第三节 开发新能源 学案

第一篇：第三节 开发新能源 学案

学

案

一、学习目标

1．通过学习知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。

2．通过学习知道太阳能和核能是两种新能源。3.通过学习了解直接利用太阳能的两种途径

4.通过学习了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。

二、学法指导

1、加强自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会；

2、和老师一起收集资料、交流，一同经历，共同提高；

三、释疑解难 释疑知识点：

太阳能：太阳能是一种可再生能源,没有污染。人们利用太阳能转化为电能和热能来加以利用。现在很多家庭使用太阳能热水器和有些地方使用的太阳灶都是比较常见的利用方式。而太阳能电池在小的计算器和航天器上常常用到。

核能：核能的开发和利用有两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量。核裂变市郊中的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。既铀原子核在中子的轰击下行会产生裂变反应，每个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2～3个以上的中子。核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。

利用核裂变发电就是有效控制链式反应的速度，使核反映缓慢的进行，并源源不断的释放热能。其他新能源：地热能是利用地球内部炽热的岩浆使地下水变为水蒸气从而发电的一种能量；潮汐能是月球、太阳对地球的引力作用而产生的潮汐能；风能是利用空气高速流动带来的能量。

四、自我检测

1.关于核能的获得，下列说法正确的是（）

A 核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置

B 当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式

C 核电站是使核能转化为内能，在通过汽轮发电机转化为电能的装置

D 在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变 2.关于太阳能的下列说法中，不正确的是（）

A 太阳能是可供人类利用的一种新能源，不受季节和天气的影响

B 太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用

C 太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染

D 对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源

五、交流园地

六、课外空间

一、核能特点和利用前景

（一）核能及其特点 原子核反应释放出来的能量，称为核能。它是本世纪五十年代开始利用，藏量丰富的能源。核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量，它的能量巨大。核电站最常用的核燃料是铀235。一克铀

5释放的能量相当于2.5吨标准煤燃烧释放的热量。

核能具有以下特点：

1.核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它发电，燃料的运输量小。

2.核电站的建设，地区适应性强。在煤、石油、天然气等燃料缺少和水能源资源不足而又需要大量能源的地区很适合建核电站。

3.建立核电站投资大，建设的周期长，需要较高的技术和设备。特别需要防止放射性物质外逸的密封设备，又需要处理好核废料，以确保安全。

4.核电站建成投产后，运转费用低，经济效益大。

5.核能是一种清洁的能源。核电站正常运转时对环境的影响远比燃煤电站为好，核电站附近居民所受的辐射剂量，通常低于大气中的天然含量。

（二）核能的利用前景在国际上核能已获得了广泛的利用和发展，并将成为世界未来能源的支柱之一。目前，世界上已有26个国家建有核电站。到1985年止，全世界已建成并投入运转的核电站达371座，发电能力2亿多千瓦。大力发展核电站，是许多国家在全面研究能源现状和前景后所采取的一项基本政策。不仅工业发达国家是这样，而且一些发展中国家和地区，如印度、南朝鲜、罗马尼亚等也在发展核电站。据1977年世界能源会议对世界经济和能源发展的预测，到本世纪末，世界上将有49个国家拥有核电近9亿千瓦。核能将成为世界能源供应的一大支柱。我国有丰富的铀矿资源，应用核燃料发电，是开发新能源的途径之一。例如，我国正在浙江省海盐县兴建自行设计的秦山核电站，装机容量为60万千瓦；在广东深圳东面的大亚湾畔兴建广东核电站，装机容量为180万千瓦。

二、太阳能、风能的开发利用

（一）太阳能的开发利用

地球上的能量主要来自太阳。每天达到地球上的太阳能大约相当于5千亿吨煤燃烧释放的能量。其中绝大部分通过各种途径消耗于大气、水的循环和植物的生长，人类直接利用的太阳能非常少。这是因为太阳能比较分散，不像常规能源的能量集中，这就给太阳能的直接利用，在技术上带来一定困难。如建立一个100万千瓦的太阳能发电厂，需要一个42平方公里的接收面积。投资大，效率低，占地广，储能难。如果利用技术突破以后，太阳能利用的前景是非常广阔的。

目前，已有很多国家对太阳能的利用在进行试验和探索，有的已建成太阳能电站，有的重点发展廉价可靠的太阳能电池，有的已建成太阳能住宅，实现太阳能取暖、空调、照明和供热水等。

我国大部分地区位于中纬度，正午太阳高度角比较大，为太阳能的利用提供了有利条件。而且冬季多晴天，太阳辐射总量多。全国年日照总时数一般大于2000小时，西部地区超过3000小时。太阳辐射总量超过140千卡/厘米的地区的占全国面积的一半以上。青藏高原太阳能辐射总量160－240千卡/厘米，利用太阳能的潜力很大。

