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新能源的应用

【范文精选】新能源的应用

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【专家解析】新能源的应用

【优秀范文】新能源的应用

范文一:新能源的应用 投稿:姜豲豳

新能源的应用

参考文献:《新能源现状与发展对策》、《新能源的开发和利用》

摘要:世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭,对能源供应商、工业企业及消费者都提出了新的挑战,尽可能以高效和可持续的方式使用能源成为了当务之急。能源效率对所有类型的能源转换都有所影响:从电能和热能的高效生成、输送和分配,到工业、楼宇和交通对能源的高效利用,无所不包。

关键词 能源现状 新能源的前景 利用新能源

引言:新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、 生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。

正文:全世界消耗能源量160亿tce,其中可再生能源利用总量折合为12亿tce。2009年,在全世界消耗的能源中,石油最多,占到35%,煤炭占到29%,天然气占到24%,核电占5%。从中我们不难看出目前全世界消耗的能源主要是化石能源。而化石能源在为人类带来文明的同时,也带来很多矛盾,很多问题。当前各国在不断地竞争,其中重要的原因就是,化石能源的有限性与人类能源消耗的无限性之间的矛盾在不断加剧。现在究竟化石能源能持续多少年,虽然没有定论,但是这种状况如果不断地持续下去,将来一定会出现能源短缺,这是一个客观的规律。化石能源的大量消耗带来的问题两个严重问题:一个是环境污染,另一个就是气候变化。环境污染主要是二氧化硫和氮氧化物,还包括开采、运输时造成的环境污染。气候变化也算一种环境污染,并对全球产生影响。总的来讲,化石能源是有限的,未来转变能源结构任务非常艰巨。现在全球在做很多预测,将来能源消费结构应该是什么样的?是这样持续下去,还是要不断转变?实际上在不同的国家,特别是发达国家都做了很多研究。从全球来讲,加快能源结构的转变,就是要从现在的以化石能源为主,不断转向以新能源或是以可再生能源为主的时代。有观点认为本世纪到2100年,70%~80%的能源将依赖太阳能、风能、生物质能,或是地热、海洋能等,自觉推动这一转变是我们现在所面临的一项重大任务。从能源的历史 变迁看,能源的发展是不断由优质能源替代劣质能源、由清洁能源替代污染能源、由低碳能源替代高碳能源的过程。从能源变化的趋势看,今后可再生能源一定会替代化石能源,实现能源消费向清洁可再生方向转化,最终进入低碳能源或无碳能源的时代。

2009年,我国能源消费量约31亿tce,是第二能源消费大国。其中煤炭占69%,石油占20%,天然气占3.4%,核电、水电及其他能源占7.2%。但从人均能源消费水平来看,我国能源消费量还很低,还没有达到全球平均水平。随着经济发展和全面建设小康社会目标的推进,我国能源消费量将持续增长,预计到2020年,能源消费量将达到45亿tce以上。与世界能源消费结构相比,我国能源消费具有以煤为主的特点,煤炭消费占能源消费总量的69%,而世界平均水平为28%左右。我国能源发展问题就是煤炭利用问题:一是减少煤炭在能源消费中的比重,加快开发利用新能源等其他能源资源;二是实现煤炭的清洁化利用,包括高效燃烧、煤炭转化、碳捕捉和储存等。 全球所指的新能源包括风能、太阳能、生物

质能等,核能在我国算新能源,在发达国家已经是常规能源,比如在法国全部都是核电。所以,各个国家的情况不一样。新能源的特点是资源潜力很大,现在技术还不是特别成熟,产业基础也比较薄弱,总的来讲全球都比较薄弱。要开发新能源,必须有很强的或者很明确的政策支持,这是全球共同的特点。中国为了推动可再生能源发展,2006年就制定了《可再生能源法》,这几年发展很快,每年风电发电量成倍增长。我国新能源产业支持政策,主要包含以下几个方面:一是优惠价格。总的来讲,新能源发电比常规能源价格高得多,生物质发电0.75元/kW·h,风电是0.51~0.61元/kW·h,太阳能将近1元/kW·h,都比较高。第二是全网分摊。因为电价比较高,高出去的电价怎么解决?如果把这样一个电价集中在一个比较局部的地区,比如内蒙古风电很多,现在已经是1 000万kW的风电装机容量,如果高出的价格都让自己来承担,风电肯定发展不了。现在采用的政策就是全网分摊,所有地区都来进行分担,这样就不会加重地方负担,鼓励地方政府来更好地支持这个产业发展。第三是优先上网。可再生能源国家实行优先调用政策,但在实际过程中没有完全做到优先调度,大家在尽最大努力做到优先使用。总的来讲,这三个政策促进了这些年新能源的快速发展,起到了很大的作用。优惠电价使投资的积极性得到了保障,全网分摊使得地方的积极性得到了发挥,两者作用的结合使得各地上马新能源的积极 性比较高。所以社会上出现产业过热、产能过剩的担心。

风能

截至2009年底,我国风电装机达到2268万kW,虽然数量不多但是增长非常快。我国风能资源多数集中在陕北、内蒙古等地,在沿海也很多,如在江苏、山东也都经历了很快的发展过程。经过几年的招标探索,根据招标确定电价基础,形成了一个区域电价。这个电价把全国风能资源分成四个区,从一类风区到四类风区,每个风区电价不一样,根据风区评价的结果进行定价。只要在这个风区建厂,就对应相应的价格。如果在内蒙古建风场就是0.51元/kW·h;如果在江苏就是0.61元/kW·h。风资源不一样,地形条件也不一样,这样的政策对于投资者来说,可以准确估算投资收益,对投资决策起到了很好的引导作用。我国风电产业设备经历了一个从完全进口到完全自主设计生产的历程。在2000年之前的风电设备全部进口,主要利用政府贷款。从2003年开始进行招标来推动国产化,到2006年进入规模化发展,如今我国的设备制造能力已经很强,风电产业在国际上的竞争地位明显提高。除了和技术发达国家继续合作之外,很多发展中国家要和我国谈新能源合作,很多地方明确要求我们提供技术和投资。2006~2009年我国风电装机容量。我国风电装机每年在成倍增加,到2009年底达到了2 500万kW,2010年至少3 500万kW,在2011年第2期煤炭经济研究第31卷全球排第二,估计2011年将会达到全球风电装机第一。我国海上风电也开始启动,上海东海大桥海上风电场是亚洲首个海上风电场,已经建成发电,容量为10.2万kW。2010年江苏又招标确定了100万kW的海上风电,这个风电场要求未来3~4年建成。海上风电在我国市场很好,海上不占用土地,风资源也比较稳定,对电网运行也很好,所以是将来的发展重点。我国提出了一个风电发展目标,就是到2015年达到9 000万kW,2020年要达到1.5亿kW。目标是大是小现在还很难准确判断,但产业界认为是偏小了。比如2010年预计为1 000万kW,但是实际达到3 000~4 000万kW。

太阳能

现在全世界非常关注太阳能,因为太阳能的利用潜力比风电更大。太阳能技术很广泛,有光伏发电,其中多晶硅产业规模已经较大,其他光伏发电技术如非晶硅等技术相对成熟,但市场规模较小。除光伏之外还有热发电,其中包括塔式、槽式、碟式等,但技术尚不成熟,在示范当中。这些年,我国的太阳能产业发展得也很快,太阳能电池的总产量占到全球的40%。太阳能产业发展受到一些限制。生产太阳 能电池的生产设备主要依靠欧洲进口,多晶硅也主要靠进口,受国际影响较大。这些年很多企业解决了多晶硅供应,上了大量多晶硅。现在太阳能电池,比如中国的尚德、英利在全球都非常有名,去年欧洲还针对中国的太阳能电池进行反倾销,认为中国产品销售得太便宜。为了启动市场,政府也采取了一些措施,如招标方式。去年在敦煌做了一个试点,当时电价为1.09元/kW·h。2010年招标了13个项目,最低的价格在0.7元上下,高的也不到1元/kW·h。这些信息表明,太阳能产业竞争不断提高,成本在快速下降。以后太阳能价格不可能大幅度提升,这对推动产业的发展意义非常重大。现在多晶硅价格波动很厉害。2008年1kg多晶硅卖到450~500元,2009年和2010年年初只卖到30~40元/kg,现在又达到了100多元。价格不稳定对供需影响非常大。产业初期发展阶段,价格出现一些不稳定,也是可以理解的。太阳能装机和产能增长也非常快,去年装机容量达到160万kW。但太阳能电池产量增长更快,2010年产量要达到1 000万kW,每个企业产能都在成倍扩大。我国为了推动太阳能产业发展,已提出一个规划上报国务院。按照规划,2015年实现装机容量500万kW;到2020年达到2 000万kW。即使到那时,一个省也就100多万kW的规模,只要技术进步加快,产业规模扩张是很迅速的。现在太阳能面临一些制约因素:太阳能成本比较高,是风电的两倍,传统火电的4倍左右,如果没有市场竞争和大规模推广,就会面临很多困难。管理也是非常大的难题。太阳能发电的优势在于分布式发电,每个建筑都可以利用太阳能来发电,但是这样的管理体系、标准体系还没有建立,其中面临的技术和生产关系都非常复杂,解决起来还需一段时间。太阳能的技术路线也有争论。目前我国尚未全面掌握各种太阳能利用的核心技术。 我们目前面临的挑战是提高能源使用效率和对开发地球可再生能源进行投资。

目前我国看源节约型、环境友好型社会的要求是一致的与当前大力推行的节能减排和循环经济也有密切联系。理解低碳经济需要把握三个重要特性1

、综合性。低碳经济不

GDP

的增长率高于温室气体排放的增

气体排放量零增长甚至减少;从第二个层面

看低碳经济所确立的是一种在促进调发展与减排的结合重点在低碳目的在发展。

通过改善经济发展方式和消费方式的;从第三个层面看低碳经济还关系到人类的发展权和社会公平问题。因为几乎

人类所有的生产和消费活动都在一定程度上依赖能源产生相应的温室气体排放理的、

角度进行考虑。

2

的。低碳经济要求能源消费方式、

经济发展方式和人类生活方式进行一次全新变宜之计。

3

在实现新能源开发和可再生能源开发利用的道路上我们必须做的努力有以下几方面

1、提高全社会的认识。全社会都要从战略和全局高度认识可再生能源的重要作用国务院各有关部门和各级政府都要制定相关配套政策和规章制定可再生能源发展专项规划明确发展目标将可再生能源开发利用作为建设资源节约型、环境友好型社会的考核指标。

