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新能源发电品种docx

来源:本站原创 发布时间:2019-08-03

  功课 何捷 电气2012级1班 6 I新能源发电品种: 一、风能发电 风是一种潜力很大的新能源。有人估量过,地球上可用来发电的风力资本约有100亿千瓦,几乎是现正在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只要风力正在一年内所供给能量的三分之一。因而,国表里都很注沉操纵风力来发电,开辟新能源。 风力发电的道理,是操纵风力带动风车叶片扭转,再透过增速机将扭转的速度提拔,来促使发电机发电;它由机头、转体、尾翼、叶片构成,各部门功能为:叶片用来接管风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片一直对着来风的标的目的从而获得最大的风能;转体能使机头矫捷地震弹以实现尾翼调整标的目的的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线发生电能。风力发电机因风量不不变,故其输出的是13~25V变化的交换电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机发生的电能变成化学能。然后用有电的逆变电源,把电瓶里的化学能改变成交换220V市电,才能不变利用。 风力发电的特点:因相对开支较低、无空气污染的长处,风力发电比力适合地图起步过渡利用。虽制价较高,但开支越大的发电机模块性价比越高。地平线群岛地图是风力资本最丰硕的地图,风力发电正在这里能够获得较好的使用。城市平均海拔较大的城市的高海拔地域(正在放置风力发电坐时地图中深蓝色的部位,一般正在城市海拔最高的一层是风力最大的处所,城市海拔差越大风力越大,最大能够到20mpg以上,全体发电性价比提高100%),但需留意城市风力资本取放置,这会间接影响到风力发电量的不变性取性价比。 二、太阳能发电 映照正在地球上的太阳能很是庞大,大约40分钟映照正在地球上的太阳能,脚以供全球人类一年能量的消费。能够说,太阳能是实正取之不尽、用之不竭的能源。并且太阳能发电绝对清洁,不发生公害。所以太阳能发电被誉为是抱负的能源。从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。总的说来,做为新能源,太阳能具有极大长处,因而遭到世界的注沉。要使太阳能发电实正达到适用程度,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同的电网联网。 太阳能发电的焦点是太阳能电池,它次要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。从道理上看,太阳能发电是操纵电池组件将太阳能间接改变为电能的安拆。太阳能电池组件(Solar cells)是操纵半导体材料的电子学特征实现P-V转换的固体安拆,正在泛博的无电力网地域,该安拆能够便利地实现为用户照明及糊口供电,一些发财国度还可取区域电网并网实现互补。目前从平易近用的角度,正在国外手艺研究趋于成熟且初具财产化的是光伏--建建(照明)一体化手艺,而国内次要研究出产合用于无电地域家庭照明用的小型太阳能发电系统。 太阳能发电系统次要包罗:太阳能电池组件(阵列)、节制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等构成。此中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,节制器和逆变器为节制系统,负载为系统终端。 比拟其他的能源操纵手艺,太阳能发电有其无可对比的劣势,次要表示正在:太阳能资本没有干涸,且资本分布普遍,受地区小;太阳能电池次要的材料--硅,原料丰硕;无机械动弹部件,没有噪声,不变性好;调养简单,费用低;系统为组件,可正在任何处所快速安拆无污染,完全清洁(蓄电池除外)。 同时,太阳能发电也有其不脚之处。相关数据显示,太阳能映照的能量分布密度小,约100 W/m2;年发电时数较低,平均1300 h;不克不及持续发电,受季候、日夜以及阴晴等景象形象情况影响大;精准预测系统发电量比力坚苦;光伏系统的制价还比力高,系统成本40000~60000元/kW;别的,出产太阳能电池的过程中会发生污染。 