人们已经开发了那些能源？它们有什麽优点呢？

【专家解说】：当代新能源是指太阳能、生物能、风能、地热能和海洋能等。它们共同的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，它们是远有前景，近有实效的能源。重视开发新能源，既可作为常规能源的补充，又可改善环境，防止大气污染，并为未来社会发展提供更为优越的能源。 地球上的各种能源，有的已被大规模开发和广泛利用，如煤炭、石油、天然气、水力等，称常规能源；还有一些能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等，是正在研究开发和利用的能源，被通俗地称为新能源。其实太阳能、风能等，人类很早就已开始利用，这里把它称作新能源，是指在新技术的基础上进行大规模开发利用而言。新能源与常规能源的区分也是相对的，今天的新能源将来也会成为常规能源。如核裂变，过去是新能源，现在由于技术基本成熟，许多国家已把它看作常规能源。上述这些新能源都是可再生能源和清洁能源，被作为未来经济和社会可持续发展的能源基础，受到了高度重视。 　　 1．太阳能的开发利用 　　 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳辐射到地球大气层的能量为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。 　　 太阳能可以通过光－热、光－电、光－化学转换来利用。 　　 太阳能光－热转换是用集热器把太阳辐射能转换为热能以直接利用。集热器有平板式、真空管式、聚焦式等，它可以是直接吸收太阳辐射，也可以是将太阳辐射会聚后集中照射，使传热介质（空气、水或防冻液）升温，用于家庭采暖、供应热水、制冷、烹饪、工业用热、农用温室等。 　　 太阳能光－电转换是利用依据光生伏打效应研制的太阳电池，将太阳辐射能转换为电能 　　 开发出多种太阳电池，包括多晶硅电池、非晶硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，光电转换效率已达２０％以上。除用于卫星、空间站外，已在灯塔、航标、微波中继站、铁路信号中得到广泛应用，采用太阳电池的汽车、飞机也在积极研制，还建成了太阳电池节能住房和太阳电池电站等。 　　 太阳能光－化学转换主要是利用光化学反应研制光化学电池。这种电池由半导体材料和电解液组成，当太阳光照射半导体和电解液界面时，产生化学反应，在电解液内形成电流，并使水电离产生氢气而供应用。这是氢能利用的途径之一。 　　 ２．风能的开发利用 　　 风能是太阳能的一种转变形式，也是地球上重要的能量资源。由于风能清洁无污染又取之不尽，因此在能源短缺、污染严重的今天，风能受到越来越高的重视。合理利用风能，既可以减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺的压力。自然界中的风能资源是极其巨大的。据世界气象组织估计，整个地球上可以利用的风能为2×107MW。为地球上可资利用的水能总量的10倍。 　　 利用风能就是用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、致冷和致热等。当风速V≥2米／秒时，风能就可以开发利用。因此一般取3—20米／秒作为有效风速，由于这一范围计算的平均风能密度称为有效风能密度。我国风能区划规定，有效风能密度为50—150瓦特／米2和有效风力出现小时数达2000—3000小时划归为风能利用区。 　　 风力发电是主要的开发利用方式。风力机按旋转轴的位置分为水平轴风力机和垂直轴（立轴）风力机两大类。水平轴风力机按叶片形式有双叶式、三叶式和多叶式，按气流方向分顺风式和逆风式，还有扩散器式、集中器式等。垂直轴风力机有Ｓ型叶片式、Ｓ型多叶片式、Ф型风轮、太阳能风力透平、偏导器式等。 　　 ３．地热的开发利用 　　 地热资源是指能够为人类经济地开发利用的地球内部的热资源，也是一种清洁能源。据预测，在据地表2000米以浅范围内，约有相当于137亿吨标准煤的地热资源量，若开采率为1％，则有相当于1．37亿吨标准煤的地热可供开采资源量。地热资源按储热的状态分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型五类，目前可实际利用的只有蒸汽型、热水型、干热岩型三种。 　　 地热的利用除直接用于提供热水和供建筑物取暖外，主要是用于发电。地热发电分直接利用和间接利用两种：直接利用是将地热蒸汽或高温地热水经扩容蒸发后的蒸汽，作为热力循环的工质，推动汽轮发电机组发电；间接利用是用地热水使低沸点工质（如丁烷）气化，用以推动汽轮发电机组发电。 　　 新能源开发利用过程中也面临一些问题。如太阳能的能量密度低，而且他因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会是它在整个综合能源体系中的作用受到一定限制。风能同样也具有密度低、不稳定、地区差异大的缺陷。克服这些不足，最大限度地发挥新能源的效率，是摆在物理科学面前的重大课题