2、建立持续稳定的市场需求。根据可再生能源发展目标要求培育持续稳定增长的可再生能源市场促进可再生能源的开发利用、技术进步和产业发展确保可再生能源中长期发展规划目标的实现。

3、改善市场环境条件。

4、制定电价和费用分摊政策。

5、加大财政投入和税收优惠力度。国家运用税收政策对水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等可再生能源的开发利用予以支持对可再生能源技术研发、设备制造等给予适当的企业所得税优惠。

在全面建设惠及13亿人口的小康社会进程中能源是事关中国经济社会发展的一个重要问题。以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展是长期而艰巨的任务。我国政府将努力解决好能源问题实现能源的可持续发展。尽管我国能源消费

增长较快但人均能源消费水平还很低仅相当于世界平均水平的四分之三人均石

石油人均进口量也只相当于世界

平均水平的四分之一远低于世界发达国家水平。据我国一位领导曾说中国过去不曾、现在没有、将来也不会对世界能源安全构成威胁。中国将继续以本国能源的可持续发展促进世界能源的可持续发展为维护世界能源安全作出积极贡献。和平与发展仍然是时代主题求和平、谋发展、促合作已成为不可阻挡的时代潮流。

随快世界各国各地区间的互联互动日益加深。国际社会需要加强合作共同维护世界能源安全。我国政府将与世界各国一道为维护世界能源的稳定和安全为实现互利

共赢和

学科研究全社会通力合作二十一世纪的中国能源问题必将得到完善解决和促进经济的更大发展。

范文二:新能源的应用论文 投稿:刘雋雌

新能源的应用

参考文献:《新能源现状与发展对策》、《新能源的开发和利用》 摘要:世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭,对能源供应商、工业企业及消费者都提出了新的挑战,尽可能以高效和可持续的方式使用能源成为了当务之急。能源效率对所有类型的能源转换都有所影响:从电能和热能的高效生成、输送和分配,到工业、楼宇和交通对能源的高效利用,无所不包。

关键词 能源现状 新能源的前景 利用新能源 引言:新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。

正文:全世界消耗能源量160亿tce,其中可再生能源利用总量折合为12亿tce。2009年,在全世界消耗的能源中,石油最多,占到35%,煤炭占到29%,天然气占到24%,核电占5%。从中我们不难看出目前全世界消耗的能源主要是化石能源。而化石能源在为人类带来文明的同时,也带来很多矛盾,很多问题。当前各国在不断地竞争,其中重要的原因就是,化石能源的有限性与人类能源消耗的无限性之间的矛盾在不断加剧。现在究竟化石能源能持续多少年,虽然没有定论,但是这种状况如果不断地持续下去,将来一定会出现能源短缺,这是一个客观的规律。化石能源的大量消耗带来的问题两个严重问题:一个是环境污染,另一个就是气候变化。环境污染主要是二氧化硫和氮氧化物,还包括开采、运输时造成的环境污染。气候变化也算一种环境污染,并对全球产生影响。总的来讲,化石能源是有限的,未来转变能源结构任务非常艰巨。现在全球在做很多预测,将来能源消费结构应该是什么样的?是这样持续下去,还是要不断转变?实际上在不同的国家,特别是发达国家都做了很多研究。从全球来讲,加快能源结构的转变,就是要从现在的以化石能源为主,不断转向以新能源或是以可再生能源为主的时代。有观点认为本世纪到2100年,70%~80%的能源将依赖太阳能、风能、生物质能,或是地热、海洋能等,自觉推动这一转变是我们现在所面临的一项重大任务。从能源的历史

变迁看,能源的发展是不断由优质能源替代劣质能源、由清洁能源替代污染能源、由低碳能源替代高碳能源的过程。从能源变化的趋势看,今后可再生能源一定会替代化石能源,实现能源消费向清洁可再生方向转化,最终进入低碳能源或无碳能源的时代。

2009年,我国能源消费量约31亿tce,是第二能源消费大国。其中煤炭占69%,石油占20%,天然气占3.4%,核电、水电及其他能源占7.2%。但从人均能源消费水平来看,我国能源消费量还很低,还没有达到全球平均水平。随着经济发展和全面建设小康社会目标的推进,我国能源消费量将持续增长,预计到2020年,能源消费量将达到45亿tce以上。与世界能源消费结构相比,我国能源消费具有以煤为主的特点,煤炭消费占能源消费总量的69%,而世界平均水平为28%左右。我国能源发展问题就是煤炭利用问题:一是减少煤炭在能源消费中的比重,加快开发利用新能源等其他能源资源;二是实现煤炭的清洁化利用,包括高效燃烧、煤炭转化、碳捕捉和储存等。

全球所指的新能源包括风能、太阳能、生物质能等,核能在我国算新能源,在发达国家已经是常规能源,比如在法国全部都是核电。所以,各个国家的情况不一样。新能源的特点是资源潜力很大,现在技术还不是特别成熟,产业基础也比较薄弱,总的来讲全球都比较薄弱。要开发新能源,必须有很强的或者很明确的政策支持,这是全球共同的特点。中国为了推动可再生能源发展,2006年就制定了《可再生能源法》,这几年发展很快,每年风电发电量成倍增长。我国新能源产业支持政策,主要包含以下几个方面:一是优惠价格。总的来讲,新能源发电比常规能源价格高得多,生物质发电0.75元/kW·h,风电是0.51~0.61元/kW·h,太阳能将近1元/kW·h,都比较高。第二是全网分摊。因为电价比较高,高出去的电价怎么解决?如果把这样一个电价集中在一个比较局部的地区,比如内蒙古风电很多,现在已经是1 000万kW的风电装机容量,如果高出的价格都让自己来承担,风电肯定发展不了。现在采用的政策就是全网分摊,所有地区都来进行分担,这样就不会加重地方负担,鼓励地方政府来更好地支持这个产业发展。第三是优先上网。可再生能源国家实行优先调用政策,但在实际过程中没有完全做到优先调度,大家在尽最大努力做到优先使用。总的来讲,这三个政策促进了这些年新能源的快速发展,起到了很大的作用。优惠电价使投资的积极性得到了保障,全网分摊使得地方的积极性得到了发挥,两者作用的结合使得各地上马新能源的积极

性比较高。所以社会上出现产业过热、产能过剩的担心。

截至2009年底,我国风电装机达到2 268万kW,虽然数量不多但是增长非常快。我国风能资源多数集中在陕北、内蒙古等地,在沿海也很多,如在江苏、山东也都经历了很快的发展过程。经过几年的招标探索,根据招标确定电价基础,形成了一个区域电价。这个电价把全国风能资源分成四个区,从一类风区到四类风区,每个风区电价不一样,根据风区评价的结果进行定价。只要在这个风区建厂,就对应相应的价格。如果在内蒙古建风场就是0.51元/kW·h;如果在江苏就是0.61元/kW·h。风资源不一样,地形条件也不一样,这样的政策对于投资者来说,可以准确估算投资收益,对投资决策起到了很好的引导作用。我国风电产业设备经历了一个从完全进口到完全自主设计生产的历程。在2000年之前的风电设备全部进口,主要利用政府贷款。从2003年开始进行招标来推动国产化,到2006年进入规模化发展,如今我国的设备制造能力已经很强,风电产业在国际上的竞争地位明显提高。除了和技术发达国家继续合作之外,很多发展中国家要和我国谈新能源合作,很多地方明确要求我们提供技术和投资。2006~2009年我国风电装机容量。我国风电装机每年在成倍增加,到2009年底达到了2 500万kW,2010年至少3 500万kW,在2011年第2期煤炭经济研究第31卷全球排第二,估计2011年将会达到全球风电装机第一。我国海上风电也开始启动,上海东海大桥海上风电场是亚洲首个海上风电场,已经建成发电,容量为10.2万kW。2010年江苏又招标确定了100万kW的海上风电,这个风电场要求未来3~4年建成。海上风电在我国市场很好,海上不占用土地,风资源也比较稳定,对电网运行也很好,所以是将来的发展重点。我国提出了一个风电发展目标,就是到2015年达到9 000万kW,2020年要达到

1.5亿kW。目标是大是小现在还很难准确判断,但产业界认为是偏小了。比如2010年预计为1 000万kW,但是实际达到3 000~4 000万kW。

现在全世界非常关注太阳能,因为太阳能的利用潜力比风电更大。太阳能技术很广泛,有光伏发电,其中多晶硅产业规模已经较大,其他光伏发电技术如非晶硅等技术相对成熟,但市场规模较小。除光伏之外还有热发电,其中包括塔式、槽式、碟式等,但技术尚不成熟,在示范当中。这些年,我国的太阳能产业发展得也很快,太阳能电池的总产量占到全球的40%。太阳能产业发展受到一些限制。生产太阳

