通往清潔能源的道路上總是充滿了誘人的機會和危險的陷阱.現實生活中,我們對新能源總是充滿了種種誤解,比如核能不安全、風能不可靠、潮汐能注定失敗、地震危險導致深層地熱資源無法被利用等等. 事實果真如此嗎?
素材觀察
核能不安全
在最近的一次美國全國民意調查中,72%的受訪者對核電站可能發生的事故表示擔憂. 然而,在60年的核能運用歷史中,不到100人直接死于核電站事故.
“煤炭和石油等燃料看似更安全,但從統計數據上看,它們更加致命. 每年好幾百人因為采煤死亡,而每年甚至有2.4萬人因為煤電站污染死于肺癌等疾病.” 退休核物理學家杰拉德·E.馬什說. 相比煤電站,核電站只釋放少量二氧化碳,而且只需要幾百座核電站就足以提供美國所需的全部電力,減少對化石燃料的依賴.
風力極不可靠
首先必須承認風力是間歇性的,這是它的本質. 由于多變的氣候,風力發電機實際生產的電力只相當于發電機不間斷運轉發電量的1/5. 但是,能源策劃者已經想出了應對風力不可靠特性的策略. 應對風力時斷時續的最好辦法就是建立連接不同地區的電網,建立一套監視系統,能夠顯示風經過不同區域的狀況. 憑借這些數據,能源公司可以預先制訂計劃,將一個地區多余的電能輸送到需要的地區.
這一策略已經得到實驗證實.最近斯坦福大學的一項研究發現,在足夠多的風電站通過電網連接的情況下,它們生產的電力至少有1/3是可靠的.剩余的不可靠的部分依然可以通過其他方式加以利用,比如給電動車或電池充電,或加工成可存儲的氫燃料.
然而,即使最完善的電網也有局限性.最樂觀的估計認為,到2030年,風力可以提供全球所需電力的30%,核能、水電將成為風能的補充. 完全錯過這種零污染的能源顯然并非明智之舉.
潮汐能注定失敗
海潮每天兩次漲落,雷打不動,很難找到比它更可靠的自然能源.然而,迄今為止,潮汐能實驗尚未取得人們期待的成果. 幾年里,已經有兩款潮汐渦輪發電機未能通過實際檢驗,扇葉和輪轂因無法承受不間斷的潮水沖擊而脫落. 但是,如果現在就放棄潮汐能為時尚早. 法國的Rance潮汐發電廠安裝的一類發電機組,已經連續工作了40年,它的軸流渦輪發電機在漲潮退潮時都能工作.
太陽能永遠沒有市場競爭力
太陽能電池板雖然貴——每平方英尺(約0.093平方米)約100美元——但長期看絕對有利無弊.
據加州太陽能電力公司估計,一套典型的家用太陽能電池組收回投資成本需要8-12年的時間. 這取決于電池板的大小和不同地區的日照強度(不過,這一估計存在巨大差異). 隨著光電技術的發展,收回成本的時間還會繼續縮短. 化學工程師波爾·齊默曼說:“如果采用最新的薄膜太陽能電池,收回成本的時間只需要1年.”由于生產規模的增加,使用更廉價的材料,太陽能的投入成本持續下降;自1980年以來,太陽能電池的價格已經大幅下降.
事實證明,節約能源才是最廉價的新能源.
原創試題
1. 圖1是一個風力發電機組的部分框架圖,已知A,B之間的距離為300 m,求點M到直線AB的距離(精確到整數). (參考數據:■≈1.7,■≈1.4)
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試題創新度:★★★☆
試題難易度:★★☆☆
中考命中率:★★★☆
2. 某煤礦企業裝運A,B,C三種不同類型的煤炭到外地銷售,按規定每輛汽車只能裝同種煤炭,且必須裝滿,其中A,B,C三種煤炭重量及利潤如下表所示:
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(1)若用7輛汽車裝運A,C兩種類型的煤炭共15噸到甲地銷售,應該如何安排汽車裝運?
(2)計劃用20輛汽車裝運A,B,C三種不同類型煤炭共42噸到乙地銷售(每種不少于2車),請你設計一種裝運方案,可使該煤礦企業獲得最大利潤,并求出最大利潤.
試題創新度:★★★☆
試題難易度:★★☆☆
中考命中率:★★★☆
3. 為使某地農村地區用上潔凈能源,該市政府決定資助修建一批沼氣池. 紅星村共有264戶村民,村里得到34萬元的政府資助款,不足部分由村民集資解決. 已知修建A型、B型沼氣池共20個,兩種型號沼氣池每個修建費用、可供使用的戶數、占地面積見下表:
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政府土地部門只批給該村沼氣池修建用地708 m2. 若修建A型沼氣池x個,修建兩種型號沼氣池共需費用y萬元.
(1)求y與x之間的函數關系式.
(2)既不超過政府批給修建沼氣池用地面積,又要使該村每戶村民用上沼氣的修建方案有幾種?
(3)若平均每戶村民集資700元,能否滿足所需費用最少的修建方案?
試題創新度:★★★☆
試題難易度:★★☆☆
中考命中率:★★★☆
重慶大渡口三十七中 余貴祥
(供題)
參考答案
1. 過點M作AB的垂線MN,垂足為N. 易知∠MBN=45°,BN=MN,∠MAN=60°,AN=■=■. 因為AB=300,所以AN+NB=300,所以MN+■=300,MN≈189.
2. (1)設安排x輛汽車裝運A種煤炭,則安排(7-x)輛汽車裝運C種煤炭. 根據題意得,2.2x+2(7-x)=15,解得x=5,故安排5輛汽車裝運A種煤炭,安排2輛汽車裝運C種煤炭.?搖
(2)設安排m輛汽車裝運A種煤炭,安排n輛汽車裝運B種煤炭,由題意,2.2m+2.1n+2(20-m-n)=42,所以n=20-2m. 又因為m≥2,n≥2,20-m-n≥2,所以m≥2,m≤9, 所以2≤m≤9(m是整數). 設此次裝運所獲的利潤為W,則W=6×2.2m+8×2.1n+5×2×(20-m-n)=
-21.4m+336. 因為W隨m的增大而減小,所以當m=2時,W=293.2(百元)=29320(元),即各用2輛車裝運A,C種煤炭,用16輛車裝運B種煤炭,該煤礦企業獲得最大利潤29320元.
3. (1)y=x+40.
(2)由題意得20x+3(20-x)≥264,48x+6(20-x)≤708, 解得12≤x≤14,因為x是正整數,所以x的值為12,13,14. 即有3種修建方案:A型12個,B型8個;A型13個,B型7個;A型14個,B 型6個.
(3)在y=x+40中,y隨x的增大而增大,要使費用最少,x取12.所以最少費用為y=x+40=52(萬元). 每戶村民集資700元和政府資助款合計為700×264+340000=524800>520000. 所以每戶村民集資700元,能滿足所需費用最少的修建方案. ■