可再生能源利用率如何计算

计算公式为：水能利用率（%）=[水电厂年发电量（千瓦时）*3600]/[水库年来水总量（立方米）*水库设计水头（米）*9.81]，按水电厂前3年实际统计的水能利用率均值作为考核值。

水能是一种可再生能源，水能主要用于水力发电。水力发电将水的势能和动能转换成电能。以水力发电的工厂称为水力发电厂，简称水电厂，又称水电站。

水力发电的优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。容易被地形、气候等多方面的因素所影响，国家还在研究如何更好的利用水能。

扩展资料 

水能形成原理：

水的落差在重力作用下形成动能，从河流或水库等高位水源处向低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割磁力线产生交流电。

—而低处的水通过阳光照射，形成水蒸气，循环到地球各处，从而恢复高位水源的水分布。

水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。

随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。也有部分水能用于灌溉。

参考资料来源：百度百科-水电站水能利用率

参考资料来源：百度百科-水能

所以，我认为，系统的能源利用率，应该是供给系统负荷的功率/系统接入的功率。

但是，一般我们计算的是可再生能源利用率，能源利用率不太关注

目前可再生能源主要分为几种，分别是风能，水能，太阳能，地热能，海洋能。

中国2010可再生能源达15%利用率，而欧盟等发达地区则为20%。

到目前为止中国投入发展可再生能源的资金排名前三位，但由于科技较已发展国家低，

在发电效率、效能等方面都有些差距。

可再生能源的发展需要以下几个主要因素分别有 “资金”“科技”“地理及环境”等。

为楼主介绍几个可再生能源发展发达的国家

冰岛 地热能最为发达

芬兰-荷兰 风能最为发达

中国 水能发电较为发达（著名的三峡工程）

中国美国 太阳能 日照时间较佳 （中国东北或其他偏远三区太阳能已经普遍的运用）

至于太阳能。以理论上说地球大部分地区为海洋所覆盖，海洋能理应发展最为发达。

但是因为 海洋能 的发展都还尚未成熟以至于发展较其他可再生能源缓慢、

全球二氧化碳的大量排放不仅造成严重的环境污染问题，也造成全球灾害性天气频发，严重的威胁着人类和地球其它生命的生存。

碳达峰、碳中和目标的出台，为我国未来绿色低碳发展绘制了美好蓝图。但也要看到，我国处于工业化发展阶段，工业技术和耗能、排放水平比发达国家仍有较大差距，我国要实现碳达峰和碳中和的目标面临着巨大的压力和挑战。要实现这个目标，我国不仅要努力提高制造业技术水平，加大节能减排力度，更需要改变能源结构，减少高耗能。

我国碳达峰和碳中和的目标的确定，将进一步推进绿色经济发展和城镇化、工业化、电气化改革，对新能源特别是电力清洁化发展有着重要意义。

近年来，碳排放交易已经逐渐成为一个热门话题。今天我们来谈谈光伏发电站到底能减排多少二氧化碳温室气体。

我们以一个1MW的光伏发电站为例来做计算。首先需要说明的是我国地缘辽阔，各地的太阳能辐射资源不同，不同地区安装的同容量的光伏发电站的发电量是有很大差异的。如果我们以江浙地区和甘肃河西走廊地区的光伏发电站为例来做分析。

▲工商业屋顶光伏电站

我们知道，江浙一带的最佳倾角光伏阵列表面年太阳能辐射量通常在1300kWh/m²左右，而西北地区河西走廊一带太阳能辐射资源比较丰富，大约是2000kWh/m²左右。

江浙一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达100万kWh。

河西走廊一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达160万kWh。

与常规煤热发电站相比，1MW的光伏发电站每年分别可节省405-630吨标准煤, 减排1036-1600吨二氧化碳，9.7-15.0吨二氧化硫，2.8-4.4吨氮氧化物。

按照目前碳排放40元/吨左右的平均交易价格计算，1MW的光伏电站每年碳减排交易的收益约4.1-6.4万元左右。

1997年，全球100多个国家签署了《京都议定书》，碳排放权成为了一种商品，碳交易成为碳减排的核心手段之一。目前，全球有几十个碳交易体系。2020年，全球碳市场交易规模达2290亿欧元，同比上涨18%，碳交易总量达103亿吨。碳排放价格从平均每吨25欧元翻倍至2021年5月初的每吨50欧元左右。

我国碳交易工作也已经开展了十余年了，全国有北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、和福建等八个地区已经开展了碳交易试点，完成了近5亿吨二氧化碳排放量的交易，成交额上百亿元。同时各地科技厅等部门都有从事的清洁能源机制的机构或碳排放管理部门。

据了解，目前我国碳排放交易价是每吨20-52元，和国际市场比，碳排放价格还是比较低的，但是随着国家“双碳”目标和国际化的推进，碳排放价格上涨的趋势是必然的。我国目前有装机240GW的光伏发电站，年发电量1172亿kWh减排二氧化碳11684.8万吨。每年有价值约4000万元-6000万元的排放配额指标可用于市场交易。光伏发电不仅可以直接通过售电获得经济效益，同时还可以通过碳排放交易获得额外的经济收入。

我们认为，未来我国将进一步加大各地碳排放配额管理和发展碳排放市场交易，推动新能源的发展和“双碳”目标的实现。

（注：计算公式：1 度电 = 0.39 kg 煤 = 0.997 kg 二氧化碳 = 0.00936 kg二氧化硫 = 0.00273 kg 氮氧化物）

那如何计算二氧化碳减排量的多少呢?