我国对太阳能的利用已有一定的发展，育秧和蔬菜的温室面积，已达8万余亩；太阳灶已有几万台；太阳能热水器已有约12万米的采光面积；太阳能干燥器30多座；太阳能电池的研制工作也取得了可喜的成果。

（二）风能的开发利用

风能是一种用之不竭的天然能源。有人估计，地球上每年风的能量相当于3200亿吨煤的能量。

我国风能资源丰富。初步估算我国风能资源的蕴藏量约10亿千瓦左右，有可能利用的约占10％，即1亿千瓦左右。其地区和时间的分布具有明显的差异。一般地说，北方多于南方，从沿海向内陆迅速减弱；冬季和春季风力普遍大于夏秋两季。例如，藏北高原冬半年≥8级以上的大风日数多达150天。

由于风速、风向的变化多，不容易连续稳定供给能量。因此，风力发电站要根据风能的特点，运用机械装置和蓄电装置，才能不间断地、稳定地供给电力。风力发电不消耗燃料，不污染环境，2

22特别适用于风力较强的东南沿海岛屿，以及缺乏电网的草原牧区和偏僻地区。我国已在北京、浙江、青海、内蒙古等地建立了一些小型的风力试验电站。

三、沼气的开发利用

沼气是有机物质发酵后，产生一种以甲烷、二氧化碳为主，并含有少量其他物质的可燃气体。农村中的有机物质，例如农作物的秸秆、杂草、树叶、粪便等都是产生沼气的原料。把这些原料放进沼气池。在一定的温度、湿度和酸碱度的条件下，经多种厌氧微生物的作用而形成的沼气，可以用作燃料。残留在沼气池中的渣滓，保存着大部分有机物和植物生长需要的营养元素，仍可用作肥料还田。

人工制取沼气作为能源，具有投资少、可以分散就地使用、干净、可再生等特点。各地都有丰富的原料，因此它是一种比较理想的能源。生产1立方米的沼气，相当于1000克原煤的热能，而在沼气灶上利用沼气，其热能利用率可达60％，为目前炉灶燃料利用率的3倍多。利用农业生产本身提供的生物物质制取沼气，不但合理、经济、有效利用生物能，提高燃料热能利用率，解决农村生活燃料不足，而且可以缓和燃料同饲料、肥料、工业原料相争的矛盾，实现秸秆还田，提高土壤肥力，促进农业增产。同时，对保护植被，减少水土流失，使农业生态系统向良性循环方向发展，也将起着重要的作用。此外，也有利于净化环境。

我国可以用来生产沼气的资源十分丰富，仅农村可开发资源量为2.1亿吨左右，产生沼气约53亿立方米。一年人均沼气量约为64立方米，可解决全国农业人口6—8个月的基本生活燃料。一般说来，北方冬季气温低，不利于生物物质发酵产生沼气，因而利用沼气的季节短；南方气温高，利用沼气的季节长，冬季仍可利用。近几年来，我国农村推广利用沼气，已取得了很大的成绩，已建农户家用沼气池700多万个，沼气动力站和沼气发电站1700多处，有些农村基本上解决了生活能源不足的问题。

第二篇：开发新能源

开发新能源

安徽省合肥市第五十中学

尹洁

一、课型、课时

2课时。第1课时：交流研讨课；第2课时：以讲授为主，穿插学生的交流讨论。

二、教学目标 1．知识与技能：

（1）知道太阳能和核能是两种重要的新能源。（2）了解直接利用太阳能的途径。

（3）了解裂变和聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用以及核电站的原理。

2．过程与方法：

让学生经历搜集资料过程，并能在交流中准确表述自己的观点。3．情感态度与价值观：

引导学生关心科学发展前沿，知道人类在为开发新能源不断努力，有将科学服务于人类的使命感和责任感。

三、教学重点、难点

重点：让学生了解太阳能、核能等新能源的开发与利用，培养学生的科研意识和科研兴趣。难点：了解裂变和聚变；培养学生的科研意识和科研兴趣。

四、教材分析

本节是在上一节提出的能源危机的问题基础上，让学生进一步认识到要解决能源的危机，根本途径是开发和利用新能源。教材主要介绍了太阳能和核能，并通过信息浏览介绍了一些其它新能源。本节重在让学生了解一些关于新能源开发的科技前沿状况，培养学生珍惜资源、开发新能源的科研意识和科研兴趣。知识上的要求并不高，很多内容可以组织学生自主学习。在知识和疑难点拨中，核变是难点，教学中应力求通俗易懂。