三、潮汐能发电 潮汐能发电的道理:正在月球及太阳引力的感化下,地球上的海水会发生退潮和退潮。而且地球还正在不竭自转,因此每天要发生2次退潮和退潮,潮流的流向每六个小时交替变化,每天共计四次。除此之外,每月有两次正在月球引力取太阳引力的感化下,会发生“大潮”。正在大潮时,满潮取低潮的水位差变大,海水的流动也会加速。操纵这种海水流动进行的发电就是潮汐能发电(Tidal Power)。潮汐能发电最凸起的长处是发电量可预测。而且,鉴于发电过程正在水面下运转,因而对景不雅没有影响,噪声影响也较小。可操纵潮汐能的海域限制正在凸起的海岬或海峡,因而成长潜能较小。即便如斯,据估算,全世界仍有9000万千瓦的潮汐能发电资本可进行开辟。 四、生物质能发电 生物质能发电次要操纵农业、林业和工业烧毁物、以至城市垃圾为原料, 采纳间接燃烧或气化等体例发电,包罗农林烧毁物间接燃烧发电、农林烧毁物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。生物质能发电是一个新兴的向阳财产,是一项的事业,对添加农人收入、改善和实现能源的持续开辟都具有主要的意义,被列为国度能源成长的优先范畴。同时,国度也为此出台了一系列的支撑政策和优惠政策,以推进生物质能发电财产的快速成长。生物质能是最具成长潜力的可再生资本。按照能源当量计较,生物质能仅次于煤炭、石油、天然气,位列第四,是国际社会的可以或许缓解能源危机的无效资本和最佳替代体例。 五、地热发电 地热发电是操纵地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电手艺。其根基道理取火力发电雷同,也是按照能量转换道理,起首把地热能转换为机械能,再把机械能转换为电能。地热发电现实上就是把地下的热能改变为机械能,然后再将机械能改变为电能的能量改变过程或称为地热发电。它不成是无污染的洁净能源,并且若是热量提取速度不跨越弥补的速度,那么热能并且是可再生的。意大利的皮也罗·吉诺尼·康蒂王子于1940年正在拉德雷罗初次把天然的地热蒸气用于发电。20世纪90年代中期,以色列奥玛特(Ormat)公司把上述地热蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一,设想出一个新的被定名为结合轮回地热发电系统,该机组曾经界一些国度安拆运转,结果很好。结合轮回地热发电系统的最大长处是,能够合用于大于150℃的高温地热流体(包罗热卤水)发电,颠末一次发电后的流体,正在并不低于120℃的工况下,再进入双工质发电系统,进行二次,这就是充实操纵了地热流体的热能,既提高发电的效率,又能将以往颠末一次发电后的排放尾水进行再操纵,大大地节约了资本。 我国新能源发电成长较好的几种手艺: 风力发电: 风力发电成本低。按照每度电的发电成本为尺度进行计较,风力发电成本目前要低于太阳能发电成本,风电行业前景较好。风电行业正在正在2010年以前高速成长,2011-2012年履历了行业整理,某些风电设备制制商倒闭,现正在处于不变成长期间。五大发电集团中的中电投、大唐、华能,以及中广核和三峡集团等都正在风力资本丰硕的地域成立发电厂,目上次要集中正在西北地域,特别是蒙西和陕北地域。此外,正在川西高原以及湖南南部都有发电集团扶植风电厂。并且新增发电厂所发生的该部件需求市场至多正在将来十年城市不变增加,脚见发电集团对风电市场十分看好。 别的,针对风力发电,电力传输问题已处理。中国的风力资本次要正在西北地域(当然沿海也有风力资本),所以前几年风电场次要正在西北地域,前几年中电投和华能都正在建风电场,但苦于输电线问题风电无法输出而风电厂扶植暂停,客岁中国规划扶植数条特高压输电线,以处理电力传输问题。跟着输电线问题的处理,风电场的扶植将送来快速的成长。 风力发电机组手艺问题。目前我国风力发电机组分为0.75MW、1.0MW、1.5MW、2.0MW、3.0MW等五种型号,目前支流类型是2.0MW的,跟着手艺的前进3.0MW甚至更大的将会成为从力机型,所利用的机组手艺程度越高,风力发电的效率更高。 电力储能问题。有点出产糊口需求的变化,电力利用会呈现高峰和低谷期间,同样的,正在风力发电过程中也会由于输电线负荷问题而导致所发电无法送出,为了更高效率地发电和用电,就必需处理储能问题。