新能源技术的发展

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1、新能源和可再生能源技术的发展姓名：杨 xx 学院：昆明理工大学冶金与能源工程学院 专业：热能与动力工程 103 班文章摘要：我国石油和天然气资源比较贫乏，是一个以煤炭为主要能源资 源 的 国 家 ， 环 境 保 护 形 势严 峻 。 开 发 利 用 太 阳 能 、 风 能 、 氢 能 、 生 物 质 能 、 地 热 能 、 海 洋 能 等 新 型 绿 色 能 源 和 可 再 生 能 源 ， 是我 国 长 期 的 能 源 发 展 的 战 略 重 点 。 本 文 主 要 介 绍 了 能 源 和 新 能 源 的 概 述 及 特 点 ， 以 及 新 能 源 和 可 再 生能 源 发 电 的 现 状 和

2、 发 展 ， 并 论 述 了 开 发 和 利 用 新 能 源 发 电 技 术 的 途 径 和 我 国 近 期 应 该 注 重 的 发 展 目 标 。关 键 词 ： 能 源 新 能 源 和 可 再 生 能 源 技 术 发 电 发 展0 引 言人 类 社 会 的 发 展 离 不 开 能 源 ， 能 源 是 人 类 社 会 不 断 向 前 发 展 的 重 要 物 质基 础 。 能 源 与 新 材 料 、 生 物 技 术 、 信 息 技 术 、 一 起 构 成 了 文 明 社 会 的 四 大 支柱 。 能 源 是 推 动 社 会 发 展 和 经 济 进 步 的 主 要 物 质 基 础 ， 能 源 技

3、术 的 每 次 进 步都 带 动 了 人 类 社 会 的 发 展 。 随 着 煤 炭 、 石 油 和 天 然 气 等 化 石 燃 料 资 源 面 临 不可 再 生 的 消 耗 和 生 态 环 境 保 护 的 需 要 ， 新 能 源 的 开 发 将 促 进 世 界 能 源 结 构 的转 变 ， 新 能 源 技 术 的 日 臻 成 熟 将 带 来 产 业 领 域 的 革 命 性 变 化 。1.能 源 与 新 能 源 概 述能 源 可 简 称 为 含 有 能 量 的 资 源 ， 或 者 说 能 够 向 人 们 提 供 能 量 的 自 然 资 源 ，就 叫 能 源 。1.1 能 源 的 分 类 11.

4、1.1 一 次 能 源 与 二 次 能 源一 次 能 源 一 次 能 源 是 在 自 然 界 中 现 成 存 在 的 能 源 ， 也 就 是 从 自 然界 直 接 取 得 、 不 改 变 其 基 本 形 态 的 能 源 。表 2-1 一 次 能 源 分 类类 别 可 再 生 能 源 不 可 再 生 能 源来 自 地 球 以 外 的 能 源 太 阳 能 、 风 能 、 水 能 、海 洋 能 、 海 流 动 能 、 波浪 动 能 、 生 物 燃 料 （ 雷电 能 ） （ 宇 宙 射 能 ）无 烟 煤 、 烟 煤 、 褐 煤 、泥 煤 、 石 煤 、 原 油 、 天然 气 、 油 页 岩 、 油 沙

5、来 自 地 球 内 的 能 源 地 热 能 （ 火 山 能 ） 、 地震 能核 燃 料来 自 天 体 与 地 球 相 互 作用 的 能 源潮 汐 能二 次 能 源 二 次 能 源 是 一 次 能 源 经 过 加 工 、 转 换 成 另 一 种 形 态 的 能 源 ，主 要 有 电 力 、 焦 炭 、 煤 气 、 蒸 汽 、 热 水 ， 以 及 汽 油 、 煤 油 、 柴 油 、 重 油 等 石油 制 品 。 一 次 能 源 无 论 经 过 几 次 转 换 所 得 到 的 另 一 种 能 源 ， 都 称 为 二 次 能 源 。1.1.2 新 能 源 与 常 规 能 源新 能 源 与 常 规 能