五、教学思路

本节课教学分为2课时进行，第一课时希望通过学生自己收集资料并互相交流讨论来了解太阳能，从而培养学生自主学习的能力。因此，课前安排学生阅读教材和查阅有关资料，课堂上组织学生就太阳能的优点、太阳能的吸收利用和直接利用太阳能的方式展开交流讨论。教师及时予以补充、总结。补充介绍了广泛利用太阳能的困难，以培养学生珍惜资源、继续开发太阳能的意识。第2课时了解核能，由于核能、裂变、聚变、链式反应等概念均涉及到核反应知识，而学生头脑里，这部分知识几乎是一个空白。所以，本节教学以讲授为主，借助课件展示一些动画或图片，引导学生观察、思考和交流，从抽象到形象，帮助理解。课前安排学生查阅我国核电站的情况和现今已开发了哪些新能源，在课堂上交流讨论，使学生对科技前沿的发展有更多的认识。作业的布置体现自主学习的原则，将课堂延伸到课后，使学生在主动的探究中进一步巩固知识、发展能力。

六、教学过程 第1课时 1．引入新课：

能源问题是当今人类所关注的焦点。像石油、煤、天然气等化石燃料，是经过漫长的地质年代才形成的，人类大量开采消耗以后，短期内无法恢复。以中东地区的石油为例，尽管探明储量占世界一半以上，但如按现在的开采速度，也只能维持30～40年。那么怎样解决现有能源即将出现的危机呢？人们很自然地把目光转向开发新能源。（板书）19.2 开发新能源 2．新课教学

（1）提出问题：有人预言，到21世纪，太阳能将会成为人类的重要能源之一。同学们知道太阳能有哪些特点吗？

组织学生将自己查阅的资料相互交流讨论。（2）教师总结：

① 太阳能十分巨大．用课件投影出书中图19-5，指出地球从太阳获得的能量比全世界的发电总量高出5×104倍，相当于目前每年燃烧的化石燃料的3.5万倍。

②太阳能供应时间长久。根据推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的能源。

③ 太阳能分布广阔，获取方便，无需挖掘开采和运输。

④太阳能是最清洁的能源，没有污染。

（板书）1.太阳能特点：巨大、长久、经济、清洁。

（3）在课堂上展开讨论：在地球表面太阳能是如何被吸收利用的？ 组织学生将自己查阅的资料相互交流讨论。教师根据需要投影出相关示意图片或动画适时加以补充。

（4）老师总结：（边叙述边投影相关的示意图片或动画）

太阳能到达地面后，主要通过被植物微生物吸收、被海洋吸收、使大气和水升腾循环、直接利用四个渠道吸收利用。地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳。化石能源从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。（5）在课堂上展开讨论：人类一直致力于直接利用太阳能，你知道怎样直接利用太阳能吗？试举例说明。

组织学生将自己查阅的资料相互交流讨论。

（6）教师总结：直接利用太阳能有三条途径：① 把太阳能转化为内能；②把太阳能转化为电能；③ 把太阳能转化为化学能。

（板书）2.直接利用太阳能的途径：① 把太阳能转化为内能；②把太阳能转化为电能；③ 把太阳能转化为化学能。

（7）提出问题：既然太阳能有那么多优点，为什么没有大量推广、大范围应用呢？

讲述：因为太阳能虽然十分巨大，但它太分散，要大规模开发利用必须设置庞大的收集和转换能量的系统，目前造价还太高，影响推广．太阳能的利用还受季节、天气的影响。温度低的地方其热效率会降低。因此要大规模地直接利用太阳能还要做大量的研究工作。但是随着科学技术的进步，应用也将越来越广泛． 3.小结本节内容 4.作业：

（1）你知道如何利用太阳能为家庭提供取暖、生活用热水吗？（2）请设计一个利用太阳能的装置。

第2课时

1．引入新课： 为什么“太阳”能无穷尽地释放它的能量？科学家们发现在太阳内部不断的发生着核反应，同时释放出一种能量并以电磁波的形式从太阳中辐射出来。这种能量就是核能。（板书）核能 2．新课教学：

（1）讲述：本世纪初，科学家们通过实验和理论研究对原子和原子核的组成有了正确的认识，发现原子核是可以改变的，而且在改变过程中可以释放出巨大的能量。物理学中把这种原子核内部蕴藏的巨大的能量叫原子核能，简称核能。

（板书）1.原子核内部蕴藏的巨大的能量叫原子核能，简称核能。那么，怎样使蕴藏在原子核里的巨大核能释放出来造福人类呢？ 经过科学家们的大量实验研究和理论分析，发现释放核能可以有重核的裂变和轻核的聚变两条途径。

