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分布式发电与微电网技术论文2000字

发布时间:2024-07-04 04:23:01

分布式发电与微电网技术论文2000字

《分布式发电与微电网技术》主要内容简介:分布式发电是解决未来能源短缺的必经之路,而微电网作为“网中网”的形式是解决分布式发电无缝接入大电网的发展趋势。《分布式发电与微电网技术》从未来电力系统发展所面临的两大问题出发,内容由两部分组成。第一部分介绍分布式发电,以解决能源问题;第二部分介绍微电网,以解决电网模式问题。全书共分为9章。第1章主要简述分布式发电以及微电网;第2章至第5章介绍分布式发电的关键技术,包括分布式电源特性、含分布式发电的配电网潮流计算以及分布式电源的定址和定容问题;第6章至第9章介绍微电网的关键技术,主要包括国内外微电网发展现状、微电网管理系统、孤岛检测问题以及微电网下的市场竞价问题。《分布式发电与微电网技术》可供省市级电网运行与调度工作者及科研院所工程技术人员参考,也可供高等院校电气工程类专业教师、高年级本科生及研究生参考使用。

建设峰值容量为511kWp的光伏发电系统与规模为2X100kWh的储 能系统,同时配置微电网运行控制系统,其控制范围为7路光伏发电系统、储能系统及相关的低压配电回路。该试点工程采用分布式光伏发电、储能接入与微电网运行控制技术,主要研究以下内容:分布式光伏发电对配电网规划、网损、潮流、电能质量、继电 保护等方面的影响。分布式光伏发电系统建模技术,制定分布式光储发电接入电网的技术原则,为分布式电源发展提供规范化、标准化依据。微电网系统中分布式电源装机容量的选择与配比原则、分布式 电源的接入方式与安装原则、分布式电源规模化应用后大电网与微电网的交互影响分析及含微电网的大电网安全稳定控制策略。

分布式发电与智能微电网属于电气工程下面的一个二级学科。我是一名电气工程专业的学生,本科专业是电气工程及其自动化,研究生专业是电力电子与电力传动。但是只要是电气工程专业的学生就肯定会学习分布式发电与智能微电网。就业方向与就业前景。首先,我觉得看一个专业好与不好,主要要看这个专业的就业方向与就业前景。这个专业具体开设的课程会涉及很多与电网有关的课程,不过从名字来看应该是搞系统为主,所以毕业以后主要的就业方向应该是电网,一般企业大部分都是设备级的生产或者研发对电力系统专业方面的人才的需求不是太多,或者有一些电力设计院可能会需要这个方向的人才。行业评价。接着就是别人对这个专业的评价与看法也非常重要。目前微网和储能应用是各大新能源企业都在做的事情,不过项目还是比较少,基本上都是一些示范项目,主要原因还是电池的成本太高了,我觉得如果随着电池成本的降低,以后微网应用还是挺有前途的。专业内容。其次,我们要知道这个专业是干啥的。通俗易懂的说就是搞电的,文化点说就了解掌握太阳能、风能、生物质能等多种分布式能源发电基本知识,具备分布式发电系统和微电网的系统容量设计、设备选型、安装调试和运行维护能力,从事分布式能源系统关键设备的制造、分布式发电系统的设计、施工、运行等工作的高素质技术技能人才。主要面向电力、能源、供电和电力设备制造企业,在制造设计、施工及管理等岗位群,从事分布式能源系统关键设备的制造、分布式发电系统的设计、施工和运行管理等工作。培养目标与专业能力。这个专业的培养目标以及核心的能力如下。该专业主要培养面向风电场、风电设备制造、安装、调试的专营公司,并要求学生具有良好的职业道德和职业才可以。需要具备的主要能力包含掌握风力发电、电力系统以及高低压供、配电相关的必备的基本知识,具备进行风电机组及风电场的运行、检修、维护以及风电场管理的基本能力,能够从事风电场的运行、检修与维护,各级变电所、变电站、发电厂的用电管理等工作的高级技能型人才。职业方向。主要有以下几个:面向风电场及风电设备制造厂家,可从事风力发电机组的安装与调试,风电场并网调试,风电场的运行与检修等领域的工作。面向中小型发电厂、企业自备电厂、供电公司、电力设备生产、电力工程施工、企业供电等部门,从事电力工程电气设计、电气设备安装与调试,发电厂与变电站运行、检修、维护及管理等生产一线等技术工作。总之,作为一名电气学子,我觉得分布式发电与智能微电网技术这个专业还是非常不错的,如果你想选择这个专业,你可以好好了解一下,希望以上内容对你有所帮助!

