998年世界通信創新獎，如今全世界的盲人將利用這個技術的優勢，自信地行走在他們不熟悉的領域。
，OE人造肌肉
人造肌肉的研究工作始於20世紀40年代，但僅在過去的10年裡，它已經取得了很大的發展，因為研究中心在全球開發了特種聚合物和智能材料。人類的未來很可能會看到實力世界最強，功能最強大的仿生手臂的審判。
㈥ 農民最新發明潮汐發電 具體介紹一下
潮汐發電裝置
利用潮汐的落差推動水輪機而發電稱之為潮汐發電。即在海灣或河內流入海口處築起堤壩，漲容潮時蓄水，退潮時將蓄水放出，利用潮漲潮落的水流驅動水輪，每日可發電4歡。潮汐發電的設想久已有之，但直至20世紀上半葉，還沒有一個人在技術和經濟上提出可行的方案。直至1961年法國開始於布列塔尼的聖羅馬灣建造蘭斯發電站，1967年竣工的該電站裝有可逆式水輪機（一系列的固定和轉動葉片）可使潮汐流在個方向，即從海上向海灘漲潮時和從海灘向外海退潮時都能工作。
農民發明家董禹全，一個被被很多專業人士嗤之以鼻，被指責為瘋子騙子的江蘇鹽城大豐人士，終於引發了2008年一個爆炸性新聞，採用雙向做功水輪發電技術，將水能發電效率一次提高了3.8倍，從而寫下了水電行業節能增效及其技術開發領域一個史無前例的驚人數據。由於這個數據好得離譜，導致了專家裡手的根本不可能的唏噓否定之聲。
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㈦ 太陽能是在多少年發明的
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。
㈧ 誰知道人類利用太陽能的歷史太陽灶是誰發明的
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作功而抽水的機器。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，下面分別予以介紹。
1．1第一階段1900-1920
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。
1．2第二階段（1920-1945）
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）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。
1．3第三階段（1945-1965）
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：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；1954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。
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。
1．4第四階段門(1965-1973）
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。
1．5第五階段（1973-1980）
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、太陽電他生產系統、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：
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）太陽熱水器、太陽電他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
1．6第六階段（1980-1992）
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。
1．7第七階段（1992-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》，
《2I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），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），《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。
2太陽能科技進步
太陽能利用涉及的技術問題很多，但根據太陽能的特點，具有共性的技術主要有四項，即太陽能採集、太
陽能轉換、太陽能貯存和太陽能傳輸，將這些技術與其它相關技術結合在一起，便能進行太陽能的實際利用。
2．1太陽能採集
太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須採用一定的技
術和裝置（集熱器），對太陽能進行採集。集熱器按是否聚光，可以劃分為聚光集熱器和非聚光集熱器兩大類。
非聚光集熱器（平板集熱器，真空管集熱器）能夠利用太陽輻射中的直射輻射和散射輻射，集熱溫度較低；聚
光集熱器能將陽光會聚在面積較小的吸熱面上，可獲得較高溫度，但只能利用直射輻射，且需要跟蹤太陽。
2．1．1平板集熱器
歷史上早期出現的太陽能裝置，主要為太陽能動力裝置，大部分採用聚光集熱器，只有少數採用平板集
熱器。平板集熱器是在17世紀後期發明的，但直至1960年以後才真正進行深入研究和規模化應用。在太陽
能低溫利用領域，平板集熱器的技術經濟性能遠比聚光集熱器好。為了提高效率，降低成本，或者為了滿足特
定的使用要求，開發研製了許多種平板集熱器：
按工質劃分有空氣集熱器和液體集熱器，目前大量使用的是液體集熱器；