成立大容量电力储能安拆,将会对电网的合理利用起到“削峰填谷”感化,即通过储存电网夜间用电低谷时充脚的闲余电能,然后到白日用电高峰时反馈输出平抑,如许可大大提高发电设备的操纵效率。目前电力储能手艺的成长正处于一个起步阶段,跟着手艺的前进,电力储能问题将会获得很好地处理,如许对于风电行业的成长将会是十分有益的。 总的来讲,风电行业有比力广漠的前景,风能的前景最为广漠。 太阳能发电 我国太阳能光伏财产成长敏捷,被誉为“已成为我国为数不多的、同步能够参取国际合作并无望达到国际领先程度的行业”。按照国务院核准的《能源成长“十二五”规划》,“十二五”期间要推进光伏财产兼并沉组和优化升级,鼎力推广取建建连系的光伏发电,提高分布式操纵规模,立脚当场消纳扶植大型光伏电坐。我国太阳能发电拆机要从2010年的86万千瓦,成长到2015年的2100万千瓦以上,年均增加89.5%。而2012岁尾,我国光伏发电拆机已达700万千瓦,本年全国能源工做会议又提出2013年新增光伏发电拆机1000万千瓦,预示着我国将积极扩大国内光伏发电市场,出力调整、改善光伏财产链成长不服衡的形态,为光伏财产的成长夯实国内的需求根本,再加上国度几次出台了合理无效的搀扶政策,国度电网公司出台了相关办事看法,为光伏财产走出困局、拓展国内市场消弭了妨碍。相信中国的光伏财产通过总结、吸收经验教训,充实阐扬市场机制感化,巩固国际市场,扩大国内多样化使用,遏制低程度反复扶植,提拔本土化光伏设备手艺程度,全面加强财产焦点合作力,就必然能持续健康成长的道。 生物质能发电 因为我国河山广宽,农业区域普遍,农做物多样,再加上丛林资本雄厚,绿色动物积储数量庞大,生物质材料品种丰硕、质量优秀,具有得天独厚的生物质能源材料的资本禀赋。农做物秸秆是主要的生物质能源材料。我国是农做物秸秆出产大国,每年可出产7亿多吨,我国生物质能源成长呈现出兴旺的成长态势。正在我国生物质能源成长中,农做物秸秆发电最具代表性、计谋性和可持续性。国能、大唐等企业都成长了秸秆发电项目。我国农村户用沼气近些年也取得了长脚成长。但从总体看,我国生物质能源成长仍然迟缓,相关政策办法亟需进一步加强。 II核能发电的利取弊 核裂变: 核能发电最大的劣势就是我们所认识的,能量庞大。它以少量的核子燃料即可发生大量的能量。低浓缩铀1吨具有相当于约5万吨的沉油之能量。除此之外,核能发电的劣势还有以下几点:一、污染低。核能发电的体例是:操纵核反映堆中核裂变所出的热能进行发电。核能发电不会排放巨量的污染物质到大气中,不会形成空气污染。特别是同火电坐比拟,核能发电不会发生地球温室效应的二氧化碳。核电坐设置了层层樊篱,根基上不排放污染的物质,就是放射性污染也比烧煤电坐少得多。从燃料资本上而言,地球无望供应。世界上有比力丰硕的核资本,核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等,全球铀的储量约为417万吨。地球上可供开辟的核燃料资本、可供给的能量是矿石燃料的十多万倍。运输便利、成本低。核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所利用的燃料体积小,运输取储存都很便利。 然而,核电的操纵也有其局限性。 第一,核燃料的开采带来的是无限尽的污染。以往大师对于铀燃料的价钱估算都低估了开采的成本。昔时东德Wismut公司挖掘和提炼核燃料成本低廉,可是矿工并没有平安保障,合计有7163名矿工因为吸入放射性物质传染肺癌灭亡。 第二,还有核废料污染和处置。放射性物质像物体间的瘟疫,没有放射性的物质感染到放射性物质当前也会发生放射性。非论是铀矿石提纯,或者是核电厂运做,城市发生强放射性的核燃料和乏燃料,以及大量的中等或者弱放射性的废料、烧毁设备。已经把核废料用铅+不锈钢桶封拆后投入一个数百米深、地址形态很是不变的盐矿并将矿井封死。他们认为封存数十万年当前跟着放射性的削弱和科技的前进,我们的子孙儿女会有法子处置好这些核废料。可是他们千万没有想到麻烦这么快就上门了——因为地下水位变化,几个废料点陆连续续被发觉桶体侵蚀和放射性物质泄露——更棘手的问题是我们还没有成熟手段能收回这些废料从头包拆!这些污染将跟着地下水影响到更广的区域。福岛核电厂的变乱,只是压服骆驼的最初一根稻草罢了。