分布式发电与微电网技术论文

分布式发电与智能微电网属于电气工程下面的一个二级学科。我是一名电气工程专业的学生,本科专业是电气工程及其自动化,研究生专业是电力电子与电力传动。但是只要是电气工程专业的学生就肯定会学习分布式发电与智能微电网。就业方向与就业前景。首先,我觉得看一个专业好与不好,主要要看这个专业的就业方向与就业前景。这个专业具体开设的课程会涉及很多与电网有关的课程,不过从名字来看应该是搞系统为主,所以毕业以后主要的就业方向应该是电网,一般企业大部分都是设备级的生产或者研发对电力系统专业方面的人才的需求不是太多,或者有一些电力设计院可能会需要这个方向的人才。行业评价。接着就是别人对这个专业的评价与看法也非常重要。目前微网和储能应用是各大新能源企业都在做的事情,不过项目还是比较少,基本上都是一些示范项目,主要原因还是电池的成本太高了,我觉得如果随着电池成本的降低,以后微网应用还是挺有前途的。专业内容。其次,我们要知道这个专业是干啥的。通俗易懂的说就是搞电的,文化点说就了解掌握太阳能、风能、生物质能等多种分布式能源发电基本知识,具备分布式发电系统和微电网的系统容量设计、设备选型、安装调试和运行维护能力,从事分布式能源系统关键设备的制造、分布式发电系统的设计、施工、运行等工作的高素质技术技能人才。主要面向电力、能源、供电和电力设备制造企业,在制造设计、施工及管理等岗位群,从事分布式能源系统关键设备的制造、分布式发电系统的设计、施工和运行管理等工作。培养目标与专业能力。这个专业的培养目标以及核心的能力如下。该专业主要培养面向风电场、风电设备制造、安装、调试的专营公司,并要求学生具有良好的职业道德和职业才可以。需要具备的主要能力包含掌握风力发电、电力系统以及高低压供、配电相关的必备的基本知识,具备进行风电机组及风电场的运行、检修、维护以及风电场管理的基本能力,能够从事风电场的运行、检修与维护,各级变电所、变电站、发电厂的用电管理等工作的高级技能型人才。职业方向。主要有以下几个:面向风电场及风电设备制造厂家,可从事风力发电机组的安装与调试,风电场并网调试,风电场的运行与检修等领域的工作。面向中小型发电厂、企业自备电厂、供电公司、电力设备生产、电力工程施工、企业供电等部门,从事电力工程电气设计、电气设备安装与调试,发电厂与变电站运行、检修、维护及管理等生产一线等技术工作。总之,作为一名电气学子,我觉得分布式发电与智能微电网技术这个专业还是非常不错的,如果你想选择这个专业,你可以好好了解一下,希望以上内容对你有所帮助!

《分布式发电与微电网技术》主要内容简介:分布式发电是解决未来能源短缺的必经之路,而微电网作为“网中网”的形式是解决分布式发电无缝接入大电网的发展趋势。《分布式发电与微电网技术》从未来电力系统发展所面临的两大问题出发,内容由两部分组成。第一部分介绍分布式发电,以解决能源问题;第二部分介绍微电网,以解决电网模式问题。全书共分为9章。第1章主要简述分布式发电以及微电网;第2章至第5章介绍分布式发电的关键技术,包括分布式电源特性、含分布式发电的配电网潮流计算以及分布式电源的定址和定容问题;第6章至第9章介绍微电网的关键技术,主要包括国内外微电网发展现状、微电网管理系统、孤岛检测问题以及微电网下的市场竞价问题。《分布式发电与微电网技术》可供省市级电网运行与调度工作者及科研院所工程技术人员参考,也可供高等院校电气工程类专业教师、高年级本科生及研究生参考使用。

互补发电与分布式发电技术论文

成本高 回本慢 电压不稳

一、太阳能发电 1.太阳光伏发电 太阳光伏发电是一种利用固体(半导体)的光生伏打效应,把光能直接变为电能的发电方式。太阳光伏发电系统由太阳电池板、蓄电池和控制器三部分组成。随着太阳能电池成本的不断降低(到2020年,预测造价约为每千瓦4000美元),太阳光伏发电将呈现出良好的发展前景。 2.太阳能-蒸汽循环发电 该发电系统由集热器、蓄热器和汽轮发电机组所组成。太阳辐射能被定日镜反射后被集热器(锅炉)所吸收。集热器中传热介质(水或有机介质、金属钠)吸热而汽化,蒸汽进入汽轮机组作功发电并将电能输入电网。为保证电站工作稳定,还需设有蓄热器,以供阴云蔽日或阳光不足的傍晚使用。 目前这类太阳能热动力发电系统的总效率可达15%-20%,最高工作温度500℃(水,有机介质)或1000℃(液态钠)。 二、燃料电池和微型燃气轮机复合系统 燃气轮机作为能源利用的前置级,其排气用来加热进入燃料电池的空气和燃料。燃料电池是固体氧化物,工作温度700-1000℃,用天然气或甲烷作燃料。 该燃料电池和微型燃气轮机复合供电系统具有下列优点:可以在无电力供应的地区使用;系统可保持自稳定运行;启动方便、快捷;SO2 和NO2 的排放量很少,是一种很有发展前景的分布式能源系统。 三、地热发电 地热发电是高温地热利用最重要的方式。根据地热流体的热量参数和性状,可以有两种不同的发电形式。 1.蒸汽型地热发电站 蒸汽型地热发电站是把高温地热蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电。在引入之前,先要把地热蒸汽中的水滴、砂粒与岩屑分离和清除干净。 近年来,另一类也是未来地热能的主体——干热岩发电正在试验之中。在这类地热电站中,人为地将水灌入地下深层的高温热岩层中加热蒸发,再将产生的蒸汽引向地面的蒸汽轮机组。由于深层地热开采的技术难度很大,这种发电方式近期内还无法进入实用阶段,但前景很好。 2.热水型地热发电 热水型地热发电是当前地热发电的主要方式。目前已采用的循环有两种,它们是: 高压热水从地热井中抽至地面闪蒸锅炉内,由于压力突然降低,热水会发生沸腾,闪蒸出蒸汽。蒸汽进入汽轮发电机组作功发电。闪蒸后剩下的热水以及汽轮机中的凝结水可以供给其他热用户利用。利用后的热水再回灌到地层内。这种系统适合于地热水质较好且不凝气体含量较少的地热资源。 (2)双循环地热发电系统 地热水经换热器(锅炉),加热低沸点的工作介质(如氟里昂),使之产生蒸汽,蒸汽进入汽轮发电机组作功发电,凝结水再回到换热器循环使用。经过换热器的地热水再回流到地层。这种系统适合于含盐量大,腐蚀性强和不凝气体含量较高的地热资源。 我国的地热资源主要集中在西藏、云南、福建等省。 四、生物质能 生物质是指由植物光合作用而产生的有机物质。光合作用将太阳能转换为化学能而存储于生物质中。所以生物质能实际上是物质所具有的化学能。据测算,地球上每年由光合作用而生成的生物质能达到3×1021 J,它在分布式能源中占有重要的份额。 生物质能的利用与转换,除了效率较低的直接燃烧提供热能以外,主要是通过生物转换(微生物发酵)和化学转换(热解与气化)将生物质变成液体燃料(甲醇、乙醇)、气体燃料(甲烷)或固体燃料(焦炭)。醇类液体燃料和甲烷气既可以作为发电厂的燃料,又可以作为燃料电池的燃料,从而实现生物质能的动力利用。由于生物质能量多面广且各地都存在,所以生物质能的开发利用对分布式能源系统的发展有重大意义。 五、风力发电 风是太阳辐射引起的大气对流运动。地球上可利用的风能为2×107 MW,特别是在临海地区和内陆山口地区,风力资源十分集中。 发电是风能利用的主要形式。风力发电机既可单独供电,也可与其他发电方式(如柴油机发电、微型燃气轮机等)复合,向一个单位或一个地区供电,或者将电力并入常规电网运行。我国西部地区风力资源丰富,例如新疆达坂城已建成我国最大的风力发电站,装机容量为3300kW,是地区性分布式能源系统的重要组成之一,将在我国西部大开发中发挥重要作用。 总的说来,以可再生能源为主体且灵活多样化的分布式能源系统是本世纪正在大力发展的能源优化供应模式。各种新的分布式能源系统正在不断地推出,且随着科学技术的进步和高性能新材料的研制,分布式能源在社会能源结构中将占有愈来愈大的比重,将对社会发展产生举足轻重的影响。