以发电厂为例，节约1度电或1公斤煤到底减排了多少“二氧化碳”?

根据专家统计：每节约1度(千瓦时)电，就相应节约了0.328千克标准煤，同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。每使用光伏电站所发的一度电是同样道理。

以1MWp光伏电站为例。

减少二氧化碳减排量：

近日，浙江省乐清市有序用电工作领导小组办公室文件印发 乐有序用电办[2021]4号《关于调整C级有序用电方案的通知》，文件中明确：轮到停用的企业当天0点到24点全部停止生产用电，但是企业屋顶光伏发电不在控制范围！免受限电影响，能控制用电成本还想增加碳交易收入的各位企业可以尽快在屋顶安装光伏电站了！

光伏电站碳交易额外创收计算案例

这里以上数据可以看出，1MW光伏电站每年可以减少1196.4吨的二氧化碳减排量。按20元/吨（23日碳市场收盘价43.85元/吨）成交价计算，这座1MW的光伏电站每年可获得2.4万元左右的收益。25年将获得60万左右收益，这还没有算更高的发电收益。按市场价格（排除原料涨价因素），一座1MW光伏电站的投入成本大概350万左右，碳排放权交易给工商业光伏电站带来的额外收益还是非常明显的！

一、年发电量是多少？

根据北京市太阳能资源情况，安装角度为35°时，光伏年峰值利用小时数为1536.65h，考虑到79%的系统效率，等效年发电利用小时数为1213.95h，在25年的运营期，光伏组件的发电衰减率按20%计算。

根据分布式光伏发电量常用的简化计算公式：L=W×H×η，其中L为年发电量，W为装机容量，H为年峰值利用小时数，η为光伏电站的系统效率，H×η为年等效利用小时数。

计算可知，20kW光伏电站的首年发电量为：

20kW×1213.95h=24.28MWh

按照10年衰减10%，25年衰减20%计算，25年的发电量情况见下表：

表1 北京地区20kW分布式光伏电站发电量计算

二、碳减排量是多少？

根据《联网的可再生能源发电》、《可再生能源并网发电方法学》、《广东省安装分布式光伏发电系统碳普惠方法学》等与分布式光伏发电相关的自愿碳减排量核算方法学，分布式光伏碳减排量核算周期以自然年为计算单位，减排量即为基准线排放量，也就是不安装使用分布式光伏发电系统，使用电网供电所产生的二氧化碳排放量。简化的减排量计算公式：

式中：ERy为安装并运行分布式光伏发电系统在第y年的减排量（tCO2/yr），BEy是第y年的基准线排放量（tCO2/yr），EGPJ,y是第y年由于安装分布式光伏发电系统并运行所发电量（MWh/yr），EFgrid,CM,y是第y年区域电网组合边际CO2排放因子（tCO2/MWh）。

根据《CM-001-V02可再生能源并网发电方法学》(第二版)，组合边际CO2排放因子EFgrid,CM,y计算方法如下：

式中：EFgrid,OM,y和EFgrid,BM,y分别为第y年电量边际排放因子和容量边际排放因子，单位均为tCO2/MWh，采用国家发改委最新公布的区域电网基准线排放因子。WOM和WBM分别为电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重。

根据方法学规定，对于太阳能发电项目，第一计入期和后续计入期，WOM=0.75，WBM=0.25。

查阅官方资料，最新公布的排放因子为生态环境部2020年12月29日发布的2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子。

北京市属于华北区域电网，其2019年度的组合边际CO2排放因子：

按照2019年度的电网基准线排放因子，北京地区20kW分布式光伏电站的首年碳减排量为：24.28×0.8269=20.08（tCO2）；

25年运营期的年均碳减排量为：21.62×0.8269=17.88（tCO2）；

25年的总减排量为：540.45×0.8269=446.9（tCO2）。

随着清洁能源装机比例的不断提高，电网基准线排放因子也有逐年降低的趋势，因此，实际核准的总碳减排量可能会比本文计算结果偏低。

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三、碳交易实现路径？

上节计算得出了分布式光伏的碳减排量，怎样才能在碳市场通过交易获得收益呢？

财政部于2021年8月在对关于可再生能源补贴问题的回复中指出：“将进一步完善我国绿证核发交易管理机制和碳排放权交易机制，通过绿证和碳排放权交易合理补贴新能源环境效益，为新能源健康发展提供有力支撑”。以下分别从碳交易和绿证交易进行分析。

一、CCER碳交易是什么?