按吸熱板芯材料劃分有鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復合、不銹鋼、塑料及其它非金屬集熱器等；
按結構劃分有管板式、扁盒式、管翅式、熱管翅片式、蛇形管式集熱器，還有帶平面反射鏡集熱器和逆平
板集熱器等；
按蓋板劃分有單層或多層玻璃、玻璃鋼或高分子透明材料、透明隔熱材料集熱器等。
目前，國內外使用比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復合集熱器。銅翅和銅管的結合，國外一般採用高頻
焊，國內以往採用介質焊，199S年我國也開發成功全銅高頻焊集熱器。1937年從加拿大引進銅鋁復合生產
線，通過消化吸收，現在國內已建成十幾條銅鋁復合生產線。
為了減少集熱器的熱損失，可以採用中空玻璃、聚碳酸酯陽光板以及透明蜂窩等作為蓋板材料，但這些
材料價格較高，一時難以推廣應用。
2．1．2真空管集熱器
為了減少平板集熱器的熱損，提高集熱溫度，國際上70年代研製成功真空集熱管，其吸熱體被封閉在高
真空的玻璃真空管內，大大提高了熱性能。將若干支真空集熱管組裝在一起，即構成真空管集熱器，為了增
加太陽光的採集量，有的在真空集熱管的背部還加裝了反光板。
真空集熱管大體可分為全玻璃真空集熱管，玻璃七型管真空集熱管，玻璃。金屬熱管真空集熱管，直通
式真空集熱管和貯熱式真空集熱管。最近，我國還研製成全玻璃熱管真空集熱管和新型全玻璃直通式真空集
熱管。
我國自1978年從美國引進全玻璃真空集熱管的樣管以來，經20多年的努力，我國已經建立了擁有自主
知識產權的現代化全玻璃真空集熱管的產業，用於生產集熱管的磁控濺射鍍膜機在百台以上，產品質量達世
界先進水平，產量雄居世界首位。
我國自80年代中期開始研製熱管真空集熱管，經過十幾年的努力，攻克了熱壓封等許多技術難關，建立
了擁有全部知識產權的熱管真空管生產基地，產品質量達到世界先進水平，生產能力居世界首位。
目前，直通式真空集熱管生產線正在加緊進行建設，產品即將投放市場。
2。1．3聚光集熱器
聚光集熱器主要由聚光器、吸收器和跟蹤系統三大部分組成。按照聚光原理區分，聚光集熱器基本可分
為反射聚光和折射聚光兩大類，每一類中按照聚光器的不同又可分為若干種。為了滿足太陽能利用的要求，
簡化跟蹤機構，提高可靠性，降低成本，在本世紀研製開發的聚光集熱器品種很多，但推廣應用的數量遠比平
板集熱器少，商業化程度也低。
在反射式聚光集熱器中應用較多的是旋轉拋物面鏡聚光集熱器（點聚焦）和槽形拋物面鏡聚光集熱器
（線聚焦）。前者可以獲得高溫，但要進行二維跟蹤；後者可以獲得中溫，只要進行一維跟蹤。這兩種聚光集熱
器在本世紀初就有應用，幾十年來進行了許多改進，如提高反射面加工精度，研製高反射材料，開發高可靠性
跟蹤機構等，現在這兩種拋物面鏡聚光集熱器完全能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求，但由於造價高，限
制了它們的廣泛應用。
70年代，國際上出現一種「復合拋物面鏡聚光集熱器」（CPC），它由二片槽形拋物面反射鏡組成，不需要
跟蹤太陽，最多隻需要隨季節作稍許調整，便可聚光，獲得較高的溫度。其聚光比一般在10以下，當聚光比在
3以下時可以固定安裝，不作調整。當時，不少人對CPC評價很高，甚至認為是太陽能熱利用技術的一次重
大突破，預言將得到廣泛應用。但幾十年過去了，CPC仍只是在少數示範工程中得到應用，並沒有象平板集
熱器和真空管集熱器那樣大量使用。我國不少單位在七八十年代曾對CPC進行過研製，也有少量應用，但現
在基本都已停用。
其它反射式聚光器還有圓錐反射鏡、球面反射鏡、條形反射鏡、斗式槽形反射鏡、平面。拋物面鏡聚光器
等。此外，還有一種應用在塔式太陽能發電站的聚光鏡--定日鏡。定日鏡由許多平面反射鏡或曲面反射鏡
組成，在計算機控制下這些反射鏡將陽光都反射至同一吸收器上，吸收器可以達到很高的溫度，獲得很大的
能量。
利用光的折射原理可以製成折射式聚光器，歷史上曾有人在法國巴黎用二塊透鏡聚集陽光進行熔化金
屬的表演。有人利用一組透鏡並輔以平面鏡組裝成太陽能高溫爐。顯然，玻璃透鏡比較重，製造工藝復雜，造
價高，很難做得很大。所以，折射式聚光器長期沒有什麼發展。70年代，國際上有人研製大型菲涅耳透鏡，試
圖用於製作太陽能聚光集熱器。菲涅耳透鏡是平面化的聚光鏡，重量輕，價格比較低，也有點聚焦和線聚焦之
分，一般由有機玻璃或其它透明塑料製成，也有用玻璃製作的，主要用於聚光太陽電池發電系統。
我國從70年代直至90年代，對用於太陽能裝置的菲涅耳透鏡開展了研製。有人採用模壓方法加工大面
積的柔性透明塑料菲涅耳透鏡，也有人採用組合成型刀具加工直徑1.5m的點聚焦菲涅耳透鏡，結果都不大
理想。近來，有人採用模壓方法加工線性玻璃菲涅耳透鏡，但精度不夠，尚需提高。
還有兩種利用全反射原理設計的新型太陽能聚光器，雖然尚未獲得實際應用，但具有一定啟發性。一種
是光導纖維聚光器，它由光導纖維透鏡和與之相連的光導纖維組成，陽光通過光纖透鏡聚焦後由光纖傳至使
用處。另一種是熒光聚光器，它實際上是一種添加熒光色素的透明板（一般為有機玻璃），可吸收太陽光中與
熒光吸收帶波長一致的部分，然後以比吸收帶波長更長的發射帶波長放出熒光。放出的熒光由於板和周圍介
質的差異，而在板內以全反射的方式導向平板的邊緣面，其聚光比取決於平板面積和邊緣面積之比，很容易
達到10一100，這種平板對不同方向的入射光都能吸收，也能吸收散射光，不需要跟蹤太陽。
2．2太陽能轉換
太陽能是一種輻射能，具有即時性，必須即時轉換成其它形式能量才能利用和貯存。將太陽能轉換成不
同形式的能量需要不同的能量轉換器，集熱器通過吸收面可以將太陽能轉換成熱能，利用光伏效應太陽電池
可以將太陽能轉換成電能，通過光合作用植物可以將太陽能轉換成生物質能，等等。原則上，太陽能可以直接