能电池的生产设备主要依靠欧洲进口,多晶硅也主要靠进口,受国际影响较大。这些年很多企业解决了多晶硅供应,上了大量多晶硅。现在太阳能电池,比如中国的尚德、英利在全球都非常有名,去年欧洲还针对中国的太阳能电池进行反倾销,认为中国产品销售得太便宜。为了启动市场,政府也采取了一些措施,如招标方式。去年在敦煌做了一个试点,当时电价为1.09元/kW·h。2010年招标了13个项目,最低的价格在0.7元上下,高的也不到1元/kW·h。这些信息表明,太阳能产业竞争不断提高,成本在快速下降。以后太阳能价格不可能大幅度提升,这对推动产业的发展意义非常重大。现在多晶硅价格波动很厉害。2008年1kg多晶硅卖到450~500元,2009年和2010年年初只卖到30~40元/kg,现在又达到了100多元。价格不稳定对供需影响非常大。产业初期发展阶段,价格出现一些不稳定,也是可以理解的。太阳能装机和产能增长也非常快,去年装机容量达到160万kW。但太阳能电池产量增长更快,2010年产量要达到1 000万kW,每个企业产能都在成倍扩大。我国为了推动太阳能产业发展,已提出一个规划上报国务院。按照规划,2015年实现装机容量500万kW;到2020年达到2 000万kW。即使到那时,一个省也就100多万kW的规模,只要技术进步加快,产业规模扩张是很迅速的。现在太阳能面临一些制约因素:太阳能成本比较高,是风电的两倍,传统火电的4倍左右,如果没有市场竞争和大规模推广,就会面临很多困难。管理也是非常大的难题。太阳能发电的优势在于分布式发电,每个建筑都可以利用太阳能来发电,但是这样的管理体系、标准体系还没有建立,其中面临的技术和生产关系都非常复杂,解决起来还需一段时间。太阳能的技术路线也有争论。目前我国尚未全面掌握各种太阳能利用的核心技术。

我们目前面临的挑战是提高能源使用效率和对开发地球可再生能源进行投资。目前我国看好的是低碳产业。低碳经济作为一种新的经济发展模式与可持续发展理念和资源节约型、环境友好型社会的要求是一致的与当前大力推行的节能减排和循环经济也有密切联系。理解低碳经济需要把握三个重要特性1、综合性。低碳经济不是一个简单的技术或经济问题而是一个涉及到经济、社会、环境系统的综合性问题。从第一个层面理解低碳经济意味着经济发展与温室气体排放之间关系的“脱钩”即GDP的增长率高于温室气体排放的增长率经济稳定增长而温室气体排放量零增长甚至减少;从第二个层面

看低碳经济所确立的是一种在促进发展的前提下解决气候变化问题的基本思路与单纯的节能减排思路不同它强调发展与减排的结合重点在低碳目的在发展。通过改善经济发展方式和消费方式来减少能源需求和排放而不是以降低生活质量和经济增长为代价实现低碳目的;从第三个层面看低碳经济还关系到人类的发展权和社会公平问题。因为几乎人类所有的生产和消费活动都在一定程度上依赖能源产生相应的温室气体排放不同的国家由于发展水平不同面临的发展潜力和减排空间也不同要设计合理的、能为国际社会所认同的碳排放方案必须从社会公平与人类可持续发展的角度进行考虑。2、战略性。气候变化所带来的影响对人类发展的影响是长远的。低碳经济要求能源消费方式、经济发展方式和人类生活方式进行一次全新变革是人类调整自身活动、适应地球生态系统的长期战略性选择而非一时的权宜之计。3、全球性。全球气候系统是一个整体气候变化的影响具有全球性涉及人类共同的未来超越主权国家的范围任何一个国家都无力单独面对全球气候变化的严峻挑战低碳发展需要全球合作。

在实现新能源开发和可再生能源开发利用的道路上我们必须做的努力有以下几方面

1、提高全社会的认识。全社会都要从战略和全局高度认识可再生能源的重要作用国务院各有关部门和各级政府都要制定相关配套政策和规章制定可再生能源发展专项规划明确发展目标将可再生能源开发利用作为建设资源节约型、环境友好型社会的考核指标。2、建立持续稳定的市场需求。根据可再生能源发展目标要求培育持续稳定增长的可再生能源市场促进可再生能源的开发利用、技术进步和产业发展确保可再生能源中长期发展规划目标的实现。3、改善市场环境条件。4、制定电价和费用分摊政策。5、加大财政投入和税收优惠力度。国家运用税收政策对水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等可再生能源的开发利用予以支持对可再生能源技术研发、设备制造等给予适当的企业所得税优惠。在全面建设惠及13亿人口的小康社会进程中能源是事关中国经济社会发展的一个重要问题。以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展是长期而艰巨的任务。我国政府将努力解决好能源问题实现能源的可持续发展。尽管我国能源消费增长较快但人均能源消费水平还很低仅相当于世界平均水平的四分之三人均石油消费只相当于世界平均水平的二分之一石油

人均进口量也只相当于世界平均水平的四分之一远低于世界发达国家水平。据我国一位领导曾说中国过去不曾、现在没有、将来也不会对世界能源安全构成威胁。中国将继续以本国能源的可持续发展促进世界能源的可持续发展为维护世界能源安全作出积极贡献。和平与发展仍然是时代主题求和平、谋发展、促合作已成为不可阻挡的时代潮流。随着经济全球化深入发展科技进步日新月异生产要素流动和产业转移速度加快世界各国各地区间的互联互动日益加深。国际社会需要加强合作共同维护世界能源安全。我国政府将与世界各国一道为维护世界能源的稳定和安全为实现互利共赢和共同发展为保护人类共有的家园而不懈努力相信在党的领导下进行多学科研究全社会通力合作二十一世纪的中国能源问题必将得到完善解决和促进经济的更大发展。

范文三:新能源的应用论文 投稿:程犡犢

新能源的应用与技术

摘要:世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭,对能源供应商、工业企业及消费者都提出了新的挑战,尽可能以高效和可持续的方式使用能源成为了当务之急。能源效率对所有类型的能源转换都有所影响:从电能和热能的高效生成、输送和分配,到工业、楼宇和交通对能源的高效利用,无所不包。

引言:新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。

正文:全世界消耗能源量160亿tce,其中可再生能源利用总量折合为12亿tce。2009年,在全世界消耗的能源中,石油最多,占到35%,煤炭占到29%,天然气占到24%,核电占5%。从中我们不难看出目前全世界消耗的能源主要是化石能源。而化石能源在为人类带来文明的同时,也带来很多矛盾,很多问题。当前各国在不断地竞争,其中重要的原因就是,化石能源的有限性与人类能源消耗的无限性之间的矛盾在不断加剧。现在究竟化石能源能持续多少年,虽然没有定论,但是这种状况如果不断地持续下去,将来一定会出现能源短缺,这是一个客观的规律。化石能源的大量消耗带来的问题两个严重问题:一个是环境污染,另一个就是气候变化。环境污染主要是二氧化硫和氮氧化物,还包括开采、运输时造成的环境污染。气候变化也算一种环境污染,并对全球产生影响。总的来讲,化石能源是有限的,未来转变能源结构任务非常艰巨。现在全球在做很多预测,将来能源消费结构应该是什么样的?是这样持续下去,还是要不断转变?实际上在不同的国家,特别是发达国家都做了很多研究。从全球来讲,加快能源结构的转变,就是要从现在的以化石能源为主,不断转向以新能源或是以可再生能源为主的时代。有观点认为本世纪到2100年,70%~80%的能源将依赖太阳能、风能、生物质能,或是地热、海洋能等,自觉推动这一转变是我们现在所面临的一项重大任务。从能源的历史变迁看,能源的发展是不断由优质能源替代劣质能源、由清洁能源替代污染能源、由低碳能源替代高碳能源的过程。从能源变化的趋势看,

今后可再生能源一定会替代化石能源,实现能源消费向清洁可再生方向转化,最终进入低碳能源或无碳能源的时代。

2009年,我国能源消费量约31亿tce,是第二能源消费大国。其中煤炭占69%,石油占20%,天然气占3.4%,核电、水电及其他能源占7.2%。但从人均能源消费水平来看,我国能源消费量还很低,还没有达到全球平均水平。随着经济发展和全面建设小康社会目标的推进,我国能源消费量将持续增长,预计到2020年,能源消费量将达到45亿tce以上。与世界能源消费结构相比,我国能源消费具有以煤为主的特点,煤炭消费占能源消费总量的69%,而世界平均水平为28%左右。我国能源发展问题就是煤炭利用问题:一是减少煤炭在能源消费中的比重,加快开发利用新能源等其他能源资源;二是实现煤炭的清洁化利用,包括高效燃烧、煤炭转化、碳捕捉和储存等。

截至2009年底,我国风电装机达到2 268万kW,虽然数量不多但是增长非常快。我国风能资源多数集中在陕北、内蒙古等地,在沿海也很多,如在江苏、山东也都经历了很快的发展过程。经过几年的招标探索,根据招标确定电价基础,形成了一个区域电价。这个电价把全国风能资源分成四个区,从一类风区到四类风区,每个风区电价不一样,根据风区评价的结果进行定价。只要在这个风区建厂,就对应相应的价格。如果在内蒙古建风场就是0.51元/kW·h;如果在江苏就是0.61元/kW·h。风资源不一样,地形条件也不一样,这样的政策对于投资者来说,可以准确估算投资收益,对投资决策起到了很好的引导作用。我国风电产业设备经历了一个从完全进口到完全自主设计生产的历程。在2000年之前的风电设备全部进口,主要利用政府贷款。从2003年开始进行招标来推动国产化,到2006年进入规模化发展,如今我国的设备制造能力已经很强,风电产业在国际上的竞争地位明显提高。除了和技术发达国家继续合作之外,很多发展中国家要和我国谈新能源合作,很多地方明确要求我们提供技术和投资。2006~2009年我国风电装机容量。我国风电装机每年在成倍增加,到2009年底达到了2 500万kW,2010年至少3 500万kW,在2011年第2期煤炭经济研究第31卷全球排第二,估计2011年将会达到全球风电装机第一。我国海上风电也开始启动,上海东海大桥海上风电场是亚洲首个海上风电场,已经建成发电,容量为10.2万kW。2010年江苏又招标确定了100万kW的海上风电,这个风电场要求未来3~4年建成。海上风电在我国市场很好,海上不占用土地,风资源也比