具体而言，CCER是指国家核证自愿减排量，排放企业需要按照减去自愿减排量的排放量来进行生产经营活动，如果排放超额，就要受到处罚，如果不想受到处罚，则可以向拥有多余配额的企业购买排放权。

在这一机制下，可以促进企业进行技术升级来减少碳排放量，从而达到节能减排的效果，同时也提高了生产经营效率。

目前我国的碳排放交易体系正在不断的完善当中，国内首个碳排放交易市场于2013年6月18日在深圳启动，目前国内共有7家碳排放交易所，碳排放交易第一阶段涉及16个行业，包括钢铁、石化、有色、电力等10个工业行业，以及航空、港口、机场、宾馆等6个非工业行业。

二、如何申请CCER

1、申请的过程

2、申请过程项目业主的工作

三、项目开发的前期评估

项目开发之前需要通过专业的咨询机构或技术人员对项目进行评估，判断该项目是否可以开发成为CCER项目，主要依据是评估该项目是否符合国家主管部门备案的CCER方法学的适用条件以及是否满足额外性论证的要求。

方法学是指用于确定项目基准线、论证额外性、计算减排量、制定监测计划等的方法指南。截止到目前，国家发改委已在信息平台分四批公布了178个备案的CCER方法学，其中由联合国清洁发展机制（CDM）方法学转化173个，新开发5个；含常规项目方法学96个，小型项目方法学78个，林业草原项目方法学4个。这些方法学已基本涵盖了国内CCER项目开发的适用领域，为国内的业主企业开发自愿减排项目提供了广阔的选择空间。

另外，《指南》也规定了国内CCER项目开发的16个专业领域，如下表所示。

额外性是指项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的, 即这种项目及其减排量在没有外来的CCER项目支持情况下, 存在财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素, 依靠项目业主的现有条件难以实现。

如果所评估项目符合方法学的适用条件并满足额外性论证的要求，咨询机构将依照方法学计算项目活动产生的减排量并参考碳交易市场的CCER价格，进一步估算项目开发的减排收益。CCER项目的开发成本，主要包括编制项目文件与监测计划的咨询费用以及出具审定报告与核证报告的第三方费用等。项目业主以此分析项目开发的成本及收益，决定是否将项目开发为CCER项目并确定每次核证的监测期长度。

2.项目开发流程

CCER项目的开发流程在很大程度上沿袭了清洁发展机制（CDM）项目的框架和思路，主要包括6个步骤，依次是：项目文件设计、项目审定、项目备案、项目实施与监测、减排量核查与核证、减排量签发。

（1）设计项目文件

设计项目文件是CCER项目开发的起点。项目设计文件(PDD)是申请CCER项目的必要依据，是体现项目合格性并进一步计算与核证减排量的重要参考。项目设计文件的编写需要依据从国家发改委网站上获取的最新格式和填写指南，审定机构同时对提交的项目设计文件的完整性进行审定。2014年2月底，国家发改委根据国内开发CCER项目的具体要求设计了项目设计文件模板（第1.1版）并在信息平台公布。项目文件可以由项目业主自行撰写，也可由咨询机构协助项目业主完成。

（2）项目审定程序

项目业主提交CCER项目的备案申请材料后，需经过审定程序才能够在国家主管部门进行备案。审定程序主要包括准备、实施、报告三个阶段，具体包括合同签订、审定准备、项目设计文件公示、文件评审、现场访问、审定报告的编写及内部评审、审定报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。

另外，项目业主申请CCER项目备案须准备并提交的材料包括：

① 项目备案申请函和申请表；

② 项目概况说明；

③ 企业的营业执照；

④ 项目可研报告审批文件、项目核准文件或项目备案文件；

⑤ 项目环评审批文件；

⑥ 项目节能评估和审查意见；

⑦ 项目开工时间证明文件；

⑧ 采用经国家主管部门备案的方法学编制的项目设计文件；

⑨ 项目审定报告。

国家主管部门接到项目备案申请材料后，首先会委托专家进行评估，评估时间不超过30个工作日；然后主管部门对备案申请进行审查，审查时间不超过30个工作日（不含专家评估时间）。

（3）减排量核证程序

经备案的CCER项目产生减排量后，项目业主在向国家主管部门申请减排量签发前，应由经国家主管部门备案的核证机构核证，并出具减排量核证报告。

核证程序主要包括准备、实施、报告三个阶段，具体包括合同签订、核证准备、监测报告公示、文件评审、现场访问、核证报告的编写及内部评审、核证报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。

项目业主申请减排量备案须提交以下材料：

① 减排量备案申请函；

② 监测报告；

③ 减排量核证报告。

监测报告是记录减排项目数据管理、质量保证和控制程序的重要依据，是项目活动产生的减排量在事后可报告、可核证的重要保证。监测报告可由项目业主编制，或由项目业主委托的咨询机构编制。

国家主管部门接到减排量签发申请材料后，首先会委托专家进行技术评估，评估时间不超过30个工作日；然后主管部门对减排量备案申请进行审查，审查时间不超过30个工作日（不含专家评估时间）。

四、项目开发周期

如前所述的CCER项目备案申请的4类项目中，第一类项目为项目业主新开发项目，开发周期相对较长；第二类项目虽然获得作为CDM项目的批准，但是在开发流程上与第一类项目相同，开发周期同样较长；而第三、四类项目由于是在CDM项目开发基础上转化，开发周期相对较短。一个CCER项目的开发流程及周期如下图所示。

据此估算，一个CCER的开发周期最少要有5个月。在整个项目开发过程中，还要考虑到不同类型项目的开发难易程度、项目业主与咨询机构及第三方机构的沟通过程、审定及核证程序中的澄清不符合要求，以及编写审定、核证报告及内部评审等环节的成本时间，通常情况下一个CCER项目开发时间周期都会超过5个月。

除上述项目开发流程，一个CCER项目成功备案并获得减排量签发，还需经过国家发改委的审核批准过程。由上述项目审定及减排量签发程序，可以推算国家主管部门组织专家评估并进行审核批准的时间周期在60~120个工作日之间，即大约需要3~6个月时间。