是有的,你自己来拿吧,行不

光伏发电我明白,这个我了解好比

分布式发电技术论文

引 言燃料电池发电是将燃料的化学能直接转换为电能的过程,其发电效率不受卡诺循环的限制,发电效率可达到50%一70%,被誉为二十一世纪重要的发电新技术之一。目前,国际上磷酸型燃料电池已进入商业化,其它几种燃料电池预计在2005年一2010年200KW一将全面进入商业此。对于这种蓬勃发展的发电新技术,国家电力公司应该采取怎样态度?要不要发展?怎样发展?这些问题亟待解决。一 燃料电池发电的技术特点和应用形式1技术特点燃料电池发电是在一定条件下使燃料(主要是H2)和氧化剂(空气中的02)发电化学反应,将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同:只要有燃料和氧化剂供给,就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同,它不受卡诺循环的限制,能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点:(1)理论发电效率高,发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50一60%,组成的联合循环发电系统在(10—50)MW规模即可达到70%以上的发电效率。(2)污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比,C02排出量可减少40%一60%。Nox(<2ppm)和SOx(<1ppm)排放量很少。(3)小型高效,可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。(4)低噪音。在距发电设备3英尺(1.044米)处噪音小于60dB(A)。(5)电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准。(6)变负荷率高。变负荷率可达到(8%一lO%)/min,负荷变化的范围大(20一120)。(7)燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。(8)模块化结构,扩容和增容容易,建厂时间短。(9)占地面积小,占地面积小于lm2/KW。(10)自动化程度高,可实现无人操作。总之,燃料电池是一种高效、洁净的发电方式,既适合于作分布式电源,又可在将来组成大容量中心发电站,是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是:高价格和寿命问题。2燃料电池的应用形式(1)现场热电联供,常用的容量为200KW一1MW。(2)分布式电源,容量比现场用燃料电池大,约(2—20)MW。(3)基本负荷的发电站(中心发电站),容量为(100—300MW)。(4)燃料电池还可用于100W—100KW多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。二 为什么要在我国电力系统发展燃料电池发电技术1采用燃料电池发电是提高化石燃料发电效率的重要途径之一以高温燃料电池组成的联合循环发电系统,可使发电效率达到60—75(LHV),这一目标将在2005年左右实现。预计到2010年,发电效率可超过72%。煤气化燃料电池联合循环(IGFC)的发电效率可达到62%以上。以燃料电池组成的热电联产机组的总热效率可达到85%以上。燃料电池本体的发电效率基本不随容量的变化而变化,这使得燃料电池既可用作小容量分散电源,又可用于集中发电应用范围广泛。2燃料电池发电可有效地降低火力发电的污染物和温室气体排放量燃料电池发电中几乎没有燃烧过程,NOx排放量很小,一般可达到(O.139一0.236)kg/MW?h以下,远低于天然气联合循环的NOx排放量(1kg/MW?h一3kg/MW.h)。由于燃料进入燃料电池之前必须经过严格的净化处理,碳氢化合物也必须重整成氢气和CO,因此,尾气中S02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也污染物的含量非常低。与常规燃煤发电机组相比,C02的排放量可减少40%一60.在目前CO2分离和隔绝技术尚不成熟的状况下,通过提高能源转换效率减少CO2排放是必然的选择。3采用燃料电池发电可提高供电的灵活性和可靠性燃料电池具有高效率、低污染、低噪声、模块化结构、体积小、可靠性高等突出特点,是理想的分布式电源。与目前一些可做为分布式电源的内燃机相比,燃料电池的发电效率更高、污染更低。在250KW—lOMW的功率范围内,具有与目前数百兆瓦中心电站相当甚至更高的发电效率。作为备用电源的柴油发电机由于污染和噪声大不宜在未来的城市中应用。低温燃料电池不仅发电效率高,而且启动快、变负荷能力强,是很好的备用电源。现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高,高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电,许多重要用户长期不能恢复供电,给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟,使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网破坏无不使人引发出一个重要的思考:提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量,虽然主要依靠电网的改造和技 术革新,但如果在电网中有许多分布式电源在运转,供电的可靠性将会大大提高。 对于象军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门,对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源效率低、污染严重、电压波动大。而采用燃料电池作为分布式电源向这些部门提供电力,会使供电的可靠性和电力质量大大提高。他们将是燃料电池发电技术的第一批用户。对于边远地区,负荷小且分散,若建设完善的电网,不仅投资大,线损大,且电网末端地区电力质量不稳定。对于这些区域若辅助燃料电池发电的分布式电源,更能有效地解决这些地区的电力供应问题。燃料电池的重量比功率和体积比功率均比常规的小型发电装置大,因此,它也是理想的移动电源,适合于各种建设工地、野外作业和临时急用。4发展燃料电池发电技术是提高国家能源和电力安全的战略需要美国已将燃料电池发电列为国家安全关键技术之一。美、日之所以能在燃料电池技术方面处于世界领先地位,与国家从战略高度予以组织、资助和推动密不可分。在目前复杂的国际环境下,高技术的垄断日趋严重,掌握清洁高效发电的高新技术对未来国家的能源和电力安全具有重要的战略意义,而燃料电池发电技术,正是这种高效清洁的高新发电技术之一。燃料电池突出的优点,以及发达国家竟相投入巨资研究开发的行动,足以说明燃料电池发电技术在21世纪会起到越来越重要的作用。