（板书）2.核裂变

（2）用课件投影铀核裂变示意图，讲述：核物理中把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应称为裂变。

演示：如图所示，将火柴棒直接插入纸板，露出火柴头，点燃左方第一根火柴头，观察出现的现象。

用课件投影链式反应过程示意动画并讲述：科学家研究发现，用中子轰击铀核，才能使铀核发生裂变，铀核分裂时，除了释放核能还同时放出2～3个中子，这2～3个中子又去轰击其它铀核，引起2～3个新铀核裂变，又各放出2～3个中子，这些中子又去轰击更多的轴核发生裂变……随着一个轴核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。（板书）链式反应

如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。用课件投影我国第一颗原子弹爆炸情况示意图。（讲述：这就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。）

（3）讲述：要安全利用核能，必须控制产生中子的数量和速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆。（板书）核反应堆——能缓慢、平稳地释放核能的装置。

人们已经成功地生产出各种规格的核反应维，它是核潜艇、核电站等设施的核心部件。

① 用课件投影核电站工作流程示意图，简述核电站工作流程。② 组织学生将查阅的有关我国核电站的资料相互交流。

（4）讲述：科学家们在对核反应的研究中还发现，在超高温条件下，将两种质量较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变。（板书）3.核聚变

用课件投影一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的聚变反应示意图，并作简单说明。同时指出：聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍．太阳能就是来自于太阳内的核聚变。目前，核聚变应用只限于核爆炸，用课件投影我国第一颗氢弹爆炸的示意图。

聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。因此世界上许多国家都在积极研究控制聚变反应课题，并取得了进展。我们国家自己研制的可控核聚变的实验装置--中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。

（5）提出问题：除了太阳能、核能，你还知道那些正在开发和利用的新能源？ 组织学生将自己查阅的资料相互交流讨论。教师根据需要适时加以补充。3．小结：

通过学习，我们认识了很多新能源，但不少新能源离大规模实用化还要经历较长的历程，因此现今人类仍需珍惜资源，节约能源。

4．作业：请调查一下，我市是否正在开发新的能源。如果有，看看这些能源是怎样被开发利用的？

七、教学体会

本节课自始至终，教师与学生、学生与学生之间进行交流互动、相互启发、相互补充，丰富了教学内容，培养了学生收集信息和处理信息的能力、交流能力。由于指导学生提前做了充分准备，学生对通过自己搜集掌握的知识很自信，教学中都很积极的陈述自己的内容，课堂气氛活跃，兴趣很浓，对自己没找到的内容听得很投入。以教师讲述为主内容，通过课件提供图片和动画，让学生观察、思考和交流，从抽象到形象，使教学过程不枯燥，有效提高了教学效果。

第三篇：开发新能源

姓名：亚库普。苏力坦 学号: 10091710230 班级：10级师范

（一）班 1

一、世界能源的现状

1、目前世界能源主要取自于化石能源（石油、天然气与煤炭）

2、随着社会经济的发展，对能源的需求也日益增长。预计，2010年全球能源需求量达到105.99亿吨油当量，2020年达到128.89亿吨当量，2025年则达到136.50亿吨当量，平均年增率为2%；

3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴藏量可观的油田的话，估计到2040年，最多到2050年就要用完；而天然气估计可以用到2050年，加上可能再发现的天然气田,最 多用到2090年；煤炭的情况好一 些，估计可以再用200年甚至300年。综上所述，到本世纪末，除煤炭外, 其它的化石能源就要开采殆尽！“能源危机” 之说绝不是危言耸听！

4、与此同时，化石能源的碳排放带来 的环境污染也日趋严重，减排任务 相当艰巨！2009年12月18日在哥本哈根召开的世

界气候会议的主要议 题是，工业化国家减少温室气体的 排放目标与帮助发展中国家适应气候的变迁。由于欧美等发达国家的消极态度，最后没有达成实质性协议。可见，世界性的减排、低碳之路任重而道远！

解决能源危机的办法： 新能源的开发利用（开源）与节能（节流）

1、新能源的开发利用

（1）太阳能的开发利用

太阳是一个十分巨大的能源, 它送到地球的光功率就有 12万TW（1TW（太瓦）=1MMW=1000000000000W）。与此相比，现在人类社会的总能耗约13TW，全世界发电装机容量不到4TW，都比太阳送到地球的光功率小得多。地球上的所有石油资源相应的能量．只相当太阳在一天半时间内供应给地球的光能。况且太阳的寿命至少是50亿年，对人类而言，太阳能是取

之不尽用之不竭的；

太阳能的利用主要有两种： ①光热太阳能

如太阳灶、太阳供热系统。遍 及全国各地的屋顶太阳能热水器就是一种常见的太阳供热系统。我国是太阳能热水器生产量与销售量最大 的国家；但从房屋的热水器安装率来说，以色列已达到

