單元貳：新興能源動力

一、電能：

石油是初級能源，電能被稱為「二次能源」。我們必須利用初級能源透過機械裝置；將石油的化學能轉化成其他型式的能量，才能夠獲得電能。

電能可由各種不同的初級能源，例如石油、煤、天然氣、水力、風力、太陽能、生質能、地熱、潮汐……還有核分裂、核融合、氫能等產生。電能可以安全地、方便地、清潔地應用於各種用途。除了空中與海洋運輸外，它可以取代大部分石油的用途，是人類文明的另一個支柱。不過仍有許多應用在運輸上的例子，如電動車、電動機車和利用電能以產生磁力的磁浮車等。

1.高速鐵路：

高速鐵路是營運速率超過每小時200公里的鐵路運輸系統，台灣高鐵即是以電力作為動力，以高速行駛的商業用途列車。

　

圖一：台灣高鐵700T型列車(高鐵攝影集)

2.磁浮列車：

磁浮列車（Maglev train）是一種靠磁的吸力和排斥力來推動的列車。由於其軌道的磁力使之懸浮在空中，行走時不需接觸地面，因此其阻力只有空氣的阻力。磁浮列車的最高速度可以達每小時約500公里以上，比輪軌高速列車的300多公里還要快，因此可成為航空的競爭對手。磁浮技術的研究源於德國，早在西元1922年德國工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電磁浮原理，並於西元1934年申請了磁浮列車的專利。西元1970年代以後，隨著世界工業化國家經濟實力的不斷加強，為提高交通運輸能力以適應其經濟發展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等已開發國家相繼開始籌畫進行磁浮運輸系統的
開發。而美國和前蘇聯則分別在西 元1970年代、及西元1980年代放棄了這項研究計劃，目前只有德國、日本和中國仍在繼續進行磁浮系統的研究，並均取得了令世人矚目的進展。

磁浮火車能懸浮在路軌上行駛，免除了火車與路軌之間的磨擦力，故能以高速飛馳。估計未來的磁浮火車能以高達 500 km/h 的速度行駛，比現在最快的火車速度要高一倍。

以日本的磁浮火車為例：移動的列車帶同超導磁鐵在導槽兩邊的線圈感應出電流，根據這些訊息，系統便會把交流電輸入導槽兩邊的推進線圈以產生電流磁效應，利用所產生的N、S相間的磁極不斷的吸引、排斥以產生向前推進的合力； (如圖三)所示，對超導磁鐵造成拉力和推力，達到使列車加速前進的目的。

磁浮列車所使用超導體因電阻很小，所產生的電流熱效應也很小，在使用時所耗費的電能不致於太大，但仍有待加強改進電磁鐵發熱的問題，以提昇能量轉換的效益。

二、太陽能：

(一)、太陽能車

太陽能電池為新興能源之一，是利用太陽能光電板收集太陽能，將光轉換為電，再把電儲存在特製的蓄電池當中，用以作為車輛的動力。到目前為止，為了充分利用光電轉換的能源，在車輛的設計上，常把空氣阻力降到最低，所以型態與汽車不太相同。因為沒有燃料，所以沒有污染，但最大的問題就是夜晚或陰天就無法發電，必須使用備用電池的電力。（如圖一、二所示）

 

(二)、體驗活動：

太陽能車：

材料：太陽能光電板、電池盒、電線、馬達、齒輪及其他車輛零件。（如圖三、四）

 

 

 

 

 

 

 

 

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三、核能：

核子潛艇主要是用放射性燃料（鈾）把水加熱產生蒸汽，推動渦輪發電機，提供電力給推進系統，及其他所需的能源。

鈾在核分裂的過程中會釋放出熱能。（如圖一所示）

約高爾夫球大小的鈾，就可以供應潛艇環繞地球7圈。由於燃燒後釋放能量功率極高，常用在軍用潛艇或航空母艦。不過核子動力仍有許多危險性，核子反應爐發生意外會對船員造成嚴重的傷害，也會嚴重污染海洋。