人终究想大白核电是何等不值得,这还不包罗月月都有的反核步履所带来的社会成本,所以筹算放弃核电,本题仍是(潜正在的)经济成本和社会成本,通过弃核来倒逼新能源财产成长,将来的合作劣势。这是一条没有人走过的道,但愿他们能走好,给全世界所有都能多一些和自创。 核聚变 核聚变是处理人类能源问题的底子方式。可控核聚变是指人们能够节制核聚变的和遏制,以及随时能够对核聚变的反映速度进行节制。或者说,最简单地比方就是,同样是可燃烧物质,火药能够用来做成,由于只是操纵其高能量霎时迸发的性;同时也能够掺点杂质,做成蜂窝煤,使其能够当做一个煤炉子来迟缓能量,想让它烧就烧,想让它灭就灭,窍门就正在蜂窝煤炉子的炉门上。将这个蜂窝煤炉子的燃料换成核燃料,烧上开水,闪开水变成蒸汽去鞭策轮机发电,就成了一个当今的核电坐的根基道理雏形了。 比拟可控核裂变来讲,可控核聚变的劣势正在于:一、原料易得,核聚变的原料是沉水,能够间接从海水中提炼,而且地球中储量极大。二、核聚变的过程及其产品均不会对形成污染,亦不会形成核泄露的风险。 那么将这个煤炉子里的燃料从核燃料换成核聚变的原料的最大的麻烦正在哪里?就正在于其反映前提。核裂变需要的反映前提很弱,天然的铀矿正在常温的天然前提下就能够发生衰变。可是比拟于核裂变过程来讲,核聚变最麻烦的反映前提就是——需要霎时上亿度的高温才能惹起核聚变反映。而如斯高的温度是用保守加热方式所无法达到的。人类研制氢弹时,对于该问题给出了以下处理方案:用核弹氢弹!即通过核弹获得达到核聚变反映的温度,从而惹起核聚变使得氢弹爆炸。因而氢弹内部是有一个小型核弹的。如许的话,研究可控核聚变的最环节问题现正在曾经很较着了,即:一、怎样将核聚变的原料加热到这么高的温度?二、将核聚变的原料加热到这么高的温度当前拿什么来拆它? 起首来说第一个问题,关于若何加热的方式,从上世纪60年代起头,激光器的发现,为若何将物质加热到极高能量这一问题打开了一条门缝。最早是苏联专家起头考虑利用激光加热核聚变的原料,由于该方式能量大,并且无需取被加热物质接触,简单理解就是雷同于拿阳光聚焦之后点燃木屑。可是单个激光器的能量太低,所认为领会决如许的问题,需要将多个激光器的能量聚焦于统一点。该问题看似简单,实则很是坚苦。由于必需正在短暂的加热时间内,被加热物体的所无方向受热平均,分歧向球心坍缩(简单理解就是将被加热物质想象成一个脚球,若是想要挤压脚球内部的空气,最好的方式就是从四面八方一路用力,使其体积被压缩。若是仅仅从两个标的目的用力,则脚球会变形,脚球内部的空气被挤压结果就会大打扣头)。这不只需要每个激光器瞄准的标的目的节制地非常切确,也需要正在这一极短的时间内每个激光器的能量大小需要严酷节制。目前正在该范畴美国的研究进展是最快的,其“国度焚烧安拆”目前正正在尝试将192个激光器聚焦于统一点。而我国的“神光三号”项目目前则正正在试验将32个激光器聚焦,下一步方针是48个。 现正在再来会商第二个问题,我们拿什么来盛放这些物质。上亿度的物质脚够任何取其相接触的工具,那么就算能将这些反映燃料点燃,又能拿什么来盛放它?「超导托卡马克」安拆的研制就是为了实现能将上亿度的物质存放于此中的目标。具体的根基道理正在高中物理讲义就有提到,是通过将这些物质束缚正在一个密闭的环中使其高速扭转,来将其固定正在一个密闭的空间中,从而实现了变相的盛放。 若是这两个问题可以或许得以处理,则其他问题大体能够送刃而解——可是目前还有一个愈加严沉的问题,那就是这两种别离针对两个难点的方案,完全没有法子使其连系起来!因为神光三号属于惯性束缚过程,需要聚变物质静止于指定的标靶期待加热,点燃,而超导托卡马克安拆则属于磁束缚过程,若是聚变物质静止下来,则无法正在中遭到响应的洛伦兹力等感化从而被束缚正在一个指定的密闭空间傍边。所以这两种方案只能正在对一个问题的处理拥有极大劣势的环境下想法子去处理另一问题。 因而,虽然核聚变的研究有所成长,可是非论从理论上,仍是从工程上,亟待处理的问题仍有很多,人类逃求可控核聚变发电的道仍任沉而道远。 III 分布式能源系统 分布式电源一般定义:分析国际上相关国度及组织界定尺度和我国电点,分布式电源一般可定义为:操纵分离式资本,拆机规模小,位于用户附近,通过10(35)千伏及以下电压品级接入的可再生能源、资本分析操纵和能量梯级操纵多联供发电设备。我国分布式电源成长沉点是风电、光伏发电、小水电和小型天然气多联供等手艺类型。 