较稳定,对电网运行也很好,所以是将来的发展重点。我国提出了一个风电发展目标,就是到2015年达到9 000万kW,2020年要达到

1.5亿kW。目标是大是小现在还很难准确判断,但产业界认为是偏小了。比如2010年预计为1 000万kW,但是实际达到3 000~4 000万kW。

现在全世界非常关注太阳能,因为太阳能的利用潜力比风电更大。太阳能技术很广泛,有光伏发电,其中多晶硅产业规模已经较大,其他光伏发电技术如非晶硅等技术相对成熟,但市场规模较小。除光伏之外还有热发电,其中包括塔式、槽式、碟式等,但技术尚不成熟,在示范当中。这些年,我国的太阳能产业发展得也很快,太阳能电池的总产量占到全球的40%。太阳能产业发展受到一些限制。生产太阳能电池的生产设备主要依靠欧洲进口,多晶硅也主要靠进口,受国际影响较大。这些年很多企业解决了多晶硅供应,上了大量多晶硅。现在太阳能电池,比如中国的尚德、英利在全球都非常有名,去年欧洲还针对中国的太阳能电池进行反倾销,认为中国产品销售得太便宜。为了启动市场,政府也采取了一些措施,如招标方式。去年在敦煌做了一个试点,当时电价为1.09元/kW·h。2010年招标了13个项目,最低的价格在0.7元上下,高的也不到1元/kW·h。这些信息表明,太阳能产业竞争不断提高,成本在快速下降。以后太阳能价格不可能大幅度提升,这对推动产业的发展意义非常重大。现在多晶硅价格波动很厉害。2008年1kg多晶硅卖到450~500元,2009年和2010年年初只卖到30~40元/kg,现在又达到了100多元。价格不稳定对供需影响非常大。产业初期发展阶段,价格出现一些不稳定,也是可以理解的。太阳能装机和产能增长也非常快,去年装机容量达到160万kW。但太阳能电池产量增长更快,2010年产量要达到1 000万kW,每个企业产能都在成倍扩大。我国为了推动太阳能产业发展,已提出一个规划上报国务院。按照规划,2015年实现装机容量500万kW;到2020年达到2 000万kW。即使到那时,一个省也就100多万kW的规模,只要技术进步加快,产业规模扩张是很迅速的。现在太阳能面临一些制约因素:太阳能成本比较高,是风电的两倍,传统火电的4倍左右,如果没有市场竞争和大规模推广,就会面临很多困难。管理也是非常大的难题。太阳能发电的优势在于分布式发电,每个建筑都可以利用太阳能来发电,但是这样的管理体系、标准体系还没有建立,其中面临的技术和生产关系都非常复杂,解决起来还需一段时间。

太阳能的技术路线也有争论。目前我国尚未全面掌握各种太阳能利用的核心技术。

我们目前面临的挑战是提高能源使用效率和对开发地球可再生能源进行投资。目前我国看好的是低碳产业。低碳经济作为一种新的经济发展模式与可持续发展理念和资源节约型、环境友好型社会的要求是一致的与当前大力推行的节能减排和循环经济也有密切联系。理解低碳经济需要把握三个重要特性1、综合性。低碳经济不是一个简单的技术或经济问题而是一个涉及到经济、社会、环境系统的综合性问题。从第一个层面理解低碳经济意味着经济发展与温室气体排放之间关系的“脱钩”即GDP的增长率高于温室气体排放的增长率经济稳定增长而温室气体排放量零增长甚至减少;从第二个层面看低碳经济所确立的是一种在促进发展的前提下解决气候变化问题的基本思路与单纯的节能减排思路不同它强调发展与减排的结合重点在低碳目的在发展。通过改善经济发展方式和消费方式来减少能源需求和排放而不是以降低生活质量和经济增长为代价实现低碳目的;从第三个层面看低碳经济还关系到人类的发展权和社会公平问题。因为几乎人类所有的生产和消费活动都在一定程度上依赖能源产生相应的温室气体排放不同的国家由于发展水平不同面临的发展潜力和减排空间也不同要设计合理的、能为国际社会所认同的碳排放方案必须从社会公平与人类可持续发展的角度进行考虑。2、战略性。气候变化所带来的影响对人类发展的影响是长远的。低碳经济要求能源消费方式、经济发展方式和人类生活方式进行一次全新变革是人类调整自身活动、适应地球生态系统的长期战略性选择而非一时的权宜之计。3、全球性。全球气候系统是一个整体气候变化的影响具有全球性涉及人类共同的未来超越主权国家的范围任何一个国家都无力单独面对全球气候变化的严峻挑战低碳发展需要全球合作。

在实现新能源开发和可再生能源开发利用的道路上我们必须做的努力有以下几方面

1、提高全社会的认识。全社会都要从战略和全局高度认识可再生能源的重要作用国务院各有关部门和各级政府都要制定相关配套政策和规章制定可再生能源发展专项规划明确发展目标将可再生能源开发利用作为建设资源节约型、环境友好型社会的考核指标。2、建立持续稳定的市场需求。根据可再生能源发展目标要求培育持续稳

定增长的可再生能源市场促进可再生能源的开发利用、技术进步和产业发展确保可再生能源中长期发展规划目标的实现。3、改善市场环境条件。4、制定电价和费用分摊政策。5、加大财政投入和税收优惠力度。国家运用税收政策对水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等可再生能源的开发利用予以支持对可再生能源技术研发、设备制造等给予适当的企业所得税优惠。在全面建设惠及13亿人口的小康社会进程中能源是事关中国经济社会发展的一个重要问题。以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展是长期而艰巨的任务。我国政府将努力解决好能源问题实现能源的可持续发展。尽管我国能源消费增长较快但人均能源消费水平还很低仅相当于世界平均水平的四分之三人均石油消费只相当于世界平均水平的二分之一石油人均进口量也只相当于世界平均水平的四分之一远低于世界发达国家水平。据我国一位领导曾说中国过去不曾、现在没有、将来也不会对世界能源安全构成威胁。中国将继续以本国能源的可持续发展促进世界能源的可持续发展为维护世界能源安全作出积极贡献。和平与发展仍然是时代主题求和平、谋发展、促合作已成为不可阻挡的时代潮流。随着经济全球化深入发展科技进步日新月异生产要素流动和产业转移速度加快世界各国各地区间的互联互动日益加深。国际社会需要加强合作共同维护世界能源安全。我国政府将与世界各国一道为维护世界能源的稳定和安全为实现互利共赢和共同发展为保护人类共有的家园而不懈努力相信在党的领导下进行多学科研究全社会通力合作二十一世纪的中国能源问题必将得到完善解决和促进经济的更大发展。

范文四:新能源技术及应用 投稿:金裵裶

新能源技术概述

新能源技术是高技术的支柱,包括核能技术、太阳能技术、燃煤、磁流体发

电技术、地热能技术、海洋能技术、风能技术等。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志,通过对核能、太阳能的开发利用,打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念,开创了能源的新时代。

洁净煤技术 采用先进的燃烧和污染处理技术和高效清洁的煤炭利用途径(如煤的气化与液化),减少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成为我国乃至全世界的一项重要的战略性任务。

太阳能

太阳向宇宙空间辐射能量极大,而地球所接受的只是其中极其微小的一部分。因地理位置以及季节和气候条件的不同,不同地点和在不同时间里所接受到的太阳能有所差异,地面所接受到的太阳能平均值大致是:北欧地区约为每天每一平方米2千瓦/小时,大部分沙漠地带和大部分热带地区以及阳光充足的干旱地区约为每平方米6千瓦/小时。目前人类所利用的太阳能尚不及能源总消耗量的1%。

地热能

据测算,在地球的大部分地区,从地表向下每深人100米温度就约升高3℃,地面下35公里处的温度约为1100℃一1300℃,地核的温度则更高达2000℃以上。估计每年从地球内部传到地球表面的热量,约相当于燃烧370亿吨煤所释放的热量。如果只计算地下热水和地下蒸汽的总热量,就是地球上全部煤炭所储藏的热量的1700万倍。

现在地热能主要用来发电,不过非电应用的途径也十分广阔。世界_L第一座利用地热发电的试验电站于1904年在意大利运行。地热资源受到普遍重视是本世纪60年代以后的事。目前世界上许多国家都在积极地研究地热资源的开发和利用。地热能主要用来发电,地热发电的装机总容量已达数百万千瓦。 我国地热资源也比较丰富,高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。 核能

核能与传统能源相比,其优越性极为明显。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200一300万吨原煤,大约是每天8列火车的运量。同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。所以,即使

不计算把节省下来的煤用作化工原料所带来的经济效益,只是从燃料的运输、储存上来考虑就便利得多和节省得多。据测算,地壳里有经济开采价值的铀矿不超过400万吨,所能释放的能量与石油资源的能量大致相当。如按目前速度消耗,充其量也只能用几十年。不过,在铀235裂变时除产生热能之外还产生多余的中子,这些中子的一部分可与铀238发生核反应,经过一系列变化之后能够得到怀

239,而怀239也可以作为核燃料。运用这些方法就能大大扩展宝贵的铀235资源。 目前,核反应堆还只是利用核的裂变反应,如果可控热核反应发电的设想得以实现,其效益必将极其可观。核能利用的一大问题是安全问题。核电站正常运行时不可避免地会有少量放射性物质随废气、废水排放到周围环境,必须加以严格的控制。现在有不少人担心核电站的放射物会造成危害,其实在人类生活的环境中自古以来就存在着放射性。数据表明,即使人们居住在核电站附近,它所增加的放射性照射剂量也是微不足道的。事实证明,只要认真对待,措施周密,核电站的危害远小于火电站。据专家估计,相对于同等发电量的电站来说,燃煤电站所引起的癌症致死人数比核电站高出50一1000倍,遗传效应也要高出100倍。 海洋能