5发展燃料电池发电技术是国电公司“加强技术创新,发展高科技,形成高新技术产业”的需要燃料电池发电技术是电力工业中的高新技术,己受到普遍重视。美国燃料电池发电技术的研究开发主要由美国能源部组织实施,其中一个重要的目的就是形成新的高技术产业,为美国的经济注入新的活力。日本的东京电力公司、关西电力公司及其它公用事业单位是日本燃料电池开发及商业化的主要承担者和推动者,其目的也是为电力公司注入新的经济增长点以获得巨大的经济效益和社会效益。国家电力公司处在完成“两型”、“两化”、“进入世界500强”的历史时刻,恰逢党中央国务院号召全国各行业“加强技术创新,发展高科技,实现产业化”的有利时机,在国家电力公司内不失时机地进行燃料电池发电技术的研究开发是非常必要的。采取引进、消化、吸收和再创新的技术路线,以高起点,在尽可能短的时间内初步形成自主产权的燃料电池发电关键技术,不仅可以使我国在燃料电池发电技术领域与国外的差距大大缩小,而且,对国家电力公司进行发电系统的结构调整、技术创新、形成高新技术产业、实现跨越式发、提高国际竞争能力都具有非常重要的意义。6燃料电池发电技术在我国有广阔的发展前景未来二十年,随着我国“西气东送”,全国天然气管网的不断完善及液化天然气(LNG)的广泛应用,燃用天然气的燃料电池发电将会有很大市场。煤层气也是燃料电池的理想燃料。我国丰富的煤层气资源也将是燃料电池发电的巨大潜在能源之一。燃料电池可与常规燃气一蒸汽联合循环结合,形成更高效率的发电方式。与煤气化联合循环(IGCC)结合,形成数百兆瓦级的大型、高效、低污染的中心发电站,比IGCC效率更高,污染更小。燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合,在高出力时,利用电解水制氢,低出力时用燃料电池发电,达到既储能,又高效发电的目的。采取气化或厌氧处理的方法将生物质变为燃料气,通过燃料电池发电,提高能源转换效率,并降低污染物排放量。对一些经济欠发达但有丰富的沼气资源的地区,利用燃料电池发电技术有可能更有有效地解决这些地区的电力供应问题。7与国外有较大的差距在燃料电池发电技术方面,我国与国际先进水平有较大的差距。在MCFC和SOFC技术方面,国外已分别示范成功了2MW和100KW的燃料电池发电机组,而我国在这方面才刚刚起步,2000年才可望研制出2KW左右的试验装置。在PAFC和PEFC技术方面,国内与国外的差距更大。倘若我们现在不开始研究开发燃料电池发电技术,等到燃料电池完全成熟后再引进,不但会受制于人,还将付出更大的经济代价,更谈不上尽快形成燃料电池发电的产业化。若不能形成燃料电池的产业化并在电力系统广泛应用,那么,也谈不上提高发电效率和降低污染物的排放。只有从现在开始,在国外的基础上,高起点研究,经过10—20年的努力,有可能在国电公司形成燃料电池的产业和广泛的商业应用。8在我国电力系统发展燃料电池发电技术是市场经济条件下的迫切要求分散式电源作为大电网的有效补充己得到许多国家的重视,而电源提供者的多元化更是一种趋势。我国电网的容量大、技术水平和可靠性还较低、抵御各种灾害的能力较差,在这种情况下,小型高效的燃料电池分布式电源随着技术的商业化市场潜力巨大。倘若电力系统不及时进行研究开发,在未来几年内,有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市场。在市场经济条件下,国电公司既是用户,又是开发者。对于燃料电池这样重要的发电高新技术,应不失时机地着手研究开发,联合国内一些基础研究单位,争取纳入国家的攻关计划,获得国家支持,在尽可能短的时间内,形成燃料电池发电技术研究开发的优势,开发燃料电池发电关键技术和成套技术,形成国电公司的高新技术产业,既可优化调整电力结构,又能满足市场的不同需求。三 国外燃料电池发展计划及商业化的预测1美国燃料电池发电技术研究开发状况1美国燃料电池发电技术的研究开发计划1997年,美国总统克林顿颁发了"改善气候行动计划”,燃料电池被确定为一项关键技术,联邦政府为此制定了一项“美国联邦燃料电池发展计划”,目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。在这项计划中,对每一个燃料电池的新用户资助l000/KW的优惠。结果,仅在1998年,就有42台200kwPAFC发电机组投入运行。美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。此外,政府已促使美国所有的军事基地安装200KW燃料电池发电机组。通过这些措施,加速燃料电池的商业化,并提高国家能源的安全性。美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的,就是要保持美国在这一领域的领先地位。随着商业化过程不断深入,将逐步形成新的高技术产业,为美国的经济注入新的活力,提供更多的就业机会。美国DOE的燃料电池发展计划如下:PAFC己商业化,不再投入资金进行研究开发。PAFC目前的发电效率为40%一45(LHV),热电联产的热效率为80%(LHV)。已完成250KW和2MWMCFC的现场示范,预计2002年进行20MW的示范;2003年左右,使250KW和MW级MCFC达到商业化;2010年,燃用天然气的250KW一20MWMCFC分散电源达到商业化,100MW以上MCFC的中心电站也进入商业化;2020年,100MW以上燃煤MCFC中心发电站进入商业化。MCFC技术目标是运行温度为650℃,发电效率达到60%(LHV),组成联合循环的发电效率为70(LHV),热电联产的热效率达到85(LHV)以上。目前,己完成25kw和100kwSOFC现场试验,正在进行SOFC的商业化设计。预计2002年左右,进行MW级SOFC示范;2003年左右,100kw一1MWSOFC进行商业化:2010年,250kw一20MW燃用天然气的SOFC以分布式电源形式进入商业化,100MW以上燃用天然气的SOFC以中心电站形式进入商业化;2020年,100W及以上容量的燃煤S0FC以中心电站的形式进入商业化。SOFC技术目标是:运行温度为1000℃,发电效率达到62%(LHV),组成联合循环的发电效率达到72%(LHV),热电联产的热效率达到85(LHV)以上,燃煤时发电效率可达到65%(LHV),这一目标预计2010完成。美国是最早研究开发PEFC的国家,但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。美国在PEFC的开发方面是面向家庭用分散式电源,实现热电联供。PlugPower公司与GE合作,计划2001年使10kwPEFC进入商业化,价格达到S750—1000/kw,大批量生产后,使PEFC的价格达到$350/kw。2市场预测美国能源部(DOE)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为:在2005年一2010年,美国年需求燃料电池发电容量约2335MW一4075MW。