综上累加上述项目开发及发改委审批的时间，正常情况下，一个CCER项目从着手开发到最终实现减排量签发的最短时间周期要有8个月。

国内碳排放权交易试点的“两省五市”碳交易体系已为CCER进入各自的碳交易市场开放通道，皆允许CCER作为抵消限制进入碳交易市场，使用比例为5%~10%。作为抵消机制的CCER进入“两省五市”碳排放权交易市场，将会扩大市场参与并降低减排成本。

1、一次能源和二次能源

一次能源是指自然界中以现成形式存在，不经任何改变或转换的天然能源资源，即从自然界直接取得并不改变其形态和品位的能源。为原煤、原油、油页岩、天然气、核燃料、植物燃料、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。

二次能源是指为了满足生产工艺和生活的特定需要以及合理利用能源，将一次能源直接或间接加工转换产生的其它种类和形式的人工能源。如由原煤加工产出的洗煤；由煤炭加工转换产出的焦炭，煤气；由原油加工产出的汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气等；由煤炭、石油、天然气转换产出的电力。

2、余热

余热是指工业企业生产过程中释放出来的可被利用的热能。可能回收的余热种类有：高温废气余热，高温产品及高温热渣液的物理热，冷却介质余热，废气废水余热，化学反应余热。

3、耗能工质

在生产经营活动中，需要消耗某些工作物质，而生产这些工作物质，需要消耗一定数量的能源，利用这些工作物质就等于间接地消耗能源。另一方面，这些工作物质的使用能够替代或减少其它能源的消耗，而这些工作物质不属于通常所指的能源之列。例如，工业用水、压缩空气、电石、乙炔、氧气等等。这些工作物质被称为耗能工质。（注意：不同的行业对耗能工质有不同的规定范围）

4、能源计量

能源计量是指在能源流程中，对各环节的数量、质量、性能参数、相关的特征参数等进行检测、度量和计算。能源计量是能源统计的技术基础。能源统计建立在能源计量记录的基础之上，没有能源计量就没有能源统计，只有做好能源计量，才能做好能源原始记录、统计台帐，进行统计汇总和统计分析。

5、热量单位（焦耳、卡）

焦耳是热、功、能的国际制单位。我国已规定热、功、能的单位为焦耳。焦耳的定义为：1牛顿的力(1牛顿=1千克·米/秒)作用于质点，使其沿力的方向移动1米距离所作的功称为1焦耳。在电学上，1安培电流在1欧姆电阻上，在1秒种内所消耗的电能称为1焦耳。

卡是应淘汰的热单位。卡的定义是：1克纯水在标准气压下把温度升高1摄氏度所需要的热量称为1卡。热量的常用单位为20℃卡，简称卡，某些西欧国家采用15℃卡，我国采用的是20℃卡。在我国的现行热量单位中，卡暂时可以和焦耳并用。

6、燃料及发热值

燃料是一种可燃烧的物质，通过化学或物理反应(或核反应)释放出能量，燃烧时产生热量和动力。燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量 (指固体或液体)或单位的体积(指气体)的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度(一般为环境温度)对所释放出来的热量。

燃料热值有高位热值与低位热值两种。高位热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的全部热量，即在燃烧生成物中的水蒸汽凝结成水时的发热量，也称毛热。低位热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量，也称净热。我国是按低位热值换算的。

固体或液体发热量的单位是：千卡/千克或千焦耳/千克。气体燃料的发热量单位是：千卡/标准立方米或千焦耳/标准立方米。

7、标准燃料和标准煤

标准燃料是计算能源总量的一种模拟的综合计算单位。在能源使用中主要利用它的热能，因此，习惯上都采用热量来做为能源的共同换算标准。由于煤、油、气等各种燃料质量不同，所含热值不同，为了便于对各种能源进行计算、对比和分析，必须统一折合成标准燃料。标准燃料可分为标准煤、标准油、标准气等。我国以煤为主，采用标准煤为计算基准，即将各种能源按其发热量折算为际准煤。

标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤。

能源折标准煤系数=某种能源实际热值/标准煤热值

8、当量热值和等价热值

当量热值又称理论热值(或实际发热值)是指某种能源一个度量单位本身所含热量。当量热值是能源统计中经常使用的一个热值概念。

等价热值也是能源统计经常使用的一个热值概念，是指加工转换产出的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量，即获得一个度量单位的某种二次能源所消耗的，以热值表示的一次能源量，也就是消耗一个度量单位的某种二次能源，就等价于消耗了以热值表示的一次能源量。因此，等价热值是个变动值。

某能源介质的等价热值=生产该介质投入的能源/该介质的产量

=该介质的当量热值/转换效率

9、工业总产值

指工业企业在报告期内生产的以货币形式表现的工业最终产品和提供工业劳务活动的总价值量。它包括本期生产成品价值、对外加工费收入和自制半成品、在制品期末期初差额价值，不包括非本企业生产的工业产品价值、本企业非工业活动单位的非工业产品价值和收入以及本企业工业生产过程中产生的废料（其出售的价值也不包括在产值内。

10、工业增加值

工业增加值是企业生产产品或提供服务过程中新增加的价值，是总产出与中间投入之间的差额。是指工业企业在报告期内以货币表现的工业生产活动的最终成果。它的计算方法有两种：生产法和收入法（分配法）。 1、能源购进、消费和库存统计