80%，日本为11%，台湾也达到2.7%，...，我国仅在千分之几左右，可见，在我国太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。屋顶上的太阳能热水器

②光电太阳能

如太阳能电池、太阳能热电站。

西班牙的太阳能电站

上海鲜花港太阳能电站

利用太阳热能发电目前已成为全球风险投资的一个重点领域，其原理是通过聚光装置把太阳光线聚集在装有某种液体的管道或容器。借助太阳热能，液体被加热到一定温度，产生蒸汽然后驱动涡轮机发电，热能转化为电能。这种发电方式被人们称为太阳能热发电。

由于太阳能热发电需要充足的太阳直接辐射才能保持一定的发电能力, 因此沙漠是最理想的建厂选址地区。假若，在非洲的撒哈拉大沙漠1%的地面上铺设硅太阳能电池，就可以得到比现在全球

所消耗的能源总量还要多得多！

与传统的电厂相比，太阳能热电厂具有两大优势：

（1）整个发电过程清洁，没有任何碳排放；

（2）利用的是太阳能，无需任何燃料成本。

太阳能热发电还有一大特色，那就是其热能储存成本要比电池储存电能的成本低得多。举例来说，一个普通的保温瓶和一台笔记本电脑的电池所存储的能量相当，但显然电池的成本要高得多。能够将太阳热能储存，就意味着太阳能热电厂可以克服传统电厂发电可能中断的弊端。

从1984到1990年，美国在加州莫哈夫沙漠地区相继建成九个槽式太阳能热电站。其发电功率分别为14MW、6×30MW和2×80MW。这组总

功率354MW的电站建成后，一直向加州电网供电至今，累计供电12TWh，其中新装置的电效率已达30%。

葡萄牙在阿马雷莱雅地区建造的一座太阳能光伏电站近日投入使用，其总装机容量达46兆瓦是目前世界上最大的太阳能光伏电站。发电能力能满足３万多户葡萄牙家庭的日常用电需求。中国在太阳能热电厂的建设上起步较晚，中国与澳大利亚合作准备在中国建一座也许全世界最大的太阳能城。

上海的鲜花港太阳能电站是目前中国最大的太阳能电站。

以太阳能为能源引发的光伏研发与生产目前在世界各地正在如火

如荼地开展。其中集热水供应、采暖、制冷、光伏并网发电系统与建筑融为一体的中国在太阳能热电厂的建设上起步较晚，中国与澳大利亚合作准备在中国建一座也许全世界最大的太阳能城。上海的鲜花港太阳能电站是目前中国最大的太阳能电站。

以太阳能为能源引发的光伏研发与生产目前在世界各地正在如火如荼地开展。其中集热水供应、采暖、制冷、光伏并网发电系统与建筑融为一体的。

（2）核能的开发利用

① 核电站的工作原理

原子核是由带正电的质子与不带电的中子组成的，质子与中子统称为核子。一般情况下，原子核为什么如此稳定，就是因为核子之间存在着强大的核力。要使原子核分裂或者重新组合相当困难，但是，一旦原子核分裂成新的原子核与其它粒子了，或者原子核与核子聚合成新的原子核与其它粒子了，都会产生巨大的能量，这种能量就称为核能，俗称“原子能”。前者的变化过程称为“裂变”，后者的变化过程称为“聚变”。而且，聚变时产生的能量要比裂变时产生的能量大得多（就像氢弹爆炸时释放的能量要比原子弹爆炸时的能量大得多);

但是，聚变过程也更难控制。目前正常运行的核电站都是属于裂变核电站。

②目前世界核电站的状况

经过50多年的发展，核电已成为30多个国家能源组成中不可或缺的部分。全世界正在运行的核动力堆已超过440座，总装机容量超 7

过387千兆瓦，其中法国核电占其国内总电力的74.6%，比利时56.8%，韩国44.7%，瑞典39%，日本33.8%，德国30.6%，英国22%，美国20%，俄罗斯16%，而中国仅为1.1%。③目前中国核电站的状况

我国的已经运行的核电站有：

1）秦山核电站（浙江嘉兴的杭州湾 畔）一期工程（30万KW，1994年

商业运行，）、二期工程（2×60万KW，2002年商业运行）、三期工程（2×70万KW）。

2）大亚湾核电站（广东深圳大亚湾）（2×984MW）；

3）田湾核电站（江苏连云港田湾）2×106万KW，05年建成投产）

我国的已经运行的核电站有：

1）秦山核电站（浙江嘉兴的杭州湾 畔）一期工程（30万KW，1994年商业运行，）、二期工程（2×60万KW，2002年商业运行）、三期工程（2×70万KW）

2）大亚湾核电站（广东深圳大亚湾）（2×984MW）；

3）田湾核电站（江苏连云港田湾）（2×106万KW，05年建成投产跳镇猫头山半岛上南部）（6×100万KW）；

3）海阳核电站（山东海阳冷家庄）;