现在美国的燃料电池年生产能力为60MW,商业化的价格为$2000一$3000/kw,若年生产能力达到100MW/a,商业化的价格则可达到$l000—$1500/Kw。若能达到(2000—4000)MW/a的生产能力,燃料电池的原材料费仅$200一$300/kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900—$l100/kw,此时可完全与常规的发电方式竞争。2日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测1发展进程日本在PAFC研究方面,走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。1972年东京煤气公司从美国引进两台PAFC燃料电池发电机组,大阪煤气公司也在1973年引进两台PAFC机组。日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的“月光计划”,燃料电池发电是其中一项重要内容。此后,日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发,并与美国IFC合作,使日本的PAFC得到更大的发展。目前,日本的PAFC技术已赶上了美国,商业化程度超过了美国。5MW(富士电机制造)和11MW(东芝与IFC合制)均在日本投运,日本公司制造的PAFC机组已运行了近100多台。日本有关MCFC的研究是从1981年开始的,通过自主开发并与美国合作。1987年10kwMCFC开发成功,1993年100kw加压型MCFC开发成功,1997年开发出1MW先导型MCFC发电厂,并投入运行。MCFC已被列为日本“新阳光计划”的一个重点,目标是2000年一2010年,实现燃用天然气的10MW一50MW分布式MCFC发电机组的商业化,并进行100MW以上燃用天然气的MCFC联合循环发电机组的示范,2010年后,实现煤气化MCFC联合循环发电,并逐步替代常规火电厂。日本的SOFC技术也是从1981年的“月光计划”开始研究的,立足于自主开发。1989年一1991年,开发出l00W一400WSOFC电池堆,1992年一1997年开发出l0kw平板型SOFC。SOFC的研究进展也远远落后于NEDO原来的计划。“新阳光计划”中预计2000年一2010年,使SOFC达到MW级,并形成联合循环发电。日本的PEFC也被列入“新阳光计划”,目前开发的容量为(1—2)kw。2政府采取的措施日本政府在“月光计划”和“新阳光计划”中,先后资助了3台200kw、2台lMW和l台5MW的PAFC;1台100kw和1台1MW的MCFC示范电站研究开发、建设及运行。在通产省和NEDO的统一组织和管理下,使公用事业单位(电力公司和煤气公司)和开发商及研究单位紧密结合,实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。日本电力公司和煤气公司,过去十年来安装了约80多台燃料电池机组,装机容量达到1MW,燃料电池及电厂的费用主要由业主承担,但是制造商和政府也各承担一部分。这种政府和企业联合研究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。使用燃料电池发电享有许多优惠政策:燃料电池的相关设备,在未超过一定规模时,其工程计划仅须申报即可动工。对500kw以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组,政府提供的经费资助。新建的燃料电池发电设备享有10的免税额,并获有30%的加速折旧。对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目,日本开发银行将提供投资额40%的低息贷款。3市场预测1990年,日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告,预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250MW;2010年约10720MW,电力系统用5500MW,其中约有2400MW是MCFC和SOFC高温型燃料电池;2010年煤气化MCFC和SOFC达到实用化;发电效率达到50%一60%。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破,进展速度低于预期值,因此日本目前已将原目标做了修正,预计2000年燃料电池装机容量将达到200MW,其中分布式电源l12MW,工业用热电联产型为88MW;2010年将达到2200MW,其中分布式电源型为735MW,工业用热电联产型为1465MW。3其它国家和地区的发展进程目前,欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。它们采用向美国、日本购买电池组,自行组装发电厂的方式来发展PAFC发电技术。1990年成立了一个“欧洲燃料电池集团(EFCG)”。意大利已完成了一座1MW的PAFC示范工程,由IFC供应,BOP由欧洲制造。意大利、西班牙与美国IPC合作,于1993年在米兰建了一座l00kwMCFC电厂,1996年投运。德国正在开发250kwMCFC。德国西门子公司于1998年收购了美国西屋公司的管形SOFC技术后,现在拥有世界上最先进的平板型和管形SOFC技术。 加拿大在PEFC方面居世界领先地位,在继续开发交通用PEFC的同时,目前也将PEFC应用于固定电站,已建成250kwPEFC示范电站,目标是在近几年内使250kw级PEPC商业化。澳大利亚在1993年一1997年,共投资3000万美元,研究开发平板型SOFC,目前正在开发(20一25)kwSOFC电池堆。韩国电力公司于1993年从日本购进一座200kwPAFC进行示范运行。4国外发展燃料电池发电技术的经验总结回顾国外燃料电地发展的道路,有许多值得我们吸取和借鉴的经验。美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。除了雄厚的财力之外,还有三方面重要的原因:一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施,列入政府的“改变气侯技术战略”中,并大力投入资金和力量研究开发;二是燃料电池技术提高到“国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发;三是将燃料电池技术提高到“国家能源安全关键技术”的战略高度,DOD和DOE均投入资金研究开发;四是对燃料电池的应用前景充满信心,希望能形成新的高技术产业,给美国的经济注入新的活力,政府和企业共同投入资金研究开发,力图保持领先地位。日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线,并在PAFC的商业化方面己超过了美国,在MCFC的研究开发方面也接近美国。