‹ 回去

6.3 新能源发展趋势

能源与可持续发展 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 新能源指传统化石能源之外,可再生、清洁且技术处于发展期的能源形式及其利用技术。

从哪来 本知识点建立在 1.2 电磁波的特点 之上。因为太阳能(光伏)和无线输电等新能源核心技术,其物理本质均涉及电磁波的能量传输、吸收与转化,理解电磁波特性是理解新能源获取机制的基础。

为什么 传统化石能源不可再生且污染大,而新能源(如太阳能、风能)本质是将自然界中持续存在的能量(光能、动能)通过物理或化学手段转化为电能或热能。以光伏为例,其核心原理是光生伏特效应,即电磁波(光子)激发半导体材料中的电子跃迁产生电流。这解释了为何新能源是“清洁”且“可持续”的——因为它直接利用自然界的能量流,而非消耗地球有限的化学能储备。

讲法
类比法:从“接雨水”到“接阳光” 适合形象思维强、抽象逻辑较弱的学生。 讲解时,将太阳能板比作“接阳光的网”,将风力发电机比作“接风的帆”。强调新能源不是“制造”能量,而是像渔网捕鱼一样,从自然界源源不断的“能量流”中捕获能量。对比化石能源是“挖地下的存粮”,新能源是“接天上的雨水”,从而直观理解“可再生”和“清洁”的含义。
讲法
数据对比法:算一笔经济与环境账 适合逻辑性强、喜欢量化分析的学生。 列出单位质量煤炭燃烧产生的CO2量与同等电量太阳能发电产生的CO2量(接近0)。引入“平准化度电成本(LCOE)”概念,展示过去十年太阳能成本下降曲线。通过数据证明:新能源不仅是环保选择,更是经济必然。让学生理解“发展趋势”背后的驱动力是成本下降和技术效率提升。
讲法
技术演进法:从“被动利用”到“主动调控” 适合对科技前沿感兴趣、思维活跃的学生。 梳理新能源发展的三个阶段:1.0阶段(直接利用,如晒盐、风车磨面);2.0阶段(转换利用,如光伏板、风力发电);3.0阶段(智能调控,如储能电池、智能电网)。重点讲解当前瓶颈——“间歇性”(天黑没太阳,风停没风),引出“储能”和“氢能”作为解决方案,说明为什么新能源发展离不开电池技术和电网改造。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
某地安装了一套100kW的光伏发电系统。若当地年平均日照等效小时数为1200小时,求该系统一年产生的电能是多少千瓦时(kWh)?若这些电能替代燃煤发电(每度电耗煤300g,煤热值30MJ/kg),一年可节约多少吨标准煤?(注:1kWh=3.6MJ)
变式
上述光伏系统在夏季正午功率可达100kW,但夜间为0。若该地电网要求用户保持功率因数稳定,且用户有一个100kWh的电池储能系统。假设白天发电100kW持续4小时,其中60%用于即时负载,40%存入电池。夜间负载功率恒定为20kW,电池放电效率为90%。问:夜间电池能支持负载运行多少小时?若不足,需从电网补多少度电?
看解答过程
1. 计算年发电量: $W = P \times t = 100 \text{ kW} \times 1200 \text{ h} = 120,000 \text{ kWh}$ 2. 计算节约的煤量: 每度电耗煤 300g = 0.3kg。 总耗煤量 $m = 120,000 \times 0.3 \text{ kg} = 36,000 \text{ kg} = 36 \text{ t}$。 答: 一年产生电能 120,000 kWh,节约标准煤 36 吨。
试试手自己判
检测题
某学校屋顶安装了50kW光伏系统。某天白天发电200kWh,全部存入电池(电池容量250kWh,初始电量50kWh)。晚上学校用电功率恒为10kW,持续8小时。已知电池放电效率80%,电网电价1元/kWh。问: 1. 晚上电池能释放多少有效电能? 2. 晚上需要从电网购买多少度电? 3. 若不使用电池,直接从电网买电,晚上电费是多少?使用电池后,晚上电费是多少?(假设电池充电免费,仅计算电网购电部分)
看答案和判分标准
答案:1. 电池总电量 = 50 + 200 = 250kWh(满)。 有效释放 = 250 × 80% = 200kWh。 2. 晚上总需电 = 10kW × 8h = 80kWh。 因为 200kWh > 80kWh,电池足够覆盖。 需从电网购买 = 0 kWh。 3. 不使用电池:电费 = 80 × 1 = 80元。 使用电池:电费 = 0 × 1 = 0元。
判对标准:
- 正确计算电池总电量和有效释放量(200kWh)得2分。
- 正确判断电池电量大于负载需求,得出购电量为0得2分。
- 正确计算两种情况下的电费对比(80元 vs 0元)得1分。
- 逻辑清晰,单位正确得1分。
- 若学生误算电池未满或效率计算错误,扣相应分数。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›