4）宁德核电站（福建省宁德市辖福鼎市秦屿镇的备湾村）；

5）福清核电站（福建三山镇前薛村）

5）红沿河核电站（辽宁瓦房店市东岗镇）。„„等等。

特别要指出的是，正在建设中的电站大多采用的是第三代核技术，含金量高，效率与安全系数也高；

③核电站的优点与不足

1）核电站的优点

a)核能发电不像化石燃料发电那

样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染, 不会产生加重地球温室效应的二氧化碳；

b)核能发电所使用的是铀燃料，而 全球铀的蕴藏量相当丰富；

c)核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体 积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电

厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送；

d)核能发电的成本中，燃料费用所占

的比例较低，核能发电的成本较核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

2）核电站缺点:

a)核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理。

大的政治困扰

b)核能发电厂热效率较低，因而比一 般化石燃料电厂排放更多废热到环境里，故核能电厂的热污染较严重

c)核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高；

d)核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果设计不合理或操作不当而造成核泄漏事故，会对生态及民众造成伤害甚至严重伤害。前苏联的切尔诺贝利核电站1986年4月的核泄漏事故对周边地区的生态环境造成了相当严重的影响。

（3）风能的开发利用

风能是利用空气强烈的流动而形成的动能。严格说来，他是间接形式的太阳能，占到达地面太阳能的2%左右。虽然百分比不大，但绝对量可观，相当于10300亿吨煤蕴藏的能量。风能的利用分两种：

① 风能的动力利用

利用风力作为动力，直接带动各

类机械系统。例如，风帆；

②风能的发电利用利用风力带动发电机发电。例如，风力发电机。

风力发电机的优点是明显的：成本低，污染少；但是缺点也是明显的：风力不稳定，受季节性影响大，储存与传输难等 目前我国风能开发利用的现状：

我国的风力资源丰富，风力电厂主要分布在新疆、内蒙等地，例如，闻名全球的新疆的达坂城风力发电厂。到2008年底止，我国风电的总装机容量接近1300万千瓦，已经超过核电，为全球第四、亚洲第一。预计到2020年，我国的风电的总装机容量接近1300万千瓦，已经超过核电，为全球第四、亚洲第一。预计到2020年，我国的风电装机总容量将超过一亿千瓦。

江苏省在沿海地区（例如如东、启东与响水等县市）大力发展风电事业，而且在淮安等地有专门生产风力发电机的企业。

（4）海洋能的开发利用

海洋能包括潮汐能、波浪能，海流能和海水温差能。

海洋潮汐能来源于月亮与太阳对地球海水的的吸引力以及地球 的自转引起海水会周期性地作有节奏的垂直涨落的现象。据统计，全 球海洋潮汐能的储藏量在27亿千瓦左右，每年的发电量可达

33480亿千瓦；

目前，法国、英国、美国、加拿大、俄罗斯和阿根廷等国度已经建造了潮汐发电站。

海洋波浪能、海流能也可以用来发电，目前相对地说容量不大。

我国也在浙江的江厦与广东的汕尾建立了潮汐电站。

（5）地热能的开发利用

地球是一个巨大的热库，通过火山爆发和温泉等途径将内部的热量——地热能不断地输送到地面。

据估计，每年输送到地面的热能相当 于燃烧370亿吨煤释放的能量，数量相当惊人。

若严格的区分的话，地热能又分为地下热岩地热能与地下热液地热能两种。

目前开发的大多是地下热液地热能。

1、节能的意义

在当前能源日益紧张的态势下，节能是解决能源矛盾的重要措施。对我们这样的人口众多、能源资源相对不足、经济相对欠发达的发展中大国来说，尤为重要。而且，在节能的同时，会减少对环境的污染，15

所以，节能既可以解决能源不足的矛盾，又可以解决环境污染的问题，“一举两得”。

2、节能的途径

① 大力推进产业结构调整，严格限制高能耗、高耗材、高耗水产业发展，加快构建节能型的产业体系；

② 大力推广节能技术；

③ 加快实施节能工程

我国正在实施替代石油、热电联产、余热利用、建筑节能等十大重点节能工程。我国奥运游泳馆“水立方”是具有当今世界上最大的节能膜结构的建筑；

④ 加强节能管理

其中包括制定鼓励节能的财税政策，强制采购节能型产品的制度，积极推进优先采购节能产品等措施；

第四篇：20.2 开发新能源(教案)