成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视,先后列入了“月光计划”和“新阳光计划”,大力投入研究开发。另一条经验是研究机构、企业和用户联合,组成从研究、开发到商业应用一体化集团,既承担研究开发的风险,也享受成功的优惠。加拿大Ballard公司在PEFC方面成功的经验告诉我们:只要坚定不移地进行研究开发,一个小公司也能在10—20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。 燃料电池起源于欧洲,但是,现在欧洲的燃料电池技术已远远落后于美国和日本。主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。目前,欧洲已经意识到这一点,成立了—个燃料电池发电技术集团,引进美国、日本的技术,并进行研究开发。四 各种燃料电池发电技术综合比较1 AFC:与其它燃料电池相比,AFC功率密度和比功率较高,性能可靠。但它要以纯氢做燃料,纯氧做氧化剂,必须使用Pt、Au、Ag等贵金属做催化剂,价格昂贵。电解质的腐蚀严重,寿命较短,这些特点决定了AFC仅限于航天或军事应用,不适合于民用。2 PAFC:以磷酸做为电解质,可容许燃料气和空气中C02的存在。这使得PAFC成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与AFC相比它可以在180℃一210℃运行,燃料气和空气的处理系统大大简化,加压运行时,可组成热电联产。但是,PAFC的发电效率目前仅能达到40%一45%(LHV),它需要贵金属铂做电催化剂;燃料必须外重整:而且,燃料气中C0的浓度必须小于1%(175℃)一2(200℃),否则会使催化剂中毒;酸性电解液的腐蚀作用,使PAFC的寿命难以超过40000小时。PAFC目前的技术已成熟,产品也进入商业化,做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源,PAFC还有市场,但用作大容量集中发电站比较困难。3 MCFC:在650℃一700℃运行,可采用镍做电催化剂,而不必使用贵重金属:燃料可实现内重整,使发电效率提高,系统简化;CO可直接用作燃料;余热的温度较高,可组成燃气/蒸汽联合循环,使发电容量和发电效率进一步提高。与SOFC相比,MCFC的优点是:操作温度较低,可使用价格较低的金属材料,电极、隔膜、双极板的制造工艺简单,密封和组装的技术难度相对较小,大容量化容易,造价较低。缺点是:必须配置C02循环系统;要求燃料气中H2S和CO小于5PPM;熔融碳酸盐具有腐蚀性,而且易挥发;与SOFC相比,寿命较短;组成联合循环发电的效率比SOFC低。与低温燃料电池相比,MCFC的缺点是启动时间较长,不适合作备用电源。MCFC己接近商业化,示范电站的规模已达到2MW。从MCFC的技术特点和发展趋势看,MCFC是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。4 SOFC:电解质是固体,可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(AFC、PAFC和MCFC)相比,SOFC避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题,电池的寿命较长(已达到70000小时)。CO可做为燃料,使燃料电池以煤气为燃料成为可能。SOFC的运行温度在1000℃左右,燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高,要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比,SOFC的启动时间较长,不适合作应急电源。与MCFC相比,SOFC组成联合循环的效率更高,寿命更长(可大于40000小时);但SOFC面临技术难度较大,价格可能比MCFC高。示范业绩证明SOFC是未来化石燃料发电技术的理想选择之一,既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50MW),也可用作大容量的中心电站(>l00MW)。尤其是加压型SOFC与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范,将使SOFC的优越性进一步得到体现。5 PEFC:PEPC的运行温度较低(约80℃),它的启动时间很短,在几分钟内可达到满负荷。与PAFC相比,电流密度和比功率都较高,发电效率也较高(45%一50(LHV)),对CO的容许值较高(<10ppm)。PEFC的余热温度较低,热利用率较低。与PAFC和MCFC等液体电解质燃料电池相比,它具有寿命长,运行可靠的特点。PEFC是理想的可移动电源,是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前,在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场,不适合做大容量中心电站。结 论选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术,应综合考虑以下几点:较高的发电效率;环保性能好;既能作为高效、清洁的分布电源,又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力;既能以天然气为燃料,又具有以煤为燃料的可能性;技术的先进性及商业化进程;运行的可靠性和寿命;降低造价的潜力;国内的基础。综合考虑以上几点,对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术,提出以下几点选择意见:(1)优先发展高温燃料电池发电技术。即选择MCFC和SOFC为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向,这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源,又具有形成大容量的联合循环中心发电站(以天然气或煤为燃料)的发展潜力。(2)MCFC和SOFC各有特点,都存在许多问题,尚未商业化。若考虑技术难度和成熟程度以及商业化的进程,对于MCFC,应走引进、消化吸收、研究创新,实现国产化的技术路线,并尽快投入商业应用:对于SOFC,应立足于自主开发,走创新和跨越式发展的技术发展路线。(3)随着氢能技术的发展,PEFC在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有一定优势和的市场潜力,国家电力公司应密切跟踪研究。(4)AFC不适合于民用发电。PAFC技术目前已趋于成熟,与MCFC、SOFC和PEFC比较,已相对落后。因此,AFC和PAFC不应做为国家电力公司研究开发的方向。参考文献[1] 许世森,朱宝田等,在我国电力系统发展的燃料电池发电的技术路线和实施方案研究,国家电力公司热工研究院,1999.12