或間接轉換成任何形式的能量，但轉換次數越多，最終太陽能轉換的效率便越低。
2．2．1太陽能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽輻射，可以將太陽能轉換成熱能，其吸收性能好，但輻射熱損失大，所以黑色吸收面
不是理想的太陽能吸收面。
選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比，吸收太陽輻射的性能好，且輻射熱損失小，是比較理
想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料製成，簡稱為選擇性塗層。它是在本世紀40年代提出的，
1955年達到實用要求，70年代以後研製成許多新型選擇性塗層並進行批量生產和推廣應用，目前已研製成
上百種選擇性塗層。
我國自70年代開始研製選擇性塗層，取得了許多成果，並在太陽集熱器上廣泛使用，效果十分顯著。
2．2．2太陽能一電能轉換
電能是一種高品位能量，利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重
要技術基礎，世界各國都十分重視，其轉換途徑很多，有光電直接轉換，有光熱電間接轉換等。這里重點介紹
光電直接轉換器件--太陽電池。
世界上，1941年出現有關硅太陽電池報道，1954年研製成效率達6％的單晶硅太陽電池，1958年太陽電
池應用於衛星供電。在70年代以前，由於太陽電池效率低，售價昂貴，主要應用在空間。70年代以後，對太陽
電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究，在提高效率和降低成本方面取得較大進展，地面應用規模逐漸擴大，
但從大規模利用太陽能而言，與常規發電相比，成本仍然大高。
目前，世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶硅電池24％（4cm2)，多晶硅電池18。6％（4cm2），
InGaP／GaAs雙結電池30．28％（AM1），非晶硅電池14．5％（初始）、12．8（穩定），碲化鎬電池15．8％，
硅帶電池14．6％，二氧化鈦有機納米電池10．96％。
我國於1958年開始太陽電他的研究，40多年來取得不少成果。目前，我國太陽電他的實驗室效率最高
水平為：單晶硅電池20．4％（2cm×2cm），多晶硅電池14．5％（2cm×2cm）、12％（10cm×10cm），GaAs電池
20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge電池19．5％（AM0），CulnSe電池9％（lcm×1cm），多晶硅薄膜電池13．6％
（lcm×1cm，非活性硅襯底），非晶硅電池8．6％（10cm×10cm）、7．9％（20cm×20cm）、6．2％（30cm×30cm），
二氧化鈦納米有機電池10％（1cm×1cm）。
2．2．3太陽能一氫能轉換
氫能是一·種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能，即太陽能制氫，其主要方法如
下：
（1）太陽能電解水制氫
電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高（75％-85％），但耗電大，用常規電制氫，從能
量利用而言得不償失。所以，只有當太陽能發電的成本大幅度下降後，才能實現大規模電解水制氫。
（2）太陽能熱分解水制氫
將水或水蒸汽加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才
能獲得如此高的溫度，一般不採用這種方法制氫。
（3）太陽能熱化學循環制氫
為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫，發展了一種熱化學循環制氫方法，即在水中加入一種或
幾種中間物，然後加熱到較低溫度，經歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環
使用。熱化學循環分解的溫度大致為900-1200K，這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度，其分
解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要問題是中間物的還原，即使按99．9％-99．99％還原，也還要作
0.1％-0.01％的補充，這將影響氫的價格，並造成環境污染。
（4）太陽能光化學分解水制氫
這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質作催化劑，增加對陽光中長
波光能的吸收，利用光化學反應制氫。日本有人利用碘對光的敏感性，設計了一套包括光化學、熱電反應的綜
合制氫流程，每小時可產氫97升，效率達10％左右。
（5）太陽能光電化學電池分解水制氫
1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極，而以鉑黑作陰極，製成太陽能光電化
學電池，在太陽光照射下，陰極產生氫氣，陽極產生氧氣，兩電極用導線連接便有電流通過，即光電化學電池
在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、制氧和獲得電能。這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視，
認為是太陽能技術上的一次突破。但是，光電化學電他制氫效率很低，僅0．4％，只能吸收太陽光中的紫外光