这项统计是视能源为消费资料，将能源作为原料或燃料消费时，由能源消费行为的企事业执行的报告内容。

2、能源加工转换统计

这项统计由有能源加工转换活动的工业企业或车间填报。它反映能源加工、转换过程中能源的投入与产出之间的定量关系；是计算综合能源消费量的基础。为计算、分析能源加工转换效率及其影响因素、为挖掘节能潜力、编制能源平衡表提供资料。

3、能源经济效益统计

这项统计是为计算能源利用效率而进行的统计。包括产值能耗、人均综合能源消费量等等。

4、能源单耗指标统计

这项统计是为计算企业在生产过程中生产某一产品而进行的统计，分析生产过程中能源消费的情况，以挖掘节能潜力和计算节能量。

从能量利用角度观察耗能工质可分两类： 一类通常称为能量形式来使用（如压缩空气、电石、乙炔等）， 另一类通常不用作为能量使用的耗能工质（如自来水、深井水和氧气等），也就是说，在生产经营活动中，需要消耗某些工作物质，而生产这些工作物质，需要消耗一定数量的能源，利用这些工作物质就等于间接地消耗能源。 另一方面，这些工作物质的使用能够替代或减少其它能源的消耗，而这些工作物质不属于通常所指的能源之列。例如，工业用水、压缩空气、电石、乙炔、氧气等等。这些工作物质被称为耗能工质。

温馨提示：以上内容仅供参考。

应答时间：2021-12-28，最新业务变化请以平安银行官网公布为准。

准确的方法是：用报告期发电量除以发电设备容量计算出来的运行小时数。同样概念的还有一个指标：设备利用率，是用报告期发电设备利用小时数与该时期日历小时数的比率。这里要注意是用报告期，我们在用这两个指标时都要注意报告期是什么时候。

例如：如果一台3MW的风机1月1日投运，到年底累计发电6000kWh，另一台2MW的风机7月1日投运，到年底累计发电3000kWh，则他们当年的利用小时数分别是2000小时和1500小时，利用率分别是2000/8760和1500/4416，即22.8%和34.0%，明显第二台风机的利用程度更高。(8760和4416分别是全年和下半年的小时数，8760=24×365,4416=24×184)

都换算成一年的话，利用小时数分别是2000和3000小时，也能看出来第二台风机的利用程度更高。把两台风机看做一个风电场，则整个风电场全年可发电量是12000kWh，装机5MW，则风电场年利用小时数是2400小时。如果不注意报告期而直接加总的话，发电量只有9000小时，直接除会得出1800小时的错误结果。对于风电场、光伏电站等可再生能源发电厂，往往众多的风机或光伏板是分期分批并网发电，计算利用小时数时要注意各期各批的报告期是什么时候。

利用小时数和利用率的概念不止适用于发电设备，不论是生产还是生活中的东西都有个利用小时数和利用率的问题。我们应用此方法可以计算出各类设备的利用小时数和利用率，比如家里的电视、微波炉、洗衣机什么的。一年内用不了几次的东西最好少买，用的时候可以租，而常用的东西应该要买质量好的。

1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol；分子直径数量级10-10米

2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3)，S:油膜表面积(m)2｝

3.分子动理论内容：物质是由大量分子组成的；大量分子做无规则的热运动；分子间存在相互作用力。

4.分子间的引力和斥力(1)r10r0，f引=f斥≈0，F分子力≈0，E分子势能≈0

5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的)，W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体吸收的热量(J)，ΔU:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕｝

6.热力学第二定律

克氏表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化(热传导的方向性)；

开氏表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕｝

7.热力学第三定律：热力学零度不可达到{宇宙温度下限：-273.15摄氏度(热力学零度)｝

注:

(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越剧烈；

(2)温度是分子平均动能的标志；

(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快；

(4)分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小；

(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0 u="">0；吸收热量，Q>0

(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零；

(7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离；

(8)其它相关内容：能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。

知识点概述

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律，如今被人们普遍认同。

知识点总结

一、能量的转化与守恒

1.化学能：由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。

2.核能：由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量。

3.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。

●内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

即

E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它2

●能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。

二、能源与社会

1.可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。

2.不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。

3.能源与环境：合理利用能源，减少环境污染，要节约能源、开发新能源。

三、开发新能源

1.太阳能

2.核能

3.核能发电

4、其它新能源：地热能、潮汐能、风能。

能源的分类和能量的转化

能源品种繁多，按其来源可以分为三大类：一是来自地球以外的太阳能，除太阳的辐射能之外，煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能；第二类来自地球本身，如地热能，原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界)；第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量，如潮汐能。

【一次能源】指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、地热、水能等。由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。

【常规能源】也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源，如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站，只要长江水不干涸，发电也就不会停止。煤和石油天然气则不然，它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率，石油可用几十年，煤炭可用几百年)，这些能源短期内不可能再生，因而人们对此有危机感是很自然的。