第二十章 课题2《开发新能源》教案

【教学目标】

1.知识与技能

（1）了解直接利用太阳能的两种途径。

（2）了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。

（3）能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特点。2.过程与方法

经历对太阳能开发利用的交流讨论过程，感悟交流讨论是一种获取知识的重要途径和方法。

3.情感态度和价值观

知道开发太阳能的价值。知道开发核能的意义，认识开发核能的过程中技术的价值，同时感悟科学是一把双刃剑的道理。对核能的开发和利用要有正确的态度。

【教学重点】

太阳能的特点，直接利用太阳能的途径和方法。释放核能的方式：核裂变和核聚变，核能的利用。

【教学难点】

核能的利用。

【教学方法】

观察引导、课上交流、巩固总结。

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、导入新课

随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。

二、新课学习

1．太阳能—永恒的动力之源 太阳是一个巨大的能源，人类生存的基础来源于太阳辐射的能量，太阳辐射的能量主要为光和热。如图20-6，太阳辐射至地球的能量功率为1.7×1014kW，同时太阳能是清洁能源，这是太阳能利用的基础。

太阳能的吸收和利用途径如图20-7所示。包括植物和微生物的光合作用，大气和水分对的蒸腾循环，海洋的吸收和直接利用四个途径。光合作用吸收的能量转化为植物的化学能，进而作为薪柴、煤炭等资源利用；大气和水分的升腾循环提供了风能、水能等能源；海洋的吸收转化为海洋的内能；直接利用包括光热转换和光电转换，比如太阳能热水器和太阳能电池。

活动：怎样直接利用太阳能

如图20-8所示，太阳能的利用途径通常为能量转换的方式，包括向内能、电能和化学能的转换。太阳能热水器利用太阳能将水加热，能量转化为水的内能；太阳能电池利用太阳光转化为电能；太阳能汽车利用太阳光制备氢气，再用氢能提供汽车动力。

如图20-9所示，太阳能是利用半导体对太阳光的吸收，使太阳光转换为电能，从而为卫星、家庭等地方提供电能。

例1 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意．该装置的能量转化情况是（）

A．机械能→太阳能→电能

B．太阳能→机械能→电能 C．电能→太阳能→机械能

D．太阳能→电能→机械能

解析：帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选D．

2．核能——造福人类的神火

原子核内蕴含着巨大的能量，称为核能或原子能。核能的释放途径为核聚变和核裂变。核裂变是一种链式反应，它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。利用中子轰击铀核，可以将铀核分裂，同时释放出2-3个中子，释放的中子可以轰击另一个铀核，这样就组成了链式反应，如图20-10所示。核裂变能够释放出很大的能量，但如果不能控制裂变的速率，就容易导致大量的能量被释放出来，原子弹爆炸就属于核裂变。1kg铀提供的能量相当于2700t煤炭的能量，所以核能具有很高的能量密度，在利用核能发电时，需要设立装置来控制中子产生的数量和速率，如图20-12所示。

核聚变是核能利用的又一大重要方式。如图20-13所示，质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时，变为质量较大的原子核，释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温，所以核聚变又称为热核反应。目前核聚变只限于核爆炸，这也是太阳能的产生来源。氘原子的来源丰富，1L海水中具有0.03g氘原子，对应300L汽油的能量，所以对核聚变的利用非常重要，目前我国对受控核聚变的研究位于世界前列。

例2 下列属于链式反应的是（）A．原子弹爆炸 B．氢弹爆炸

C．镁条的燃烧 D．太阳内部发生的核反应

解析： 链式反应是重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去的反应过程，链式反应发生在核裂变时，故A正确；氢弹爆炸是利用核聚变；太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变释放能量；镁条的燃烧是一种化学变化，BCD不合题意．故选A．

除太阳能和核能外，海洋能、风能、氢能都是具有很大应用潜力的新能源。地球上71%的面积都是海洋，波浪、海流、潮汐、温差都能够提供很大的热量。与此类似，风能和氢能也是重要的清洁能源。

三、课堂练习：

1．下列说法中正确的是（C）A．原子核在常温下就能发生轻核的聚变 B．太阳的能量来自大量的氖核的裂变 C．核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变 D．煤、石油、天然气都属于可再生能源

2．以下属于相对清洁、又取之不尽的能源是（C）A．煤 B．核能 C．太阳能 D．天然气

3．关于核反应，下列说法正确的是（B）A．只有裂变才能释放出核能

B．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的 C．核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的 D．氢弹爆炸是利用裂变释放出核能 课堂小结：