和近紫外光，且電極易受腐蝕，性能不穩定，所以至今尚未達到實用要求。
（6）太陽光絡合催化分解水制氫
從1972年以來，科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力，並從絡合催化電荷轉移反
應，提出利用這一過程進行光解水制氫。這種絡合物是一種催化劑，它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電
荷轉移和集結，並通過一系列偶聯過程，最終使水分解為氫和氧。絡合催化分解水制氫尚不成熟，研究工作正
在繼續進行。
（7）生物光合作用制氫
40多年前發現綠藻在無氧條件下，經太陽光照射可以放出氫氣；十多年前又發現，蘭綠藻等許多藻類在
無氧環境中適應一段時間，在一定條件下都有光合放氫作用。
目前，由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠，藻類放氫的效率很低，要實現工程化產氫還有相當
大的距離。據估計，如藻類光合作用產氫效率提高到10％，則每天每平方米藻類可產氫9克分子，用5萬平
方公里接受的太陽能，通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。
2．2．4太陽能-生物質能轉換
通過植物的光合作用，太陽能把二氧化碳和水合成有機物（生物質能）並放出氧氣。光合作用是地球上最
大規模轉換太陽能的過程，現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能，目前，光合作用機理尚
不完全清楚，能量轉換效率一般只有百分之幾，今後對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。
2．2．5太陽能-機械能轉換
20世紀初，俄國物理學家實驗證明光具有壓力。20年代，前蘇聯物理學家提出，利用在宇宙空間中巨大
的太陽帆，在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進，將太陽能直接轉換成機械能。科學家估計，在未來
10～20年內，太陽帆設想可以實現。
通常，太陽能轉換為機械能，需要通過中間過程進行間接轉換。
2．3太陽能貯有
地面上接受到的太陽能，受氣候、晝夜、季節的影響，具有間斷性和不穩定性。因此，太陽能貯存十分必
要，尤其對於大規模利用太陽能更為必要。
太陽能不能直接貯存，必須轉換成其它形式能量才能貯存。大容量、長時間、經濟地貯存太陽能，在技術
上比較困難。本世紀初建造的太陽能裝置幾乎都不考慮太陽能貯存問題，目前太陽能貯存技術也還未成熟，
發展比較緩慢，研究工作有待加強。
2.3.1太陽能貯熱
（1）顯熱貯存
利用材料的顯熱貯能是最簡單的貯能方法。在實際應用中，水、沙、石子、土壤等都可作為貯能材料，其中
水的比熱容最大，應用較多。七八十年代曾有利用水和土壤進行跨季節貯存太陽能的報道。但材料顯熱較小，
貯能量受到一定限制。
（2）潛熱貯存
利用材料在相變時放出和吸入的潛熱貯能，其貯能量大，且在溫度不變情況下放熱。
在太陽能低溫貯存中常用含結晶水的鹽類貯能，如10水硫酸鈉／水氯化鈣、12水磷酸氫鈉等。但在使
用中要解決過冷和分層問題，以保證工作溫度和使用壽命。
太陽能中溫貯存溫度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。適宜於中溫貯存的材料有：高壓
熱水、有機流體、共晶鹽等。
太陽能高溫貯存溫度一般在500℃以上，目前正在試驗的材料有：金屬鈉、熔融鹽等。
1000℃以上極高溫貯存，可以採用氧化鋁和氧化鍺耐火球。
（3）化學貯
㈨ 潮汐能不能被充分開發利用的原因是什沒
目前，只有潮汐能發電技術比較成熟，其他形式海洋能的應用大都還停留在探索階段。
2.1 潮汐能
潮汐能是海水受到月球、太陽等天體引力作用而產生的一種周期性海水自然漲落現象，是人類認識和利用最早的一種海洋能。潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本上是一樣的，也是利用水的能量使水輪發電機發電。問題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量，去推動水輪發電機運轉。海水的垂直漲落運動稱為潮汐，海水水平運動叫潮流。人們通常把潮汐和潮流中所包含的機械能統稱為潮汐能。潮汐能利用一般分兩種形式：一是利用潮汐的動能，直接利用潮流前進的力量來推動水車、水泵或水輪發電機；一是利用潮汐的位能，在電站上下游有落差時引水發電。由於利用潮汐的動能比較困難，效率又低，所以潮汐發電多採用後一種形式，潮汐電站就是利用海洋潮位漲、落與庫水位形成落差進行漲落潮發電。利用潮汐能發電可以採用單庫單向、單庫雙向或雙庫單向等三種形式[5,6]。
國外利用潮汐發電始於歐洲，20世紀初德國和法國已開始研究潮汐發電。世界上最早利用潮汐發電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站，而法國則於1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長750m、總裝機容量24萬kW的朗斯河口潮汐電站，年均發電量為5.44億kW?h，它使潮汐電站進入了實用階段。之後，美、英、加拿大、前蘇聯、瑞典、丹麥、挪威、印度等國都陸續研究開發潮汐發電技術，興建各具特色的潮汐電站，並已取得巨大成功。
我國大陸海岸線長1.8萬km，曲折的海岸線，眾多的潮汐河流，蘊藏著豐富的潮汐能源。潮汐能利用的近代發展，起始於20世紀50年代後期。從1958年起，我國陸續在廣東順德、東灣、山東乳山、上海崇明等地建立了幾十座潮汐能發電站，其中浙江省溫嶺市西南角樂清灣江廈潮汐試驗電站裝機容量最大，功率為3 200kW，僅次於法國的郎斯潮汐發電站和加拿大安納波利斯潮汐發電站，是亞洲最大的潮汐電站。目前，國內外已建的主要潮汐電站如表2所示