【新能源】指以新技术为基础，系统开发利用的能源。其中最引人注目的是太阳能的利用。据估计太阳辐射到地球表面的能量是目前全世界能量消费的1.3万倍。如何把这些能量收集起来为我们所用，是科学家们十分关心的`问题。植物的光合作用是自然界“利用”太阳能极为成功的范例。它不仅为大地带来了郁郁葱葱的森林和养育万物的粮菜瓜果，地球蕴藏的煤、石油、天然气的起源也与此有关。寻找有效的光合作用的模拟体系、利用太阳能使水分解为氢气和氧气及直接将太阳能转变为电能等都是当今科学技术的重要课题，一直受到各国政府和工业界的支持与鼓励。

以上是从能源的使用进行分类的方法，若从物质运动的形式看，不同的运动形式，各有对应的能量，如机械能(包括动能和势能)、热能、电能、光能等等。各种形式的能量可以互相转化，如动能可与势能互相转化(建筑工地打夯的落锤的上、下运动所包括的能量转化过程)；化学能可与电能互相转化(化学电池和电解就是实现这种转化的两种过程)。在能量相互转化过程中，尽管做功的效率因所用工具或技术不同而有差别，但是折算成同种能量时，其总值却是不变的，这就是能量转化和能量守恒定律，这是自然界中一条极为基本的定律(另一条为质量守恒定律)，也是识破各式各样永动机的有力判据。在能量转化过程过中，未能做有用功的部分称为“无用功”，通常以热的形式表现。

物质体系中，分子的动能、势能、电子能量和核能等的总和称为内能。内能的绝对值至今尚无法直接测定，但体系状态发生变化时，内能的变化以功或热的形式表现，它们是可以被精确测量的。体系的内能、热效应和功之间的关系式为：

△E=Q+W

其中△E是体系内能的变化，Q是体系从外界吸收的热量，W是外界对体系所做的功。这就是著名的热力学第一定律的数学表达式，也就是能量守恒定律的数学表达式。应用上述公式时，要注意各种物理量的正、负号，即：

△E──(+)体系内能增加， (-)体系内能体系减少；

Q──(+)体系吸收热量， (-)体系放出能量；

W──(+)外界对体系做功， (-)体系对外界做功。

例如1.00 g乙醇在78.3℃时气化，需吸收 854 J的热，这些乙醇由液态变成气态，在101 kPa压力下所做的体积膨胀功为63.2J，这是体系对外界所做的功，应为负值，所以该体系内能的变化△E=[854+(- 63.2)]J=+791J，△E为正值，即体系内能增加了791J。

能源的利用，其实就是能量的转化过程。如煤燃烧放热使蒸汽温度升高的过程就是化学能转化为蒸汽内能的过程；高温蒸汽推动发电机发电的过程是内能转化为电能的过程；电能通过电动机可转化为机械能；电能通过白炽灯泡或荧光灯管可转化为光能；电能通过电解槽可转化为化学能等等。柴草、煤炭、石油和天然气等常用能源所提供的能量都是随化学变化而产生的，多种新能源的利用也与化学变化有关。化学变化的实质是化学键的改组，所以了解化学键及键能等基本概念，将有助于加深对能源问题的认识。

名称 符号 名称 符号

质量 m 千克 kg m=pv

温度 t 摄氏度 °C

速度 v 米／秒 m/s v=s/t

密度 p 千克／米³ kg/m³ p=m/v

力（重力） F 牛顿（牛） N G=mg

压强 P 帕斯卡（帕） Pa P=F/S

功 W 焦耳（焦） J W=Fs

功率 P 瓦特（瓦） w P=W/t

电流 I 安培（安） A I=U/R

电压 U 伏特（伏） V U=IR

电阻 R 欧姆（欧） R=U/I

电功 W 焦耳（焦） J W=UIt

电功率 P 瓦特（瓦） w P=W/t=UI

热量 Q 焦耳（焦） J Q=cm(t-t°)

比热 c 焦／（千克°C） J/(kg°C)

真空中光速 3×108米／秒

g 9.8牛顿／千克

15°C空气中声速 340米／秒

安全电压 不高于36伏

初中物理基本概念概要

一、测量

⒈长度L：主单位:米；测量工具:刻度尺；测量时要估读到最小刻度的下一位；光年的单位是长度单位。

⒉时间t：主单位:秒；测量工具:钟表；实验室中用停表。1时＝3600秒，1秒＝1000毫秒。

⒊质量m：物体中所含物质的多少叫质量。主单位：千克； 测量工具：秤；实验室用托盘天平。

二、机械运动

⒈机械运动：物体位置发生变化的运动。

参照物：判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准，这个被选作标准的物体叫参照物。

⒉匀速直线运动：

①比较运动快慢的两种方法：a 比较在相等时间里通过的路程。b 比较通过相等路程所需的时间。

②公式： 1米／秒＝3.6千米／时。

三、力

⒈力F：力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。

力的单位：牛顿（N）。测量力的仪器：测力器；实验室使用弹簧秤。

力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。

物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。

⒉力的三要素：力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。

力的图示，要作标度；力的示意图，不作标度。

⒊重力G：由于地球吸引而使物体受到的力。方向：竖直向下。

重力和质量关系：G=mg m=G/g

g=9.8牛／千克。读法：9.8牛每千克，表示质量为1千克物体所受重力为9.8牛。

重心：重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。

⒋二力平衡条件：作用在同一物体；两力大小相等，方向相反；作用在一直线上。

物体在二力平衡下，可以静止，也可以作匀速直线运动。

物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。

⒌同一直线二力合成：方向相同：合力F=F1+F2 合力方向与F1、F2方向相同；

方向相反：合力F=F1-F2，合力方向与大的力方向相同。

⒍相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。

滑动摩擦力与正压力，接触面材料性质和粗糙程度有关。【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】

7．牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是：一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 惯性：物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。