按照世界分布式能源结合会(WADE)《2006年分布式能源世界查询拜访》演讲,丹麦分布式能源发电量占本国总发电量的比例最高,达到53%,正在、、荷兰、捷克已达38%,日本和印度别离达到14%和18%。 按照燃料分歧,分布式能源系统的次要形式,可分为燃用化石能源、燃用可再生能源和燃用二次能源及垃圾燃料等几种。燃用化石能源的动力安拆有:微型燃气轮机、燃气轮机、内燃机、常规的柴油发电机、燃料电池;操纵可再生能源发电手艺有太阳能发电、风力发电、小水利发电、生物质发电等;操纵二次能源的有氢能发电手艺。按照用户需求分歧,则可分为电力单供、热电联产体例(C H P)和热电冷三联产(CCHP)等体例。 分布式能源系统的劣势正在于冷热电联产,所以除了动力设备外,还得有一个系统。例如,最常规的法子是操纵广义的内燃机的排气余热通过余热汽锅发生蒸汽供热,同时通过接收式制冷设备供冷。凡是是简单或回热轮回燃气轮机的冷热电联产。但要联产系统能满脚很大范畴变工况下的肆意冷、热、电输出需求(这是联产系统的环节科技课题之一),上述系统是难以做到的。这时可用程轮回(回注蒸汽轮回,有时也称STIG轮回)加上补燃,就能够使热电联产系统可以或许正在电为设想点的5/3到0、热为设想点的近3倍到0的肆意热、电数值的婚配要求下,高效平安运转。对冷、热、电联产的环境,为达到广漠范畴的冷、热、电输出,上述程轮回加补燃正在准绳上也是合适的,但可用范畴的具体数字尚待研究。我国目前已有人正正在进行此项工做。 对以燃气轮机为焦点的各类轮回,现实上以结合轮回最为成功。可是它只适合用正在较大功率品级机组中。如前所述,分布式能源系统功率不会大,因而不宜用结合轮回。近期被认为较有前途的HAT轮回(湿空气透平轮回),它的逃求方针次要正在以湿化空气来尽量操纵未充实操纵的低温热,也不适合同时供热、供冷的方针。并且它的冷、热、电变工况可控性也比不上程轮回。所以,按目前所领会的环境,现有HAT轮回也不宜用正在分布式能源系统,除非将其加以改动,例如再取程轮回连系起来。程轮回取HAT轮回中都要耗损不少洁净的给水,会华侈水资本,准绳上能够采纳冷却排气收受接管。这项手艺并不难,我国不罕用户也已采用,但用户附近最好仍是有可用的通俗冷却用水。 对活塞式内燃机,还很少听到相关它正在分布式能源系统中利用分歧轮回形式的研究报道,也许由于正在分布式能源系统顶用活塞式内燃机较少之故。不度日塞式内燃机可操纵余热相对较少,采用补燃可能对它更为合用。取燃气轮机分歧,对活塞式内燃机补燃一般还要补空气。 因为分布式的能源系统用广义的内燃机,所以一般只能燃用气、液燃料,而另一方面也使得它比力易于达到环保要求。 因为分布式能源系统的初投资大,要用好燃料;同时要有比力不变的冷、热、电用户,次要是第三财产和室第用户;要求具有环保机能较好的特点等等,所以,它正在我国比力适合使用的地域明显是经济比力发财的地域。从地区分布来说,次要是珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地域等等。这些处所是我国现正在经济高速成长的黄金宝地,也是该当“先环保起来”的地域,并且经济上也确是有可能适宜利用分布式能源系统的处所。别的,分布式能源系统既然是“分布”,也就是说取大电厂、大电网纷歧样,不是由一小批经验丰硕的手艺人员集中运转办理,而是分离式运转办理,这就要求利用区域的总体科技文化程度和素养较高。 我国分布式能源的成长计谋已写入了国度“十二五”成长规划。客岁4月,国度能源局下发了《成长天然气分布式能源指点看法收罗看法函》,提出到2020年,正在全国规模以上城市推广利用分布式能源系统,拆机容量达到5000万千瓦,并拟扶植10个具有各类典型特征的分布式能源示范区域。国度能源局也提出,“十二五”期间,将正在太阳能、风能占劣势的地域扶植微电网示范区,同时还将鞭策扶植100座新能源示范城市。这对于分布式发电的成长具有指点意义,也将有帮于各地节能减排方针的实现。目前需要连系各地的资本特点,因地制宜成长分布式发电,加强对分布式发电规划取立项办理、并网办理、运营模式、电价机制、优惠政策等的研究,使分布式发电系统可以或许健康有序成长,阐扬其做为大电网供电无益弥补的感化。

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