表2 國內外已建主要潮汐電站
站名 所在地 裝機容量（MW） 運行方式 建成時間
朗斯 法國 24×10 單庫雙向 1967年
安納波利斯 加拿大 1×20 單庫單向 1984年
基斯洛灣 前蘇聯 2×0.4 單庫雙向 1968年
江廈 中國浙江 1×0.5 1×0.6 3×0.7 單庫雙向 1985年
海山 中國浙江 2×0.075 雙庫連程 1975年
白沙口 中國山東 0.96 單庫單向 1978年
瀏河 中國江蘇 2×0.075 單庫雙向 1976年
鎮口 中國廣東 6×0.026 單庫雙向 1972年
果子山 中國廣西 0.04 單庫單向 1977年
潮汐能發電是一項潛力巨大的事業，經過多年來的實踐，在工作原理和總體構造上基本成型，可以進入大規模開發利用階段，隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺，潮汐能發電在不遠的將來將有飛速的發展，潮汐能發電的前景是廣闊的。
2.2 波浪能
波浪能發電是繼潮汐發電之後發展最快的一種海洋能源利用措施。波浪能是由大氣層和海洋在相互影響的過程中，由於在風和海水重力作用下形成永不停息、周期性上下波動的波浪，這種波浪具有一定的動能和勢能。波浪能的大小與波高的平方和波動水域面積成正比。目前，日本、英國、美國、德國、加拿大、中國等都在研究波浪能發電，以日本、英國、挪威等國開發利用的水平較高。
解決波浪能發電的關鍵是波浪能轉換裝置。目前，人們運用最多的幾種方式有氣動式波浪能發電、液動式波浪能發電、蓄水波浪能發電等。氣動式波浪能發電是利用波浪的起伏力量，均勻地把波浪能轉換成氣流能，以推動空氣渦輪機發電。世界上第一台小型氣動式波浪能發電裝置是日本人益田在1964年發明的。液動式波浪能發電裝置是把波浪能轉換成液壓能，再通過液壓電機發電。比較典型的是英國人索爾特博士發明的「點頭鴨」式波浪發電裝置，「鴨體」吸收波浪能效率可達80%～90%。1985年，英國在蘇格蘭的艾萊島建造了一座75kW的振盪水柱波力電站，1995年又建成一座輸出功率為2MW的波浪能發電站，可滿足2000戶家庭用電。蓄水波浪能發電是利用氣泵原理，使海浪「聚集」，並提高波浪的高度，以涌進岸邊高處的蓄水池，再用高水頭來沖擊水輪電機發電。
我國波浪能資源豐富，估計約有5億kW以上。但我國波浪能發電的研究起步較晚，1990年才在大萬山島建成第一座20kW級的試驗性波浪發電站。
2.3 溫差能
溫差能是由於深部海水與表面海水溫度差而產生的能量。溫差能發電與地熱能發電相似，其方式有三種：第一種是開放循環式，即將海水直接在低壓下蒸發，產生蒸汽，去推動渦輪發電機發電。最早提出開放循環式溫差發電的是法國的阿松瓦爾，他的學生克勞德在1926年試驗成功海水溫差發電，並於1930年在古巴海濱建成世界上第一座海水溫差發電站，功率為10kW。1948年，法國在非洲象牙海岸建造了一座7000kW的海水溫差發電站。開放循環式發電除得到電能外，還可以得到大量的淡水和副產品。第二種是封閉循環式，即利用海水上下溫度差來使低沸點物質(如氟里昂、氨等)產生蒸汽，再用蒸汽推動渦輪發電機發電。閉路循環式是美國安德森父子1964年提出來的，1979年美國在夏威夷正式建成閉路循環式發電站，發電能力為50kW。閉路循環式發電可大大提高進排氣之間的壓力差和渦輪機的工作效率。第三種是混合循環式，它具有以上兩種發電方式的特點，且效率更高。
目前，全世界已建有8座溫差能發電站。預計到2010年全球將有1030座海洋溫差能發電站問世。美、日等國是研究溫差能發電的先進國家。美國在夏威夷建有一座閉路循環溫差發電站，輸出功率50kW，還將建一座發電能力達16萬kW的溫差能發電站。日本於20世紀80年代分別在南太平洋的諾魯島和鹿兒島建成100kW和MW級兩座溫差能電站。我國海域遼闊，東海、黃海、南海的平均水溫都比較高，特別是南海夏季平均可達36℃以上，且大部分地區水深在1000m以上，自表層向下500～1000m即可得到5℃的冷水，具有利用海水溫差發電的有利條件和廣闊前景。中國科學院廣州能源研究所於20世紀80年代中期曾在實驗室進行過開放式溫差能裝置的模擬研究。
2.4 鹽差能
海水屬於鹹水，它含有大量的礦物鹽，河水屬於淡水。因此，當陸地河水流入大海的交界區域，鹹淡水相混時就會形成鹽度差和較高的滲透壓力，淡水會向鹹水方向滲透，直至兩者鹽度平衡，在兩種水體的接觸面上新生一種物理化學能，利用這種能量發電就是海洋鹽差能發電。
鹽差能發電是美國人在1939年首先提出來的。目前，世界上只有以色列建了一座150kW的鹽差能發電的實驗裝置，實用性鹽差能發電站還未問世，看來人類要大規模地利用鹽差能發電還有一個相當長的過程。
2.5 海流能
海流亦稱洋流，是海洋中的海水朝一個方向不斷流動，尤如河流具有固定流動路線一樣，會產生一種不易覺察的海流動力。海流主要分布在大西洋的西部邊界，那裡有強大的黑潮海流、墨西哥海流，此外，世界上還有日本海流、北太平洋海流、南極環海流等。
海流能的主要用途是發電。它的發電原理就是利用海流的沖擊力使水輪機高速旋轉，再帶動發電機發電。美國設計了一個最宏偉的海流能利用裝置，就放在佛羅里達半島外側的墨西哥海流上，還將一艘海流發電船長年停泊在強勁的海流上發電。我國海流能發電起步較晚，1994年才在浙江省岱山縣官山島建成第一座海流能發電站。目前，世界海流能發電技術仍處於試驗研究
㈩ 誰能幫我解釋核能發電和潮汐發電
一．概述