海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等,这些都是可再生能源。 海水的潮汐运动是月球和太阳的引力所造成的,经计算可知,在日月的共同作用下,潮汐的最大涨落为0.8米左右。由于近岸地带地形等因素的影响,某些海岸的实际潮汐涨落还会大大超过一般数值,例如我国杭州湾的最大潮差为8一9米。潮汐的涨落蕴藏着很可观的能量,据测算全世界可利用的潮汐能约109千瓦,大部集中在比较浅窄的海面上。潮汐能发电是从上世纪50年代才开始的,现已建成的最大的潮汐发电站是法国朗斯河口发电站,它的总装机容量为24万千瓦,年发电量5亿度。我国从50年代末开始兴建了一批潮汐发电站,目前规模最大的是1974年建成的广东省顺德县甘竹滩发电站,装机容量为500。千瓦。浙江和福建沿海是我国建设大型潮汐发电站的比较理想的地区,专家们已经作了大量调研和论证工作,一旦条件成熟便可大规模开发。

大海里有永不停息的波浪,据估算每一平方公里海面上波浪能的功率约为10x104至20x104千瓦。70年代末我国已开始在南海上使用以波浪能作能源的浮标航标灯。1974年日本建成的波浪能发电装置的功率达到100千瓦。许多国家目前都在积极地进行开发波浪能的研究工作。 海流亦称洋流,它好比是海洋中的河流,有一定宽度、长度、深度和流速,一般宽度为几十到几百海里之间,长度可达数千海里,深度约几百米,流速通常为1一2海里/小时,最快的可达4?5海里/小时。太平洋上有一条名为“黑潮”的暖流,宽度在100海里左右,平均深度为400米,平均日流速30一80海里,它的流量为陆地上所有河流之总和的20倍。现在一些国家的海流发电的试验装置已在运行之中。

水是地球上热容量最大的物质,到达地球的太阳辐射能大部分都为海水所

吸收,它使海水的表层维持着较高的温度,而深层海水的温度基本上是恒定的,这就造成海洋表层与深层之间的温差。依热力学第二定律,存在着一个高温热源和一个低温热源就可以构成热机对外作功,海水温差能的利用就是根据这个原理。上世纪20年代就已有人作过海水温差能发电的试验。1956年在西非海岸建成了一座大型试验性海水温差能发电站,它利用20℃的温差发出了7500千瓦的电能。

风能

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。风能就是空气的动能,风能的大小决定于风速和空气的密度。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为

2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。空气流动所形成的动能及为风能。风能是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均,引起大气层中压力分布不均,空气沿水平方向运动形风。风的形成乃是空气流动的结果。

风能的利用主要是以风能作为动力和风力发电两种形式,其中以风力发电为主。我国风力资源丰富,可开发利用的风能储量为10亿千瓦。对风能的利用,特别是对我国沿海岛屿,交通不变的边远山区,地广任曦的草原牧场,以及远离电网的农村,作为解决生产和生活的一种可靠途径,具有十分重要的意义。

在自然界中,风是一种可再生、无污染而其储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机,各国都在加紧对风力的开发和利用,尽量减少二氧化碳等温室气体的排放,保护我们赖以生存的地球。

范文五:新能源发电及其应用 投稿:赵慌慍

新能源发电及其应用

内容摘要

风光互补发电系统近几年引起了许多专家学者的关注,也取得了一定的成果,并已经推广了日常生活中来。风光互补照明供电系统,充分利用清洁能源,实现零耗电、零排放、零污染,产品广泛应用于道路、景观、小区照明及监控、通讯基站、船舶等领域。本文通过对风光互补发电系统的现状分析,从其技术原理入手,将重点放在了风光互补的发电部分,主要通过对风光互补发电原理及电路分析,为风光互补发电系统提供了一个很好的基础。并通过对风光互补系统的逐步分析,对风光互补发电系统做了一个整体研究,通过研究得出,作为两种新型能源的充分利用系统,风光互补发电系统更加适合现在生活需要。

关键词:风光互补的发展历程;风光互补发电技术原理;风光互补发电技术的

应用;风光互补发电的结构.

目 录

内容摘要 ........................................................................................................................... I

引 言 .......................................................................................................................... 1

1风光互补的发展历程 ................................................................................................... 2

2风光互补技术原理 ....................................................................................................... 3

2.1风光互补技术原理简介 .................................................................................... 3

2.2风光互补系统发电结构 ...................................................................................... 3

2.3风光互补系统发电技术优势 .............................................................................. 4

3 风光互补发电控制系统的运行 .................................................................................. 4

4 风光互补的应用 .......................................................................................................... 5

4.1无电农村的生活、生产用电 ............................................................................ 5

4.2半导体室外照明中的应用 ................................................................................ 5

4.3室外道路照明工程主要包括 ............................................................................. 5

4.4航标上的应用 ..................................................................................................... 5

4.5监控摄像机电源中的应用 ................................................................................. 6

4.6通信基站中的应用 ............................................................................................. 6

4.7抽水蓄能电站中的应用 ..................................................................................... 7

结 论 .............................................................................................................................. 7

参考文献 .......................................................................................................................... 8

引 言

在西方工业化进程的100多年中,已经消耗了全球资源量的60%左右。中国现在能源消费将近70%依靠煤,这给我国带来很大压力。近年来我国积极调整能源结构,大力发展可再生能源,尤其是太阳能和风能。2007年底我国太阳能热水器总集热面积为13000万平方米,年生产能力超过1500万平方米。太阳能电池产量达1088兆千瓦,超过欧盟和日本,成为当今世界太阳能电池第一大国。同时与2010年底,中国全年风力发电新增装机达1600万千瓦,累计装机容量达到4182.7万千瓦,跃居世界第一。虽然中国跃升最大太阳能、风电装机国,但效率,效益仍较低。而风光互补发电系统充分利用可再生能源的互补性,节能环保,高效可靠,是目前最合理的独立电源系统。

风光互补,是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

最初的风光互补发电系统,就是将风力机和光伏组件进行简单的组合,因为缺乏详细的数学计算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不长。

近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大,保证率和经济性要求的提高,国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件,它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行,根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件,本身不具备优化设计的功能,并且价格昂贵,需要的专业性较强。

在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定:一是功率匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率,只要用于系统的优化控制;另一是能量匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量,主要用于系统功率设计。

目前国内进行风光互补发电系统研究的大学,主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究:风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计,在匹配计算方面有着领先的地位,而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。

据国内有关资料报道,目前运行的风光互补发电系统有:西藏纳曲乡离格村风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能无线电话离转台电源系统、内蒙微型风光互补发电系统等[1]。

2.1风光互补技术原理简介

风光互补是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

风光互补发电站采用风光互补发电系统,风光互补发电站系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统,将电力并网送入常规电网中。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电,晴天由太阳能发电,在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用,实现了全天候的发电功能,比单用风机和太阳能更经济、科学、实用。适用于道路照明、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、部队边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区[2]。

2.2风光互补系统发电结构

风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。

(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能,通过风力发电机将机械能转换为电能,再通过控制器对蓄电池充电,经过逆变器对负载供电;

(2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能,然后对蓄电池充电,通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电;

(3)逆变系统由几台逆变器组成,把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电,保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能,可改善风光互补发电系统的供电质量;

(4)控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化,不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节:一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时,控制器把蓄电池的电能送往负载,保证了整个系统工作的连续性和稳定性;

(5)蓄电池部分由多块蓄电池组成,在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来,

以备供电不足时使用[3]。

2.3风光互补系统发电技术优势

风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成,发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。

由于太阳能与风能的互补性强,风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时,风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的,所以风光互补发电系统的造价可以降低,系统成本趋于合理。 3风光互补发电控制系统的运行

风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。

风力发电部分利用风力机将风能转换为机械能,借助风力发电机将其转换为电能,通过控制器对蓄电池充电,经过逆变器对负载供电。光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能,然后对蓄电池充电,通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电。逆变系统由几台逆变器组成,把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电,保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能,可改善风光互补发电系统的供电质量。控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化,不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节:一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。

风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况,可以在以下三种模式下运行:风力发电机组单独向负载供电;光伏发电系统单独向负载供电;风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电。

风光互补系统关键的控制部分能根据日照强度、风力大小及负载的变化不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节。在发电量充足时把一部分电量供给负载,另一部分电能则存入蓄电池组中,当发电量不足时。由蓄电池组提供部分负载所需电能,从而延长了蓄电池组的寿命,保证了系统的稳定性与可靠性。而且通过合理的设计与匹配,可以设计较低的光电阵列容量和蓄电池容量同时在不配备其他电源的情况下可以基本上保障用户电力供应,使整个系统的成本下降,获得较好的社会效益和经济效益。

4 风光互补的应用

4.1无电农村的生活、生产用电

中国现有9亿人口生活在农村,其中5%左右目前还未能用上电。在中国无电乡村往往位于风能和太阳能蕴藏量丰富的地区。因此利用风光互补发电系统解决用电问题的潜力很大。采用已达到标准化的风光互补发电系统有利于加速这些地区的经济发展,提高其经济水平。另外,利用风光互补系统开发储量丰富的可再生能源,可以为广大边远地区的农村人口提供最适宜也最便宜的电力服务,促进贫困地区的可持续发展。

我国已经建成了千余个可再生能源的独立运行村落集中供电系统,但是这些系统都只提供照明和生活用电,不能或不运行使用生产性负载,这就使系统的经济性变得非常差。可再生能源独立运行村落集中供电系统的出路是经济上的可持续运行,涉及到系统的所有权、管理机制、电费标准、生产性负载的管理、电站政府补贴资金来源、数量和分配渠道等等。但是这种可持续发展模式,对中国在内的所有发展中国家都有深远意义。

4.2半导体室外照明中的应用

世界上室外照明工程的耗电量占全球发电量的12%左右,在全球日趋紧张的能源和环保背景下,它的节能工作日益引起全世界的关注。

基本原理是:太阳能和风能以互补形式通过控制器向蓄电池智能化充电,到晚间根据光线强弱程度自动开启和关闭各类led室外灯具。智能化控制器具有无线传感网络通讯功能,可以和后台计算机实现三遥管理(遥测、遥讯、遥控)。智能化控制器还具有强大的人工智能功能,对整个照明工程实施先进的计算机三遥管理,重点是照明灯具的运行状况巡检及故障和防盗报警。