四、密度

⒈密度ρ：某种物质单位体积的质量，密度是物质的一种特性。

公式： m=ρV 国际单位：千克／米3 ，常用单位：克／厘米3，

关系：1克／厘米3＝1×103千克／米3；ρ水＝1×103千克／米3；

读法：103千克每立方米，表示1立方米水的质量为103千克。

⒉密度测定：用托盘天平测质量，量筒测固体或液体的体积。

面积单位换算：

1厘米2=1×10-4米2，

1毫米2=1×10-6米2。

五、压强

⒈压强P：物体单位面积上受到的压力叫做压强。

压力F：垂直作用在物体表面上的力，单位：牛（N）。

压力产生的效果用压强大小表示，跟压力大小、受力面积大小有关。

压强单位：牛/米2；专门名称：帕斯卡（Pa）

公式： F=PS 【S：受力面积，两物体接触的公共部分；单位：米2。】

改变压强大小方法：①减小压力或增大受力面积，可以减小压强；②增大压力或减小受力面积，可以增大压强。

⒉液体内部压强：【测量液体内部压强：使用液体压强计（U型管压强计）。】

产生原因：由于液体有重力，对容器底产生压强；由于液体流动性，对器壁产生压强。

规律：①同一深度处，各个方向上压强大小相等②深度越大，压强也越大③不同液体同一深度处，液体密度大的，压强也大。 [深度h，液面到液体某点的竖直高度。]

公式：P=ρgh h：单位：米； ρ：千克／米3； g=9.8牛／千克。

⒊大气压强：大气受到重力作用产生压强，证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验，测定大气压强数值的是托里拆利（意大利科学家）。托里拆利管倾斜后，水银柱高度不变，长度变长。

1个标准大气压＝76厘米水银柱高＝1.01×105帕＝10.336米水柱高

测定大气压的仪器：气压计（水银气压计、盒式气压计）。

大气压强随高度变化规律：海拔越高，气压越小，即随高度增加而减小，沸点也降低。

六、浮力

1．浮力及产生原因：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上托的力叫浮力。方向：竖直向上；原因：液体对物体的上、下压力差。

2．阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受重力。

即F浮＝G液排＝ρ液gV排。 （V排表示物体排开液体的体积）

3．浮力计算公式：F浮＝G-T＝ρ液gV排＝F上、下压力差

4．当物体漂浮时：F浮＝G物 且 ρ物<ρ液 当物体悬浮时：F浮＝G物 且 ρ物=ρ液

当物体上浮时：F浮>G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时：F浮<G物 且 ρ物>ρ液

七、简单机械

⒈杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2。力臂：从支点到力的作用线的垂直距离

通过调节杠杆两端螺母使杠杆处于水位置的目的：便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。

定滑轮：相当于等臂杠杆，不能省力，但能改变用力的方向。

动滑轮：相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，能省一半力，但不能改变用力方向。

⒉功：两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力方向上通过距离。W＝FS 功的单位：焦耳

3．功率：物体在单位时间里所做的功。表示物体做功的快慢的物理量，即功率大的物体做功快。

W=Pt P的单位：瓦特； W的单位：焦耳； t的单位：秒。

八、光

⒈光的直线传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、影子、光斑是光的直线传播现象。

光在真空中的速度最大为3×108米／秒＝3×105千米／秒

⒉光的反射定律:一面二侧三等大。【入射光线和法线间的夹角是入射角。反射光线和法线间夹角是反射角。】

平面镜成像特点：虚像，等大，等距离，与镜面对称。物体在水中倒影是虚像属光的反射现象。

⒊光的折射现象和规律： 看到水中筷子、鱼的虚像是光的折射现象。

凸透镜对光有会聚光线作用，凹透镜对光有发散光线作用。 光的折射定律：一面二侧三随大四空大。

⒋凸透镜成像规律：[U=f时不成像 U=2f时 V=2f成倒立等大的实像]