自從1896年法國物理學家貝可勒爾發現鈾的天然放射性以來，由於近百年來世界各國科學家的辛勤探索，人類不但對物質的微觀結構有了更深刻的了解，而且還開發出了威力無比的核能。與此同時與核能相關的核技術，如加速器技術、同位素制備技術、核輻射探測技術、核成像技術、輻射防護技術及應用核技術等也得到迅猛發展。近百年來在這個領域已有40多位科學家獲得了世界科學技術成就的最高獎賞——諾貝爾物理學獎或化學獎，這是其他任何學科領域都從未有過的。
第二次世界大戰末期，美國使用綽號叫「小男孩」和「胖子」的兩顆原子彈在日本廣島和長崎造成了人間災難。從此人們一聽到「原子彈」三個字就不寒而粟，甚至「原子能」或「核能」也被曲解為核武器的代名詞。直至今天還有不少人對核電站害怕得很，以為核電站出事故時也會像原子彈一樣爆炸，公眾對核能和核技術充滿恐懼感和神秘感。
然而核能的發現和應用也與古代「火葯」的發明和應用一樣，它既能用來作為殺人武器，又能移山填海，造福人類。事實上，第二次世界大戰結束後，熱愛和平的各國科學家就在和平利用核能力上面進行了卓有成效的工作。原子彈爆炸9年後，世界上第一座核電站在前蘇聯建成發電，它標志著人類大規模利用核能時代的開始。然而，直到今天，核能的利用仍然在兩個領域中同時展開和同時發展。一方面在建設更多的不同堆型的核電站——輕水堆電站、重水堆電站、快堆電站，另一方面又在製造大規模的殺傷核武器——原子彈、氫彈、中子彈；一方面在建造核動力破冰船，另一方面又在建造核動力航空母艦和核潛艇。以致直至今天人類仍處在核威脅和核恐怖之中。為此熱愛和平的人們一直在呼籲禁止核武器，直至徹底銷毀全部核武器。
在進入21世紀，和平和發展已成為世界主流，人們既期望核能作為最具潛力的新能源在解決人類面臨的能源危機中能發揮主力軍的作用；又希望核武器永遠在地球上消失，讓人類賴以生存的地球成為美麗的樂園。
二．原子與原子核
人類對客觀世界的認識是逐步深化的。從宏觀上講，宇宙浩瀚無窮；從微觀上講，又存在一個肉眼看不見的，難以捉摸的無限渺小的世界。
兩千多年前人們就提出：世畀是由什麼構成的?鑒於當時的科學技術水平，人們只能靠猜測和臆想來解釋豐富多採的自然現象。時至今日，對這個問題人們可以毫不猶豫地回答：宇宙間浩瀚的萬物都是由元素構成的。
構成元素的最小單位是原於。原子非常小，其直徑大約只有l*lO-8cm。1911年盧瑟福通過用α粒子轟擊金屬薄片的散射實驗證實這么小的原子也是有核的。原子核更小，約為10-13cm，只佔原子大小的十萬分之一。原於核帶正電，它周圍是數目不等的帶負電的電子。原子核又是由質子和中子兩種粒子組成，質子帶正電，中子不帶電。質子所帶正電荷的大小和電子所帶負電荷的大小正好相等，因此整個原子是中性的。現代科學家測出質子的質量為1.007277原子質量單位，中子的質量為1.008665原子質量單位，而電子質量僅為0.0005486原子質量單位，可見原子的質量主要集中在核上。質子所帶正電荷的電量為1.602192*lO-19C。
如果原子核是由Z個質子和N個中子組成，則Z就是該原子核所屬元素的原子序數。Z+N=A，A就是原子的質量數。因此如果知道某元素的原子序數和質量數就可以知道原於核里的質子和中子數。通常用如下符號表示元素的核狀態：
質子數相同的原子具有相似的化學性質，處在元素周期表的同一位置，但它們的中子數可能不同；我們就把質子數相同而中子數不同的元素稱之為同位素。例如氫原子核只有一個質子，沒有中子( )，而它的同位素氘則有一個質子和一個中子( )，氚有兩個中子和一個質子( )。同位素在化學性質方面雖然相似，但其他性質就相差甚遠。如氫和氘都是穩定的同位素，而氚卻帶放射性。
1896年法國科學家貝可勒爾發現鈾元素能自動地放射出一種穿透力很強的射線，它能透過黑紙使底片感光，這就是所謂放射現象。隨後1900年居里夫婦在研究鐳射線時發現，鐳射線通過磁場後被分為兩束。1906年盧瑟福在重復居里夫婦的實驗時採用更高強度的磁場，結果鐳射線被分成了三束(見圖4-1)。後來科學家就把這三束射線分別稱之為α射線、β射線和γ射線。其中α射線是由帶正電的高速度的氦原子核組成；α射線是由速度很大的電子組成；而γ射線則是一種波長極短，不帶電荷的穿透力極強的射線。
現在科學家們已經知道，每一種元素的同位素在受到中子轟擊後，多半都會變成一種特定的放射性元素，都會放出。、α β γ射線，這些射線都具有一定的穿透力。因此人們可以在一種元素的原子核上人為地添加中子或質子，使他們變成別的原子。這樣的原子常常是有放射性的，通常就稱之為放射性同位素。通過加速器或核反應可以獲得大量的放射性同位素。
放射性同位素的原子核是不穩定的，它能自發地放射出α、β、γ射線而轉為另一種元素或轉變到另一種狀態，這一過程稱之為衰變。衰變是放射性原子核的基本特徵。但放射性同位素的每個核的衰變並不是同時發生的，而是有先有後。為了描述衰變過程的快慢，科學家定義放射性元素的原子核數因衰變而減少到原有原子核數一半時所需的時間為半衰期。因此衰變越快的元素，半衰期越短。半衰期是放射性同位素的一個特定常數，它基本上不隨外界條件的變動和元素所處狀態的改變而改變。
三．核能的來源
人類生活中利用的大多是化學能。化石燃料燃燒時燃料中的碳原子和空氣中的氧原子結合，同時放出一定的能量。這種原子結合和分離使得電子的位置和運動發生變化，從而釋放出的能量稱之為化學能。顯然它與原子核無關。
如果設法使原子核結合或分離是否也能釋放出能量呢?近百年來科學家持之以恆的努力給予的答案是肯定的。這種由於原子核變化而釋放出的能量，早先通俗地稱為原子能。因為所謂原子能實際上是由於原子核發生變化而引起的，因此應該確切地稱之為原子核能。經過科學家們多年的宣傳，現在廣大公眾已了解原子能實際上是「核」的功勞，於是現在簡潔的稱呼「核能」取代了「原子能」；「核彈」、「核武器」取代了「原子彈」和「原子武器」。