4.3室外道路照明工程主要包括:

●车行道路照明工程(快速道/主干道/次干道/支路);

●小区(广义)道路照明工程(小区路灯/庭院灯/草坪灯/地埋灯/壁灯等)。

目前已被开发的新能源新光源室外照明工程有:风光互补led智能化路灯、风光互补led小区道路照明工程、风光互补led景观照明工程、风光互补led智能化隧道照明工程、智能化led路灯等。

4.4航标上的应用

我国部分地区的航标已经应用了太阳能发电,特别是灯塔桩,但是也存在着

一些问题,最突出的就是在连续天气不良状况下太阳能发电不足,易造成电池过放,灯光熄灭,影响了电池的使用性能或损毁。冬季和春季太阳能发电不足的问题尤为严重。

天气不良情况下往往是伴随大风,也就是说,太阳能发电不理想的天气状况往往是风能最丰富的时候,针对这种情况,可以用以风力发电为主,光伏发电为辅的风光互补发电系统代替传统的太阳能发电系统。风光互补发电系统具有环保、无污染、免维护、安装使用方便等特点,符合航标能源应用要求。在太阳能配置满足春夏季能源供应的情况下,不启动风光互补发电系统;在冬春季或连续天气不良状况、太阳能发电不良情况下,启动风光互补发电系统。由此可见,风光互补发电系统在航标上的应用具备了季节性和气候性的特点。事实证明,其应用可行、效果明显。

4.5监控摄像机电源中的应用

目前,高速公路道路摄像机通常是24小时不间断运行,采用传统的市电电源系统,虽然功率不大,但是因为数量多,也会消耗不少电能,采用传统电源系统不利于节能;并且由于摄像机电源的线缆经常被盗,损失大,造成使用维护费用大大增加,加大了高速公路经营单位的运营成本。

应用风光互补发电系统为道路监控摄像机提供电源,不仅节能,并且不需要铺设线缆,减少了被盗了可能,有效防盗。但是我国有的地区会出现恶劣的天气情况,如连续灰霾天气,日照少,风力达不到起风风力,会出现不能连续供电现象,可以利用原有的市电线路,在太阳能和风能不足时,自动对蓄电池充电,确保系统可以正常工作。

4.6通信基站中的应用

目前国内许多海岛、山区等地远离电网,但由于当地旅游、渔业、航海等行业有通信需要,需要建立通信基站。这些基站用电负荷都不会很大,若采用市电供电,架杆铺线代价很大,若采用柴油机供电,存在柴油储运成本高,系统维护困难、可靠性不高的问题。

要解决长期稳定可靠地供电问题,只能依赖当地的自然资源。而太阳能和风能作为取之不尽的可再生资源,在海岛相当丰富,此外,太阳能和风能在时间上和地域上都有很强的互补性,海岛风光互补发电系统是可靠性、经济性较好的独立电源系统,适合用于通信基站供电。由于基站有基站维护人员,系统可配置柴油发电机,以备太阳能与风能发电不足时使用。这样可以减少系统中太阳电池方

阵与风机的容量,从而降低系统成本,同时增加系统的可靠性。

4.7抽水蓄能电站中的应用

风光互补抽水蓄能电站是利用风能和太阳能发电,不经蓄电池而直接带动抽水机实行补丁时抽水蓄能,然后利用储存的水能实现稳定的发电供电。这种能源开发方式将传统的水能、风能、太阳能等新能源开发相结合,利用三种能源在时空分布上的差异实现期间的互补开发,适用于电网难以覆盖的边远死去,并有利于能源开发中的生态环境保护[4]。

结 论

风能和太阳能都是清洁能源,随着光伏发电技术、风力发电技术的日趋成熟及实用化进程中产品的不断完善,为风光互补发电系统的推广应用奠定了基础。风光互补发电系统推动了我国节能环保事业的发展,促进资源节约型和环境友好型社会的建设。

总之,相信随着设备材料成本的降低、科技的发展、政府扶持政策的推出,该清洁、绿色、环保的新能源发电系统将会得到更加广泛的应用。

风光互补发电系统分析与应用

参考文献

[1] 田浩.风光互补并网发电系统的研究与开发[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,(04)

[2] 王宇. 风光互补发电控制系统的研究与开发[D]天津大学, 2004 2009, (02)

[3] 李爽. 风/光互补混合发电系统优化设计[D]中国科学院电工研究所

[4] 张瑞钰. 风光互补利用的分布式能量系统可行性分析[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库, 2009, (02) .

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范文六:新能源技术及其应用 投稿:郝礌礍

新能源技术及其应用------生物质能、海洋能

前言:能源、材料、信息、生物技术是现代文明的四大支柱,能源是人类生存及发展的物质基础,也是人类从事各种经济活动的原动力。新能源与常规能源是一个相对的概念,新能源包括太阳能、氢能、核能、生物质能、化学电源、风能、海洋能和地热能等。

(一)生物质能

生物质能简介

生物质(biomass)是指有机物中除了化石燃料以外的所有来源于动、植物能再生的物质。生物质能则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,把太阳能转化为化学能后固定贮藏在生物体内的能量。

生物质能源是人类用火以来,最早直接应用的能源。随着人类文明的进步,生物质能源的应用研究开发几经波折,在第二次世界大战前后,欧洲的木质能源应用研究达到高峰,然后随着石油化工和煤化工的发展,生物质能源的逐渐趋于低谷。到20世纪70年代中期,由于中东战争引发大的全球性能源危机,可再生能源,包括木质能源在内的开发利用研究,重新引起人们的重视。人类深刻认识到石油、煤、天然气等化石能源的资源有限性和环境污染问题。日益严重的环境问题,已引起国际社会共同关注,环境问题与能源问题密切相关,成为当今社会共同关注的焦点之一。化石燃料的使用是大气污染的主要原因。“酸雨”、“温室效应”等都已给人类赖以生存的地球带来了灾难性的后果。而使用大自然馈赠的生物质能,几乎不产生污染,使用过程中几乎没有二氧化硫的产生,产生的二氧化碳气体与植物生长过程中需要吸收的大量二氧化碳在数量上保持平衡,被称之为二氧化碳中性的燃料。生物质能将成为未来可持续能源系统的组成部分,预计到本世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总耗能的40%以上。

生物质能开发利用在许多国家得到高度重视,联合国开发计划署、世界能源委员会、美国能源部都把它当作可再生能源的首要选择。联合国粮农组织热门为,生物质能有可能成为未来可持续能系统的主要能源,扩大其利用是减排二氧化碳的最主要的途径,应大规模植树造林和种植能源作物,并是生物质能从“穷人的燃料”变成高品位现代能源。

生物质能的特点

生物质由C、H、O、N、S等元素组成,是空气中二氧化碳、水、和太阳光通过光合作用的产物。其挥发性高,碳活性高,硫、氮含量低(S:0.1%~1.5%,N:0.5%~3.0%),灰分低(0.1%~3.0%)。

1) 可再生性

生物质能属可再生资源 生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;据统计,全球可再生能源资源可以转换为二次能源约185.55亿tce,相当于全球、气和煤等化石燃料年消费量的2倍,其中生物质能占35%,位居首位。

2) 低污染性,节能、环保效果好

用生物质能代替化石燃料,由于生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少,不仅可以永续使用,而且环保和生态效果突出,对

改善大气酸雨环境;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;

3) 广泛分布性,便于就地利用,利用形式多样

缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;

4) 生物质燃料总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

5)相关技术已成熟,可贮性好

利用薪材和作物秸秆直燃历史悠久,通过发酵生产沼气用于炊事和照明在农村也很普遍,利用甘蔗、玉米等制造燃料乙醇,用以代替车用汽油的做法在美国、巴西已具规模。另一方面,与太阳能、风能相比生物质能突出的优点是可贮存。 生物质能的分类

依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

1)林业资源

林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等

2)农业资源

农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。

3)生活污水和工业有机废水

生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。

4)城市固体废物

城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生

活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。

5)畜禽粪便

畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。

生物质燃料中可燃烧部分主要是纤维素、半纤维素、木质素。按质量计算,纤维素占生物质的40%~50%,半纤维素占生物质的20%~40%,木质素占生物质的10%~25%。

生物质利用的主要技术:化学转换、物理转换和生物转换

生物质能开发利用前景

生物质能是重要的可再生能源,预计在本世纪,世界能源消费的40%将会来自生物质能。但真正实际应用还取决于生物质的各种转化技术是否能突破。目前生物质能利用技术的主要研究方向为:①各种生物质能源转换技术;②生活垃圾能源的规模化利用与示范推广;③生物质热解液化的实用技术,这是最要研究方向,不但可以初级化工产品,而且可以减轻化石能源枯竭带来的能源危机;④沼气和热解气化的集中供气系统相关技术。此外,利用热解气来合成甲醇、乙醇也是今后研究的主要方向之一。

长期以来人们依赖化石能源,年消耗量不断增加,造成日益严重的环境问题,而且预计到2050年左右,化石燃料将濒临枯竭。生物质能源由于其可再生性和利用时不产生大量的二氧化碳而越来越引起重视,开发利用生物质被称为第三次能源转变,20世纪80年代末至90年代初,许多国家尤其是西欧及北美的一些发达国家投入大量人力物力进行技术开发。据估计世界范围内对可再生能源的技术开发投资已达315亿美元。

综上,生物质作为可再生清洁能源其开发利用已势在必行,无论从废弃资源回收或能源结构转换,还是从环境的改善和保护等各方面均具有重大的意义。

(二)海洋能

海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、 储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

海洋能简介

海洋能(ocean energy)是海水运动过程中产生的可再生能,主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力,其他海洋能均源自太阳辐射。

海水温差能是一种热能。低纬度的海面水温较高,与深层水形成温度差,可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。在河口水域还存在海水盐差能(又称海水化学

能),入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差,若隔以半透膜,淡水向海水一侧渗透,可产生渗透压力,其能量与压力差和渗透能量成正比。