物距u 像距v 像的性质 光路图 应用

u>2f f<v<2f 倒缩小实 照相机

f<u<2f v>2f 倒放大实 幻灯机

u<f 放大正虚 放大镜

⒌凸透镜成像实验：将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一个高度上。

九、热学：

⒈温度t：表示物体的冷热程度。【是一个状态量。】

常用温度计原理：根据液体热胀冷缩性质。

温度计与体温计的不同点：①量程，②最小刻度，③玻璃泡、弯曲细管，④使用方法。

⒉热传递条件：有温度差。热量：在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少。【是过程量】

热传递的方式：传导（热沿着物体传递）、对流（靠液体或气体的流动实现热传递）和辐射（高温物体直接向外发射出热）三种。

⒊汽化：物质从液态变成气态的现象。方式：蒸发和沸腾，汽化要吸热。

影响蒸发快慢因素：①液体温度，②液体表面积，③液体表面空气流动。蒸发有致冷作用。

⒋比热容C：单位质量的某种物质，温度升高1℃时吸收的热量，叫做这种物质的比热容。

比热容是物质的特性之一，单位：焦／（千克℃） 常见物质中水的比热容最大。

C水＝4.2×103焦／（千克℃） 读法：4.2×103焦耳每千克摄氏度。

物理含义：表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。

⒌热量计算：Q放＝cm⊿t降 Q吸＝cm⊿t升

Q与c、m、⊿t成正比，c、m、⊿t之间成反比。⊿t=Q/cm

6．内能：物体内所有分子的动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。内能单位：焦耳

物体的内能与物体的温度有关。物体温度升高，内能增大；温度降低内能减小。

改变物体内能的方法：做功和热传递（对改变物体内能是等效的）

7．能的转化和守恒定律：能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。

十、电路

⒈电路由电源、电键、用电器、导线等元件组成。要使电路中有持续电流，电路中必须有电源，且电路应闭合的。 电路有通路、断路（开路）、电源和用电器短路等现象。

⒉容易导电的物质叫导体。如金属、酸、碱、盐的水溶液。不容易导电的物质叫绝缘体。如木头、玻璃等。

绝缘体在一定条件下可以转化为导体。

⒊串、并联电路的识别：串联：电流不分叉，并联：电流有分叉。

【把非标准电路图转化为标准的电路图的方法：采用电流流径法。】

十一、电流定律

⒈电量Q：电荷的多少叫电量，单位：库仑。

电流I：1秒钟内通过导体横截面的电量叫做电流强度。 Q=It

电流单位：安培(A) 1安培=1000毫安 正电荷定向移动的方向规定为电流方向。

测量电流用电流表，串联在电路中，并考虑量程适合。不允许把电流表直接接在电源两端。

⒉电压U：使电路中的自由电荷作定向移动形成电流的原因。电压单位：伏特(V)。

测量电压用电压表(伏特表)，并联在电路（用电器、电源）两端，并考虑量程适合。

⒊电阻R：导电物体对电流的阻碍作用。符号：R，单位：欧姆、千欧、兆欧。

电阻大小跟导线长度成正比，横截面积成反比，还与材料有关。【 】

导体电阻不同，串联在电路中时，电流相同（1∶1）。 导体电阻不同，并联在电路中时，电压相同（1:1）

⒋欧姆定律：公式：I＝U／R U＝IR R＝U／I

导体中的电流强度跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。

导体电阻R＝U／I。对一确定的导体若电压变化、电流也发生变化，但电阻值不变。

⒌串联电路特点：

① I＝I1＝I2 ② U＝U1＋U2 ③ R＝R1＋R2 ④ U1／R1＝U2／R2

电阻不同的两导体串联后，电阻较大的两端电压较大，两端电压较小的导体电阻较小。

例题：一只标有“6V、3W”电灯，接到标有8伏电路中，如何联接一个多大电阻，才能使小灯泡正常发光？

解：由于P＝3瓦，U＝6伏

∴I＝P／U＝3瓦／6伏＝0.5安

由于总电压8伏大于电灯额定电压6伏，应串联一只电阻R2 如右图，

因此U2＝U－U1＝8伏－6伏＝2伏

∴R2＝U2／I＝2伏／0.5安＝4欧。答：（略）

⒍并联电路特点：

①U＝U1＝U2 ②I＝I1＋I2 ③1/R＝1/R1+1/R2 或 ④I1R1＝I2R2

电阻不同的两导体并联：电阻较大的通过的电流较小，通过电流较大的导体电阻小。

例：如图R2＝6欧,K断开时安培表的示数为0.4安，K闭合时，A表示数为1.2安。求：①R1阻值 ②电源电压 ③总电阻

已知：I＝1.2安 I1＝0.4安 R2=6欧

求：R1；U；R

解：∵R1、R2并联

∴I2＝I-I1=1.2安-0.4安=0.8安

根据欧姆定律U2=I2R2=0.8安×6欧=4.8伏

又∵R1、R2并联 ∴U=U1=U2=4.8伏

∴R1＝U1／I1＝4.8伏／0.4安＝12欧

∴R＝U／I＝4.8伏／1.2安＝4欧 (或利用公式 计算总电阻) 答：（略）

十二、电能

⒈电功W：电流所做的功叫电功。电流作功过程就是电能转化为其它形式的能。

公式：W＝UQ W＝UIt=U2t/R=I2Rt W＝Pt 单位：W焦 U伏特 I安培 t秒 Q库 P瓦特

⒉电功率P：电流在单位时间内所作的电功，表示电流作功的快慢。【电功率大的用电器电流作功快。】

公式：P＝W/t P＝UI (P＝U2/R P＝I2R) 单位：W焦 U伏特 I安培 t秒 Q库 P瓦特

⒊电能表（瓦时计）：测量用电器消耗电能的仪表。1度电＝1千瓦时＝1000瓦×3600秒=3.6×106焦耳

例：1度电可使二只“220V、40W”电灯工作几小时？

解 t＝W/P＝1千瓦时/（2×40瓦）＝1000瓦时/80瓦=12.5小时

十三、磁

1．磁体、磁极【同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引】

物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物质叫磁体。磁体的磁极总是成对出现的。

2．磁场：磁体周围空间存在着一个对其它磁体发生作用的区域。

磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。

磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。磁体周围磁场用磁感线来表示。

地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。

3．电流的磁场：奥斯特实验表明电流周围存在磁场。

通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。

通电螺线管中电流的方向与螺线管两端极性的关系可以用右手螺旋定则来判定