「核能」來源於將核子(質子和中子)保持在原子核中的一種非常強的作用力——核力。試想，原於核中所有的質子都是帶正電的，當它們擁擠在一個直徑只有10-13cm的極小空間內時其排斥力該有多麼大!然而質子不僅沒有飛散，相反地還和不帶電的中子緊密地結合在一起。這說明在核子之間還存在一種比電磁力要強得多的吸引力，這種力科學家就稱之為「核力」。核力和人們熟知的電磁力以及萬有引力完全不同，它是一種非常強大的短程作用力。當核子間的相對距離小於原子核的半徑時，核力顯得非常強大；但隨著核子間距離的增加，核力迅速減小，一旦超出原於核半徑，核力很快下降為零。而萬有引力和電磁力都是長程力，它們的強度雖會隨著距離的增加而減小，但卻不會為零。
科學家在研究原於核結合時發現，原子核結合前後核子質量相差甚遠。例如氦核是由4個核子(2個質子和2個中子)組成，對氦核的質量測量時發現，其質量為4.002663原子質量單位：而若將4個核子的質量相加則應為4.032980原子質量單位。
這說明氦核結合後的質量發生了「虧損」，即單個核的質量要比結合成核的核子質量數大。這種「質量虧損現象」正是緣於核子間存在的強大核力。核力迫使核子間排列得更緊密，從而引發質量減少的「怪」現象。
根據愛因斯坦的質能關系，任何物質的質量m和能量E之間有如下關系： E=mc2
式中：C為真空中的光速。根據上式，氮核的質量虧損所形成的能量為E=28.30MeV。當然就單個氦核而言，質量虧損所形成的能量很小，但對1g氦而言，它釋放的能量就大得驚人，達6.78×1011J，即相當於19萬kW·h的電能。由於核力比原子核與外圍電子之間的相互作用力大得多，因此核反應中釋放的能量就要比化學能大幾百萬倍。科學家將這種由核子結合成原子核時所放出的能量稱之為原子核的總結合能。由於各種原子核結合的緊密程度不同，原子核中核子數不同，因此總結合能也會隨之變化。由於結合能上的差異，於是產生了兩種利用核能的不同途徑：核裂變和核聚變。
核裂變又稱核分裂，它是將平均結合能比較小的重核設法分裂成兩個或多個平均結合能大的中等質量的原子核，同時釋放出核能。重核裂變 般有自發裂變和感生裂變兩種方式。自發裂變是重核本身不穩定造成的，因此其半衰期都很長。如純鈾自發裂變的半衰期約為45億年，因此要利用自發裂變釋放出的能量是不現實的。例如100萬kg的鈾自發裂變發出的能量一天還不到lkW·h電能。感生裂變是重核受到其他粒子(主要是中子)轟擊時裂變成兩塊質量略有不同的較輕的核，同時釋放出能量和中子。一個鈾核受中子轟擊時發生感生裂變時所釋放的能量如表4-1所示。核感生裂變釋放出的能量才是人們可以加以利用的核能。
核聚變又稱熱核反應，它是將平均結合能較小的輕核，例如 氘和氚在一定條件下將它們聚合成一個較重的平均結合能較大的原子核．同時釋放出巨大的能量。由於原子核間有很強的靜電排斥力，因此一般條件下發生核裂變的幾率很小，只有在幾千萬度的超高溫下，輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發生持續的核聚變。由於超高溫是核聚變發生必須的外部條件，所以又稱核聚變為熱核反應。
由於原子核的靜電斥力同其所帶電荷的乘積成正比，所以原子序數越小，質子數越少，聚合所需的動能(即溫度)就越低。因此只有一些較輕的原子核，如氫、氘、氚、氦、鋰等才容易釋放出聚變能。最有希望的聚合反應是氘和氚的反應，它釋放的能量是鈾裂變反應的5倍。
利用氦（2He4）、鋰（3Li6）和氫的同位素氘及氚產生的幾種不同的聚變反應，其中以氘－氚反應和氘－氘反應較為理想。氘－氚反應可以在較低的溫度下進行：
1D2＋1T3 → 2He4＋n＋17.6MeV
但氚只能由人工製造，如用中子轟擊鋰－6獲得：
3Li6＋n → 2He4＋1T3＋4.8MeV
而鋰資源有限，只能供應數百年，因此氘－氚反應不能從根本上解決能源問題。利用豐富的氘同位素作原料，使其聚合發生下列反應：
1D2 ＋1D2 → 2He3＋n＋3.2MeV
1D2＋1D2 → 1T3＋P＋4.0MeV
1D2＋2He3 → 2He4＋P＋18.3MeV
在不使用鋰－6的情況下，總反應為：
61D2 → 2 2He4＋2P＋2n＋43.1MeV
氘在海水中含量非常豐富，而且提取也經濟。海水中的重水是提取氘的重要原料。如每一立方米海水中的氘具有的潛能相當於大約270噸煤或1360桶石油的燃燒能量，而全球海洋中的氘的總能量供應相當於全世界原始化石燃料總能量供應的5000萬倍。若氘－氘反應能夠實現，海洋將成為人類用之不竭的能源。另一方面由於聚變反應不產生裂變碎片，所以更為安全，因此核聚變是理想的能源。
在氫彈爆炸中發生的是不可控的核聚變反應，而可控的核聚變反應至今仍處在研究階段。核聚變反應的主要困難是如何獲得熱核反應所需的1億攝氏度的高溫及如何約束高溫下的熱核材料。雖然目前世界上已建成了很多對高溫等離子體實行磁約束的實驗裝置，但至今未獲得突破性的進展。
由於核聚變要求很高的溫度，目前只有在氫彈爆炸和由加速器產生的高能粒子的碰撞中才能實現。因此使聚變能能夠持續地釋放，讓其成為人類可控制的能源，即實現可控熱核反應仍是21世紀科學家奮斗的目標。
四．反應堆
1．鏈式反應
20世紀最激動人心的科學成果之一就是核裂變的利用。鏈式反應是實現大規模可控核裂變的關健。圖4-2是核裂變鏈式反應的示意圖。從圖上可以看出；每個鈾核裂變時會產生2-3個中子，這些中子又會轟擊其他鈾核，使其裂變並產生更多的中子，這樣一代一代發展下去就會形成一連串的裂變反應。這種連續不斷的核裂變過程就稱之為鏈式反應。雖然控制中子數的多寡就能控制鏈式反應的強弱。最常用的控制中子數的方法就是用善於吸收中子的材料製成控制棒，並通過控制棒位置的移動來控制維持鏈式反應的中子數目，從而實現可控核裂變。鎘、硼、鉿等材料吸收中子能力強，常用來製作控制棒。
2．反應堆的分類