地球表面积约为5.1×10^8km^2,其中陆地表面积为1.49×10^8km^2占29%;海洋面积达3.61×10^8km^2,以海平面计,全部陆地的平均海拔约为840m,而海洋的平均深度却为380m,整个海水的容积多达1.37×10^9km^3。一望无际的大海,不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量,它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里,不像在陆地和空中那样容易散失。 海洋能有显著特点

1)海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。

2)海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。

3)海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律,编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报,预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。

4)海洋能属于清洁能源,也就是海洋能一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。

海洋能缺点:获取能量的最佳手段尚无共识,大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统。

海洋能主要能量形式

1)潮汐能

因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。

潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力,其它海洋能均来源于太阳辐射,海洋面积占地球总面积的71%,太阳到达地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分转化成各种形式的海洋能。

潮汐能的主要利用方式为发电,目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯潮汐电站,我国的江夏潮汐实验电站为国内最大。

2)波浪能

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能,是一种在风的作用下产生的,并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。波浪的能量波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面 的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。

波浪发电是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。

3)海水温差能

海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能,是海洋能的一种重要形式低纬度的海面水温较高,与深层冷水存在温度差,而储存着温差热能,其能量与温差的大小和水量成正比

温差能的主要利用方式为发电,首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔,1926年,阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。1930年,克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站,获得了10kW的功率。

温差能利用的最大困难是温差大小,能量密度低,其效率仅有3%左右,而且换热面积大,建设费用高,目前各国仍在积极探索中。

4)盐差能

盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能,是以化学能形态出现的海洋能。主要存在与河海交接处。同时,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。

据估计,世界各河口区的盐差能达30TW,可能利用的有2.6TW。我国的盐差能估计为1.1×10^8kw,主要集中在各大江河的出海处,同时,我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先,中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但总体上,对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平,离示范应用还有较长的距离。

5)海流能

海流能是指海水流动的动能,主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量,是另一种以动能形态出现的海洋能。

海流能的利用方式主要是发电,其原理和风力发电相似。全世界海流能的理论估算值约为10^8kW量级。利用中国沿海130个水道、航门的各种观测及分析资料, 计算统计获得中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4X10^7kW。属于世界上功率密度最大的地区之一,其中辽宁、山东、浙江、福建和台湾沿海的海流能较为丰富,不少水道的能量密度为15~30kW/m^2,具有良好的开发值。特别是浙江的舟山群岛的金塘、龟山和西候门水道,平均功率密度在20kW/m2以上,开发环境和条件很好。 利用现状

上述不同形式的能量有的已被人类利用,有的已列入开发利用计划,但人们对海洋能的开发利用程度至今仍十分低。尽管这些海洋能资源之间存在着各种差异,但是也有着一些相同的特征。每种海洋能资源都具有相当大的能量通量:潮汐能和盐度梯度能大约为2TW;波浪能也在此量级上;而海洋热能至少要比此大两个数量级。但是这些能量分散在广阔的地理区域,因此实际上它们的能流密度相当低,而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域。因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用。

前景展望

全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字,五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。其中温差能为

400亿千瓦,盐差能为300亿千瓦,潮汐和波浪能各为30亿千瓦,海流能为6亿千瓦。但如上所述是难以实现把上述全部能量取出,设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪;利用大降雨量地域的盐度差,而温差利用则受热机卡诺效率的限制。因此,估计技术上允许利用功率为64亿千瓦,其中盐差能30亿千瓦,温差能20亿千瓦,波浪能10亿千瓦,海流能3亿千瓦,潮汐能1亿千瓦(估计数字)。

海洋能的强度较常规能源为低。海水温差小,海面与500~1000米深层水之间的较大温差仅为20℃左右;潮汐、波浪水位差小,较大潮差仅7—10米,较大波高仅3米;潮流、海流速度小,较大流速仅4~7节。即使这样,在可再生能源中,海洋能仍具有可观的能流密度。以波浪能为例, 每米海岸线平均波功率在最丰富的海域是50千瓦,一般的有5~6千瓦;后者相当于太阳能流密度1千瓦/米2)。又如潮流能,最高流速为3米/秒的舟山群岛潮流,在一个潮流周期的平均潮流功率达4.5千瓦/米2。 海洋能作为自然能源是随时变化着的。但海洋是个庞大的蓄能库,将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里,不象在陆地和空中那样容易散失。海水温差、盐度差和海流都是较稳定的,24小时不间断,昼夜波动小,只稍有季节性的变化。潮汐、潮流则作恒定的周期性变化,对大潮、小潮、涨潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以准确预测。海浪是海洋中最不稳定的,有季节性、周期性,而且相邻周期也是变化的。但海浪是风浪和涌浪的总和,而涌浪源自辽阔海域持续时日的风能,不像当地太阳和风那样容易骤起骤止和受局部气象的影响。

海洋能的利用目前还很昂贵,以法国的朗斯潮汐电站为例,其单位千瓦装机投资合1500美元(1980年价格),高出常规火电站。但在目前严重缺乏能源的沿海地区(包括岛屿),把海洋能作为一种补充能源加以利用还是可取的。

人类生活的地球面临着不可回避的压力:人口迅速增长和人类生活质量不断提高;能源需求的大幅增加与化石燃料的日益减少;各种能源形势的开发利用和生态环境的门槛提升。时代呼吁新能源技术的高速发展,太阳能、氢能、核能、生物质能、化学电源、风能、海洋能和地热能的能量转化、能量储存和能量传输的理论与技术是21世纪能源与工程的前沿性课题。

范文七:《新能源应用技术》 投稿:万泳泴

《新能源应用技术》

一、培养目标:

本专业主要面向新能源应用领域,培养能够从事风力及光伏发电设备设计、 施工、运行与维护,风力及光伏发电设备、控制设备和并网设备制造、运行管理 及维修等岗位,适应生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等 方面全面发展,具有一定的理论基础知识和工程实践能力的高素质技能型人才。

二、职业岗位

职业岗位 主要工作任务 常用工具的使用, 电气图阅读 的能力,整机机械装配,风电 小型风力系统, 风光互补系统 机组电气设备安装及接线, 安装、调试、维护 PLC 及网络通信系统的安装, 整机检验及风机传动试验, 主 要电器设备调试。 常用工具的使用, 阅读电气图 的能力,风力发电并网运行, 风力发电系统运行检修 风力发电状态集中监测, 风力 发电投、切控制,风电场变电 设备运行操作与事故处理能 力,制定检修计划。 常用工具的使用, 绘制电气图 太阳能发电系统设计与施工 的能力,整机机械装配,太阳 能电池组安装及接线, 太阳能 发电系统设备选型。 常用工具的使用, 阅读电气图 的能力,光伏发电并网运行, 太阳能光伏发电厂运行检修 光伏发电状态集中监测, 光伏 发电投、切控制,光伏发电设 备运行操作与事故处理能力, 制定检修计划。 常用工具的使用, 绘制电气图 太阳能热水系统设计与施工 的能力,整机机械装配,太阳 能热水器组安装及接线, 热工 设备安装与调试。 太阳能热水器安装, 调试与维 护 常用工具的使用, 阅读电气图 的能力, 专业检测仪器使用能 力,太阳能热水器检测能力。 太阳能热水器安装工 太阳能热水系统设计与操作 工 光伏系统设计与安装操作工 太阳能发电系统设计与安装 操作工 风电机组设计与安装操作工 风电机组设计与安装操作工 职业资格证书

常用工具的使用, 阅读电气图 自动化设备运行维护 的能力, 专业检测仪器使用能 力,变频器运用能力,电机检 测能力, 自动化设备检测及系 统维护、检修及调试能力。 常用工具的使用, 阅读电气图 氢能 (含燃料电池) 设备安装、 调试和维护 的能力,专用测试仪器使用, 燃料电池设备的维护检修与 试验,故障排除与维护管理, 安全措施。 常用工具的使用, 电路制图的 新能源设备开发 能力,电子电路知识,电子电 路仿真,C 语言,电子工艺。 依据现场条件及客户需要进 生产管理与技术支持 行产品销售、售后服务、技术 改造、培训及编制技术文件。 三、主干课程 光伏发电系统设计与应用、风力发电原理及应用、太阳能电池及其组件的制造、光伏组件

的 安装与调试 销售与管理人员 新能源设备开发人员 氢能(含燃料电池)设备安装 工 维修电工

范文八:新能源技术与应用 投稿:邵霢霣

新能源技术与应用

摘要: 能源是人类生存和发展的重要物质条件。煤炭、石油、天然气等化石能源支持

了19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会发展,但煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗,不仅使人类面临资源枯竭的压力,同时更感到了环境问题的严重威胁。可再生能源丰富、清洁,可永续利用。加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。

关键词:可再生能源 太阳能 风能 地热能 海洋能 生物质能 核能 正文: 面对能源资源和环境问题,国际社会采取了积极的应对措施,特别是1992年

召开的联合国环境与发展大会和2002年召开的可持续发展世界首脑会议,使可持续发展思想逐渐成为国际社会的共识。目前,提高能源利用效率、开发利用可再生能源、保护生态环境、实现可持续发展已成为国际社会的共同行动。加强全球合作,妥善应对能源和环境挑战,实现可持续发展,是世界各国的共同愿望,也是世界各国的共同责任。新能源一般包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能和核能等。

一、太阳能技术:

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。尽管太阳辐射到地

球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,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。太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。

太阳能的转换和利用方式有:光-热转换、光-电转换和光-化学转换。 1)太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用,它可分低温(100-300℃):工业用热、制冷、空调、烹调等;高温(300℃以上):热发电、材料高温处理等。

2)太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多,如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化 电池、 化电池等。当前发展主要障碍是光电池成本高。

3)光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面,发生化学反应,在电解液内形成电流,并使水电离直接产生氢的电池。

二、风能:

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。全国风力资源的总储量为每年16亿kw,在世界各国排列第三,可开发利用的约为2/10,即约3亿千瓦.可以有效利用的风速范围为3-20米/秒. 近期可开发的约为1.6亿kw,内蒙古、青海、

黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列。

风力发是技术关键是大型风力机的叶片设计 、制造和安全性技术,二是优化运行控制方案与控制系统。

三、地热能:

地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。 地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能是指其储量比目前人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度大。

地热能的利用自古时候起人们就已将低温地热资源用于浴池和空间供热, 近来还应用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热。在商业应用方面,利用干燥的过热蒸汽和高温水发电已有几十年的历史。 利用中等温度(100℃)水通过双流体循环发电设备发电,在过去的10年中已取得了明显的进展,该技术现在已经成熟。地热热泵技术后来也取得了明显进展。这些成熟技术通过联合国有关部门 的艰苦努力,已成功地推广到发展中国家。

四、海洋能

海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散

发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。 这些不同形式的能量有的已被人类利用,有的已列入开发利用计划,但人们对海洋

能的开发利用程度至今仍十分低。这些能量分散在广阔的地理区域,因此实际上它们的能流密度相当低,而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域。因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用。

全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字,五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。其中温差能为400亿千瓦,盐差能为300亿千瓦,潮汐和波浪能各为30亿千瓦,海流能为6亿千瓦。但如上所述是难以实现把上述全部能量取出,设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪;利用大降雨量地域的盐度差,而温差利用则受热机卡诺效率的限制。因此,估计技术上允许利用功率为64亿千瓦,其中盐差能30亿千瓦,温差能20亿千瓦,波浪能10亿千瓦,海流能3亿千瓦,潮汐能1亿千瓦(估计数字)。

五、生物能:

生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。

生物能的开发和利用具有巨大的潜力。下面的技术手段目前看来是最有前途:

1、直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。

2、利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物,包括:快速成长作物树木、糖与淀粉作物(供制造乙醇)、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。

3、生产木炭和炭。

4、生物质(热解)气化后用于电力生产,如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃

气轮机(BIG/STIG)联合发电装置。

5、对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化,以生产沼气和避免用错误的方法处置这些物质,以免引起环境危害。

六、核能:

核能用于民用,主要是发电,我国发展核电工业已经有30多年历史,建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理的比较完整的燃料循环体系,探明了一批有一定储量的铀矿资源,已经建成多种类型的核反应堆并且积累了多年安全管理和安全运行的经验。据了解,我国已投入运行的核电厂多年来一直保持着良好的安全记录,核电正在我国国民经济中发挥着举足轻重的作用。1999年大亚湾核电站完成上网电量近135亿度,全年创汇5.6亿美元,上交各项税金2亿元人民币。秦山核电站和大亚湾核电站输送的电力有效地缓解了华东、广东等地电力紧张的局面,并为香港输送了大量电力,显示了核电的巨大作用。到21世纪初,中国核电装机容量将达到850万千瓦,占全国发电能力的30%左右。

核能新技术;

1)新一代压水堆核电站

具有固有安全性的核电站反应堆。核反应堆在任何事故条件下都能自动停止运行,而且在最严重的假想事故条件下,停堆后的堆芯乘余热能依靠自然循环机理,导出堆外,保持堆内芯部和燃料元件的完整,从根本上排除堆芯深地、放射性逸出的可能,这种特性称为固有安全性,如改进压水堆、模块式高温气冷堆等。 (2)核燃料的增殖-快中子增殖反应堆。

我国“863”计划已计划建造快中子实验堆。快中子堆在理论上可以利用全部铀资源,但实际上由于各种损失,约可利用铀资源达到60%以上。

(3)新的 供热资源-低温核供热堆和高温气冷堆

低温核供热堆是压水堆型的热中子堆,但它的参数远低于核电站用的压水堆。由于参数低,设备造价低,在经济上有竞争力。我国开展低温核供热堆已有多年,第一个5000千瓦的低温核供热试验堆已于1990年投入运行。

高温气冷堆是采用石墨作慢化剂和惰性气体氦气作冷却剂的热中子堆。由于石墨耐高温,所以反应堆出口的氦气温度可以高达950℃。元远高于核电站压水堆的出口水温300-350℃,现在设计的模块型高温气冷堆不仅可以高温供热,高效发电,而且有很好的固有安全性能。

(4)受控热核聚变能

聚变能目前尚处于研究阶段,离实用还有相当差距。但基于其取之不尽的资源和优越的性能,能量大,且没有像裂变堆那样产生大量放射性废物,故其远景是很好的。预计在下世纪中叶可望能商 用。目前也有人考虑在其商用以前开展聚变-裂变混合堆的研究,其原理是用聚变反应产生的中子来增殖裂变燃料,充分利用裂变铀、钍核资源。我国也正在研究中。

参考文献:

范文九:新能源技术及其应用 投稿:李巁巂

新能源技术及其应用

摘要:能源是人类生存和发展的重要物质条件。煤炭、石油、天然气等化石能源支持了19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会发展,但煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗,不仅使人类面临资源枯竭的压力,同时更感到了环境问题的严重威胁。可再生能源丰富、清洁,可永续利用。加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。

关键词:可再生能源 太阳能 风能 地热能 海洋能 生物质能 核能

一、太阳能技术:

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。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,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。太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。太阳能的转换和利用方式有:光-热转换、光-电转换和光-化学转换。

1)太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用,它可分低温(100-30

0℃):工业用热、制冷、空调、烹调等;高温(300℃以上):热发电、材料高温处理等。

2)太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多,如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化电池、化电池等。当前发展主要障碍是光电池成本高。

3)光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面,发生化学反应,在电解液内形成电流,并使水电离直接产生氢的电池。

二、风能:

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。全国风力资源的总储量为每年16亿kw,在世界各国排列第三,可开发利用的约为2/10,即约3亿千瓦.可以有效利用的风速范围为3-20米/秒. 近期可开发的约为1.6亿kw,内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列。风力发是技术关键是大型风力机的叶片设计、制造和安全性技术,二是优化运行控制方案与控制系统。

三、地热能:

地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能是指其储量比目前人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度大。地热能的利用自古时候起人们就已将低温地热资源用于浴池和空间供热,近来还应用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热。在商业应用方面,利用干燥的过热蒸汽和高温水发电已有几十年的历史。利用中等温度(100℃)水通过双流体循环发电设备发电,在过去的10年中已取得了明显的进展,该技术现在已经成熟。地热热泵技术后来也取得了明显进展。这些成熟技术通过联合国有关部门的艰苦努力,已成功地推广到发展中国家。

四、海洋能

海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。这些不同形式的能量有的已被人类利用,有的已列入开发利用计划,但人们对海洋能的开发利用程度至今仍十分低。这些能量分散在广阔的地理区域,因此实际上它们的能流

密度相当低,而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域。因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用。全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字,五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。其中温差能为400亿千瓦,盐差能为300亿千瓦,潮汐和波浪能各为30亿千瓦,海流能为6亿千瓦。但如上所述是难以实现把上述全部能量取出,设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪;利用大降雨量地域的盐度差,而温差利用则受热机卡诺效率的限制。因此,估计技术上允许利用功率为64亿千瓦,其中盐差能30亿千瓦,温差能20亿千瓦,波浪能10亿千瓦,海流能3亿千瓦,潮汐能1亿千瓦(估计数字)。

五、生物能:

生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物能的开发和利用具有巨大的潜力。下面的技术手段目前看来是最有前途:

1、直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。

2、利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物,包

括:快速成长作物树木、糖与淀粉作物(供制造乙醇)、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。

3、生产木炭和炭。

4、生物质(热解)气化后用于电力生产,如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃

六、核能:

核能用于民用,主要是发电,我国发展核电工业已经有30多年历史,建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理的比较完整的燃料循环体系,探明了一批有一定储量的铀矿资源,已经建成多种类型的核反应堆并且积累了多年安全管理和安全运行的经验。据了解,我国已投入运行的核电厂多年来一直保持着良好的安全记录,核电正在我国国民经济中发挥着举足轻重的作用。1999年大亚湾核电站完成上网电量近135亿度,全年创汇5.6亿美元,上交各项税金2亿元人民币。秦山核电站和大亚湾核电站输送的电力有效地缓解了华东、广东等地电力紧张的局面,并为香港输送了大量电力,显示了核电的巨大作用。到21世纪初,中国核电装机容量将达到850万千瓦,占全国发电能力的30%左右。经福建电网批准,中国广核集团宁德核电站2号机组于4月27日21:50开始168小时试运行计时,进入商运前最后冲刺阶段。宁德2号机组于1月并网成功、2月20日首次实现100%功率运行、4月5日完成商运前整治性小修,之后陆续完成100%Pn平台各项试验。外媒称,宁德核电站的最新进展显示出,中国的核电发展即将进入新的阶

段。

文献:《百度百科》《百度文库》

范文十:新能源的应用与发展 投稿:蔡鈹鈺

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]

上海绿茶网络科技

新能源的应用与发展

源是整个人类世界发展和经济增长的最基本驱动力,

(1)

(2)

资源丰富,可以再生;

(3)清洁干净,使用中几乎没有损害生态环境的污染物排放;

(4)太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性;

(5)开发利用的技术难度大。

三.新能源和可再生能源的种类

62

1 太阳能

2 风能

3.小水电

1.2

4. 生物质能

3

一‘

5.地热能

地热能是来自地球深处且可再生的热能资源。

100

也可以为建筑物供热和制冷。地热能资源按赋存形式可分为水热型(

)、地压型、干热岩型和岩浆型4

(大于150

摄氏度)、中温型(90

—149)

和低温型(小于89

摄氏度)3

作用也是不同的。液体温度为200

一400

一200100

脱水加工、;50一

50

6.海洋能

7.氢能和燃料电池

氢能是世界新能源和可再生能源领域产业中正在积极开发的—种二次能源。2

1

四、新能源与可再生能源发展概况

20世纪

70年代以来,

据预测,到

2070年世界上80

20

世纪

27

年新能源和可再生能源的利用将减少

200多万吨二氧化硫等污染物的排放。

据国际能源署(EIA)

预测,到21世纪下半叶,

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