光伏发电我明白,这个我了解好比

未来能源十步走 人类将摆脱对石油的依赖据7月号《大众科学》(注:中文版《科技新时代》)报道,石油价格一路上扬,“石油危机”成为目前最流行的词汇,很多人甚至产生了石油还够用多久的疑问?石油总有一天会耗尽,这毫无争议,但这并不意味着世界末日来临。以石油消耗大户美国为例,美国科学界从石油危机中看到的不是绝望,而是能源的复兴,他们认为,美国到了严肃地考虑从石油转换到清洁、可再生的能源的时候了,而美国已经具备了相关的技术,只要再进一步开发,美国将彻底摆脱对进口石油的依赖。一 利用风能地球上的化石能源(石油)终究是有限的,为了人类的持续性发展,必须找到其他可替代能源,而风能就是一个很好的选择。在美国科罗拉多州的博尔德南部的高原上的平旷地带,矗立着四排实验性涡轮机,这些机器在冰雪覆盖的洛矶山脉的映衬下更显得巍为壮观,150英尺的叶片在微风的吹拂下缓慢地旋转着。美国能源部可再生能源实验室的主工程师萨迪·布特菲尔德说:“如果你要选择一个商业涡轮机发电农场,你决不会看中这个地方。但这里却是一个完美的风能实验场地。因为在这里我们可以获得风速为每小时100英里的风能条件。我们通过在这种条件下的实验能很快地知道哪种设计应该淘汰。”1991年,一份政府有关风能的概论作出了如下结论:堪萨斯州、北达科他州和德克萨斯三州有着丰富的风力能源,仅这三个州的风能就可足够满足整个美国的能源需求。今天看来,这项报告不免有些估计过低了。在过去的20年中,风能的价格已经下降了85%,这在很大程度上归功于不断提升的涡轮机效率。政府还制定很多条令来鼓励民众购买利用风力所产生的电能,可以想见在不久的未来使用风力电能必成大势所趋。二 取消电网现有的输电系统是从能源中心通过电线向用户送电。这样做有很大一个缺点,那就是输电过程中会损失很多电能。所以更好的供电系统是“分布式发电”。可以在住处和工作地点附近利用风能和太阳能发电,做到自给自足。例如,可以利用地热系统给建筑物供暖和降温,利用屋顶上的太阳能电池提供电力,多余的电能还可以输送到当地的供电系统中,以零售价卖掉,这样还能获取一部分收益。这些措施简便易行,远好于建设发电厂和进口国外的能源。有人估计,一个这样的小型发电厂所需要的太阳能发电设备的造价可在四年内回收回来。既然有这么多的优点,何乐而不为呢?三 混合燃料汽车美国陆军宣布将开发一种使用新型混合燃料的“悍马”(Humvee)战车,它预示着混合燃料汽车的时代已经来临。混合燃料汽车通过内燃和电驱动,提高能源利用效率。今天混合型汽车已不再仅仅是陈列室中供人参观的样品,它已完全步入了实用阶段。这将大大削减汽油的使用量,汽车排放的尾气也将随之大幅减少。被称为插入式混合型电动车可以夜间在自家的车库中充电,夜间电费低廉,这样就节省了一项不小的开支。加州大学伯克利可再生能源实验室主任丹尼尔·卡门说:“如果在一夜间,美国的汽车全部被这种混合型汽车所取代,石油的消耗量将会下降70-90%,美国进口石油的时代将彻底结束,在未来多年中,美国的石油将完全可以自给自足。”四 制造质量更好的乙醇今年,美国汽车制造商将生产100万辆灵活燃料车,乙醇加油站的数量将增加三分之一,达到大约1000家。现在美国所生产的绝大多数乙醇是由玉米粒发酵而来,这个过程要消耗相当数量的化石燃料。丹尼尔·卡门将这种由基于玉米的乙醇看做是一种过渡型燃料,他说:“要想使用乙醇替代石油,防止全球进一步变暖,我们需要进行一次从玉米乙醇到纤维乙醇的大规模革新运动,纤维乙醇的原料可以有多种选择,柳枝稷、木片以及像玉米芯和玉米杆这样的农业废料都可以用做生产纤维乙醇的原料。现在用于制造乙醇的酶的造价很高,不过这个问题并不难解决。”白蚁后肠中的微生物可以将植物纤维素转化成碳水化合物,美国能源部联合基因组研究所主任艾迪·卢宾说:“我们正在测定那些微生物DNA序列,将来可以通过生物工程制造出新的机体来分泌这些酶。”这样我们就可以利用虫子的体液来驱动我们的汽车前进,摆脱了对化石能源的过度依赖。五 利用太阳能明年初,在洛杉矶东北部的一个沙漠农场中将会出现数十个巨大的凹镜。每个凹镜的直径为37英尺,这些凹镜通过电子控制可以自动跟踪太阳,将阳光反射到一个热量收集器上,热量收集器利用这些浓缩的阳光将氢加热到1,300华氏度,通过斯特林发动机驱动发电机发电。当世界上最大的太阳能农场完工后,在摩加伏沙漠4,500英亩的范围内将会布满大约2万个这样的凹镜收集太阳能,利用这些能量产生的电能将可以向287,000个家庭供电。每小时到达地球上的这些太阳能可以满足全世界一整年的电力需求。我们很久以来就已经知道如何利用太阳能来为加热空间和水,但将阳光转化为电能却存在很大困难。斯特林太阳能凹镜可以将30%的太阳能转化为电能,这是世界上将太阳能转化为电能效率最高的一种技术。科学家希望通过技术改进可以使这个转化率提高至50%。其他的能量企业家还有更为远大的设想。美国航空航天局的科学家一直以来梦想有一天能在太空中利用太阳能发电,然后通过微波将能量将能量输送到各个家庭。随着科学的不断进步,终有一天这个设想一定可以变为现实。六 制造氢能源氢能源的潜力巨大,但将其他物质转化为氢并不件容易的事。自然界中不存在纯氢燃料,今天最制造氢最便宜的方式是通过石油或天然气获得,但这并不能避免产生二氧化碳。氢燃料电池的效率是内燃机的二倍多。在冰岛,丰富的可再生能源使氢经济的产生成为可能。在美国,未来的某天可以利用多余的风能来生产氢燃料。研究人员还可以利用基因工程来制造出有生物来直接将太阳转化为氢。七 利用海浪能发电美国的海岸线的海洋蕴含着巨大的能量,其中大约有八分之一可以开发利用,同时还不会污染环境。这些可利用能源总量相当于我们现在所有的水力发电厂发电的能量总和。在可利用能源这个竞技场中,欧洲一直走在世界的前列。今年夏天,在葡萄牙,工作人员正在安装一种海岸波浪能转化器。这种蛇状的钢管一半浸于水中,一般露出水面,一直向远海方向延伸了3英里。至2008年这种装置将可以为大约15,000个家庭供电。波浪能的优点是它的能量密度是风能的10至40倍。目前潮汐涡轮机技术发展迅猛,这无疑为波浪能的利用铺平了道路。今年夏天,在纽约东河的水下的六个涡轮机在河流潮汐流的驱动下将开始投入发电。缓慢旋转的推进器第一年将会产生525,000千瓦时的能量。为期18个月的试验表明,布设足够多的涡轮机将可以为8,000户家庭供电。虽然它现在的发电能力有限,但它毕竟代表着未来的能源的一种发展方向,这是件激动人心的事情。这将是世界首个产能潮汐涡轮机农场,这种样机将可以为我们提供稳定的无污染能源。维吉尼亚的海洋学家乔治·哈格曼说:“我们可以称它为月亮能,风时有时无,但从现在开始至未来的1000年,月亮和潮汐会始终存在。”八 向地下要能源美国地热能协会执行理事卡尔·格威尔说:“在德克萨斯州西部废弃的油井中冒上来的热水中含有5,000兆瓦的地热能。现在因为没有加以利用,这些能量正在被白白浪费掉,现在我们对这种能量使用的能力远超过了我们对这种技术的实际使用。”地热能可以被用来发电或给建筑物供热。夏威夷、阿拉斯加以及西部各州都分布有丰富的地热能。可以利用温度为160华氏度水温的地热水库发电。一些公司正在开发德克萨斯州、阿肯色州、佐治亚州和西维吉尼亚州的低温热泉,一旦开发成功,将可以使美国地热发电能力在未来4至5年的时间翻一番。九 开发垃圾燃气自旧石器时代,我们就一直在燃烧生物物质,当时人们利用燃烧木头来给山洞供暖,烧烤大型动物的肉。今天绝大多数的生物质能量仍来源于木材,但现在我们要做的是怎样利用这些农业废料和草本植物来发电。这些物质与化石燃料一样,燃烧时会产生二氧化碳。但生物质燃烧时释放的二氧化碳何以通过其生长时吸收二氧化碳获得平衡。在所有的新技术中,气化或许是最具潜力的一种。气化系统在低氧环境中通过极度高热将农业废料或任何一种生物质转化为氢和二氧化碳的混合气体,这种气体可以在锅炉中燃烧,或可以替代涡轮机中的天然气,这些气体可以被用来驱动蒸汽涡轮机进行二次性发电,整个过程中产生的多余热量还可以用来给建筑物和整个城镇供热。十 节能从我做起回想上世纪70年代,所谓的节能就是关灯。《家庭能源饮食》一书的作者保罗·舒基尔表示,今天,随着科技的发展,我们节约能源可以充分利用技术优势。现在,美国平均每1美元的经济产出所消耗的能源比30年前减少了47%。令人遗憾的是,由于输送电力的效率有待提高,所以,大量能源在抵达每一个家庭和办公室之前就被浪费了。对此,消费者无能为力,但他们可以从我做起,在自己的家中或办公室里有意识地节约能源。最清洁最廉价的能源就是不用能源。