實現大規模可控核裂變鏈式反應的裝置稱為核反應堆，簡稱為反應堆．它是向人類提供核能的關鍵設備。根據反應堆的用途所採用的燃料、冷卻劑與慢化劑的類型以及中於子能量的大小，反應堆有許多分類的方法。
(1)按反應堆的用途分類
1) 生產堆。這種堆專門用來生產易裂變或易聚變物質，其主要目的是生產核武器的裝料懷和氚。
2)動力堆。這種堆主要用作發電和艦船的動力。
3)試驗堆。這種堆主要用於試驗研究，它既可進行核物理、輻射化學、生物、醫學等方面的基礎研究，也可用於反應堆材料，釋熱元件、結構材料以及堆本身的靜、動態特性的應用研究。
4)供熱堆。這種堆主要用作大型供熱站的熱源。
(2)按反應堆採用的冷卻劑分類
1)水冷堆。它採用水作為反應堆的冷卻劑。
2)氣冷堆。它採用氦氣作為反應堆的冷卻劑。
3)有機介質堆。它採用有機介質作反應堆的冷卻劑。
4)液態金屬冷卻堆。它採用液態金屬鈉作反應堆的冷卻劑。
(3)按反應堆採用的核燃料分類
1)天然鈾堆。以天然鈾作核燃料。
2)濃縮鈾堆。以濃縮鈾作核燃料。
3)釷堆。以釷作核燃料。
(4)按反應堆採用的慢化劑分類
1)石墨堆。以石墨作慢化劑。
2)輕水堆。以普通水作慢化劑。
3)重水堆。以重水作慢化劑。
(5)按核燃料的分布分類
1)均勻堆。核燃料均勻分布。
2)非均勻堆。核燃料以燃料元件的形式不均勻分布。
(6)按中子的能量分類
1)熱中子堆。堆內核裂變由熱中子引起。
2)快中子堆。堆內核裂變由快中子引起。
3．動力堆
在核能的利用中動力堆最為重要。動力堆主要有輕水堆，重水堆、氣冷堆和快中子增殖堆。
(1)輕水堆
輕水堆是動力堆中最主要的堆型。在全世界的核電站中輕水堆約佔85.9%。普通水(輕水)在反應堆中既作冷卻劑又作慢化劑。輕水堆又有兩種堆型：沸水堆和壓水堆。前者的最大特點是作為冷卻劑的水會在堆中沸騰面產生蒸汽，故叫沸水堆。後者反應堆中的壓力較高，冷卻劑水的出口溫度低於相應壓力下的飽和溫度，不會沸騰，因此這種堆又叫壓水堆。壓水堆是核電站應用最多的堆型，在核電站的各類堆型中約佔61.3%。
(2)重水堆
重水堆以重水作為冷卻劑和慢化劑。由於重水對中子的慢化性能好，吸收中子的幾率小，因此重水堆可以採用天然鈾作燃料。這對天然鈾資源豐富，又缺乏濃縮鈾能力的國家是一種非常有吸引力的堆型。在核電站中重水堆約佔4.5%。
(3)氣冷堆
氣冷堆是以氣體作冷卻劑，石墨作慢化劑。氣冷堆經歷了三代。第一代氣冷堆是以天然鈾作燃料，石墨作慢化劑．二氧化碳作冷卻劑。這種堆最初是為生產核武器裝料，後來才發展為產和發電兩用。這種堆型早巳停建。第二代稱之為改進型氣冷堆，它是採用低濃縮鈾作燃料，慢化劑仍為石墨，冷卻劑亦為二氧化碳，但冷卻劑的出口溫度已由第一代的400度提高到600℃。第三代為高溫氣冷堆。與苗兩代的區別是採用高濃縮鈾作燃料，並用氦作為冷卻劑。由於氦冷卻效果好，燃料為彌散型無包殼，堆芯石墨又能承受高溫，所以堆芯氣體出口溫度可高達800℃，故稱之為高溫氣冷堆。核電站的各種堆型中氣冷堆約佔2%—3%，除發電外高溫氣冷堆的高溫氦氣還可直接用於需要高溫的場合，如煉鋼、煤的氣化和化工過程等。
(4)快中子增殖堆
前述的幾種堆型中核燃料的裂變主要是依靠能量比較小的熱中子，都是所謂熱中子堆。在這些堆中為了慢化中子，堆內必須裝有大量的慢化劑。快中子反應堆不用慢化劑，裂變主要依靠能量較大的快中子。如果快中子堆中採用239Pu（鈈）作燃料，則消耗一個239Pu核所產生的平均中子數達2.6個，除維持鏈式反應用去一個中子外，因為不存在慢化劑的吸收，故還可能有一個以上的中子用於再生材料的轉換。例如可以把堆內天然鈾中的238U轉換成239Pu，其結果是新生成的239Pu核與消耗的239Pu核之比(所謂增殖比)可達1.2左右，從而實現了裂變燃料的增殖。所以這種堆也稱為快中子增殖堆。它所能利用的鈾資源中的潛在能量要比熱中子堆大幾十倍。這正是快堆突出的優點。
由於快堆堆芯中沒有慢化劑，故堆芯結構緊湊、體積小，功率密度比一般輕水堆高4-8倍。由於快堆體積小，功率密度大，故傳熱問題顯得特別突出。通常為強化傳熱都採用液態金屬鈉作為冷卻劑。快中子堆雖然前途廣闊，但核術難度非常大，目前在核電站的各種堆型中僅佔0.7%。
潮汐能發電
潮汐能的主要利用方式是潮汐發電。利用潮汐發電必須具備兩個物理條件：首先潮汐的幅度必須大，至少要有幾米；第二海岸地形必須能儲蓄大量海水，並可進行土建工程。潮汐發電的工作原理與一般水力發電的原理是相近的，即在河口或海灣築一條大壩，以形成天然水庫，水輪發電機組就裝在攔海大壩里。潮汐電站可以是單 水庫或雙水庫。從圖1可以看出單水庫潮汐電站只築一道堤壩和一個水庫。老的單水庫潮汐電站是漲潮時使海水進人水庫，落潮時利用水庫與海面的潮差推動水輪發電機組。它不能連續發電，因此又稱為單水庫單程式潮汐電站。新的單水庫潮汐電站利用水庫的特殊設計和水閘的作用既可漲潮時發電，又可在落潮時運行，只是在水庫內外水位相同的平潮時才不能發電。這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站，它大大提高了潮汐能的利用率。
因此為了使潮汐電站能夠全日連續發電就必須採用雙水庫的潮汐電站。圖2是雙水庫潮汐電站的示意圖。這種電站建有兩個相鄰的水庫，水輪發電機組放在兩個水庫之間的隔壩內。一個水庫只在漲潮時進水（高水位庫），一個水庫（低水位庫）只在落潮時泄水；兩個水庫之間始終保持有水位差，因此可以全日發電。 由於海水潮汐的水位差遠低於一般水電站的水位差，所以潮汐電站應採用低水頭、大流量的水輪發電機組。目前全貫流式水 輪發電機組由於其外形小、重量輕、管道短、效率高已為各潮汐電站廣泛採用。
據估計到2O00年全世界潮汐發電站的年發電量可達到3X1010～6X1010kw·h。潮汐電站除了發電外還有著廣闊的綜合利用前景，其中最大的效益是圍海造田、增加土地，此外還可進行海產養殖及發展旅遊。正由於以上原因潮汐發電已倍受世界各國重視。