【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？ 【总结】 20.2 开发新能源

1．太阳能—永恒的动力之源

太阳能的利用途径通常为能量转换的方式，包括向内能、电能和化学能的转换。太阳能热水器利用太阳能将水加热，能量转化为水的内能；太阳能电池利用太阳光转化为电能；太阳能汽车利用太阳光制备氢气，再用氢能提供汽车动力。

2．核能——造福人类的神火 核能的释放途径为核聚变和核裂变。

核裂变是一种链式反应，它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。利用中子轰击铀核，可以将铀核分裂，同时释放出2-3个中子，释放的中子可以轰击另一个铀核，这样就组成了链式反应。核聚变是核能利用的又一大重要方式。质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时，变为质量较大的原子核，释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温，所以核聚变又称为热核反应。

【板书】

【教学反思】

本节课首先通过实例，了解新能源的利用。重点突出太阳能和核能的利用。培养学生将科学服务于人类的意识，激发学生振兴中华的使命感与责任感。

第五篇：16.开发新能源 教学设计（精选）

开发新能源 教学设计

教学设计思想：

在认识了能源问题、节约能源的基础上，本课进一步围绕什么是新能源，怎样开发新能源设计了3个活动。其教学重点是指导学生认识新能源的种类和特点，难点是设计开发新能源的计划。

教学目标：

一、科学探究目标

1．能按照要求制作太阳炉。

2．能通过试验验证谁制作的太阳炉效果最好。3．能分析出太阳炉转化能量的过程。

4．能正确地评价自己和别人开发新能源的计划书。

二、情感态度与价值观目标

1．能大胆地提出自己开发新能源的设想。

2．能通过比较说明新能源的开发和利用的优点和不足。

三、科学知识目标

1．能举实例说明什么是新能源。2．能举实例说明什么是生物质能源。

四、科学、技术、社会、环境目标 能详细地写出自己开发新能源的计划书。教学重点和难点：

重点：指导学生认识新能源的种类和特点。难点：设计开发新能源的计划。教学方法：

教师讲授与学生活动相结合的互动教学法。教学媒体：

多媒体设备、有关新能源的图片和资料、制作太阳炉的材料。课时建议： 2课时。第一课时

（一）导课

讲述：目前，人类每年要燃烧40亿吨煤、25亿吨石油，并以每年3%的速度增长，按此计算，地球上的煤还可以维持200多年，石油就只有50多年的用量了。人类必须设法开发新能源。今天我们就来学习开发新能源。

（二）新课教学 ◆活动1：能源比较

1．介绍：新能源是近几十年来人类采用新技术开发的可再生能源，新能源的开发和利用将从根本上解决遇到的能源问题。

2．认识新能源：

（1）学生学习书本P74的资料；（2）介绍并认识：

生物质能源：绿色植物的生产；生物质能的汽化、液化和固化。潮汐能源：水资源。

天然气水合物：俗称燃料冰，具有极强的燃烧力。核能：清洁、高效、低耗的能源。3．问题：你还知道哪些新的能源呢？

4．记录：将你知道的新的能源的名称记录下来。

5．比较：从常规的能源和新的能源中选择几种，比较它们之间的优缺点。

（1）能否再生（2）开发的技术要求（3）对环境的影响

6．学生交流讨论，并将结果填写在P75的表格中。7．讨论：新能源的饿开发和利用将给我们带来那些好处？ 8．评价。板书设计： 第十六课 开发新能源

生物质能源：绿色植物的生产；生物质能的汽化、液化和固化。潮汐能源：水资源。

天然气水合物：俗称燃料冰，具有极强的燃烧力。核能：清洁、高效、低耗的能源。第二课时 教学过程：

◆活动2：制作太阳炉

1．布置任务：做一个装置，感受新能源的好处吧！2．检查学生准备的材料（学具）。3．介绍制作的方法：（1）在纸板上划线；

（2）将铝箔亮面朝外，平铺在纸板上并抹平；（3）将纸板的三边折起来，用胶带粘好，做成纸盒。（4）选用不同的材料将纸盒包起来。4．实验并记录观察到的现象。5．分析实验中获得的信息。6．交流：

（1）在太阳炉的工作过程中能量是怎样转化的？（2）使用太阳炉有什么优点和缺点？（3）这种装置可以为我们做哪些事情？ 7．阅读材料：科学在线。◆活动3：畅想新能源的开发

你认为未来可以使用和开发哪些新的能源呢？ 板书设计：

第十六课 开发新能源 太阳炉的制作方法：（1）在纸板上划线；（2）将铝箔亮面朝外，平铺在纸板上并抹平；（3）将纸板的三边折起来，用胶带粘好，做成纸盒。（4）选用不同的材料将纸盒包起来。

驻操营小学

刘帅