新能源分布式发电技术论文

未来广泛应用的新能源 ---生物质能与核能能源是人类藉以克服困难,维持生存的原动力,譬如太阳给我们光热,风吹动风车可以发电,燃烧汽油可用以推动汽车,使用瓦斯可以烹调、取暖,凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。近年来,无论核分裂、核融合和太阳能的研究发展,均呈现出一片蓬勃景象,但今日能源供应市场燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均,使用时又污染严重,鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术,预计主能源维持在能源主流的地位直至本世纪之末,因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料,并加紧改良现有能源的利用技术。下面是未来应用较广泛的两种新能源。一、新能源之生物质能 生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。 而所谓生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能 量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可 转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化 而来的。 1、生物质能的特点1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,资源丰富,可保证能源的永续利用; 2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低; 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 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十倍。 2、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。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。农业生物质能资源是指农业作物;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。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。 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。

你是鄞中的吗?我是喵~

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。  (1)核能技术。核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂,浓缩铀为燃料,包括压水堆和沸水堆)、重水堆(重水慢化和冷却,天然铀为燃料)、石墨气冷堆(石墨慢化,二氧化碳或氦冷却,浓缩铀为燃料)、石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,浓缩轴为燃料),这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上,这种堆型还在进行商业规模示范试验。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。所以世界各国极为重视。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。  (2)太阳能技术。①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。  (3)风能技术。风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径97.5米,安装在美国夏威夷。我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。  (4)生物质能技术。这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。  (5)氢能技术。氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料。①氢气制造技术,有水电解法、水热化学制氢法、水光电池分解法等;②氢气储运技术,氢气贮存有三种方式,一是压缩,二是低温液化,三是贮氢金属吸收。③氢气利用技术,有三种利用方式,一是作为燃料直接燃烧,二是通过氢燃料电池直接发电,三是用作各种能源转换的中介质使用。  (6)地热能技术。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等(表13-6)。  (7)潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。 资料来源:

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