6、源 是 一 个 相 对 的 概 念 ， 随 着 时 代 的 发 展 ， 新 能 源 的 内涵 不 断 变 化 和 更 新 。 目 前 ， 新 能 源 主 要 包 括 太 阳 能 、 氢 能 、 核 能 、 化 学 能 、生 物 质 能 、 风 能 、 地 热 能 和 海 洋 能 等 。 新 能 源 的 开 发 是 解 决 能 源 危 机 和 环 境保 护 问 题 的 金 钥 匙 。1.2 新 能 源 技 术新 能 源 的 分 布 广 、 储 量 大 和 清 洁 环 保 ， 将 为 人 类 提 供 发 展 的 动 力 。 实 现新 能 源 的 利 用 需 要 新 技 术 的 支 撑 ， 新 能

7、源 技 术 是 人 类 开 发 新 能 源 的 基 础 和 保障 。新 能 源 技 术 是 高 技 术 的 支 柱 ， 包 括 太 阳 能 利 用 技 术 、 核 能 技 术 、 氢 能利 用 技 术 、 化 学 电 能 技 术 、 生 物 质 能 技 术 、 风 能 、 地 热 能 技 术 、 海 洋 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 。 2.

8、太阳能技术在地球上有着丰富的太阳能资源，太阳能是太阳内部连续的氢聚变成核反应过程产生的能量。太阳每天辐射到地球表面的能量大约相当于 2.5 亿桶石油，每秒辐射到地球上的能量相当于 500 万吨的标准煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、生物质能、部分潮汐能以及化石燃料都源于太阳能。2.1 太阳能的特点优点：（1）太阳能具有能量巨大性和使用寿命的长久性 每年地球陆地上接收的太阳能相当于全球一年内总能耗的 3.5 万倍，是当今世界可以开发的最大能源，也是人类 21 世纪的主要能源。可以说太阳能是一种取之不尽用之不竭的长久能源。（2）太阳能具有其广泛性 （3）太阳能是一种清洁的能源缺点：太阳能的能量密

9、度低；夜晚得不到太阳的辐射；太阳能随天气的变化而变化，有季节的变异。2.2 太阳能热发电技术2太阳能热发电技术是指：利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。2.2.1 太阳能发电的类型太阳能发电分为两种类型：（1）太阳能热动力发电 利用反射镜或集热器将阳光聚集起来，加热水或其他介质，产生蒸汽

10、或热气流以推动蜗轮发电机发电。（2）利用热电直接转换为电能的装置，将聚集的太阳光和热直接发电。例如：温差发电、热离子发电和磁流体发电等。2.2.2 太阳能热发电原理太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换为热能，再通过热力循环进行发电。热源采用太阳能向蒸发器供热，工质（通常是水）在蒸发器中蒸发为蒸汽并过热，进入透平，通过喷管加速后驱动叶轮旋转，带动发电机实现发电。离开透平的工质成为饱和蒸汽，进入冷凝器后向冷却介质释放潜热，凝结为液体工质并重新回到蒸发器中循环使用。2.2.3 太阳能热发电系统太阳能热发电系统包括：集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、气轮机发电系统。它的功能是把太阳光反射、集

11、中并能变成热能，再把热能储存和转变成高温水蒸气，实现蓄热和热交换。目前，世界上的太阳能热发电系统主要有四类：塔式电站、碟式电站、槽式电站和太阳能烟囱。在此，就不详细介绍啦了。3.风能技术风是一种最常见的自然现象，是一种自然资源。也可以说是取之不尽、用之不竭的清洁能源。有人估计过，地球上的风能是个惊人的数字，它相当于目前全世界能源总耗量的 100 倍，这个数字相当于 1.08 万亿吨煤蕴藏的能量。据估计，太阳给地球的辐射热量约有 2%被转换为风能了。3.1 风能的特点3优点：风能是可再生能源，取之不尽、用之不竭；一般来说，在偏远山区、海滨、居民分散的无电或少电地区，风能资源比较丰富，值得开发利用

12、；开发利用风能，不污染环境，不影响生态平衡；把风能转换问机械能，办法比较简单，容易实现。缺点：不稳定，风能随季节、昼夜变化，当小风或无风时还想利用它，则涉及能量储存问题，需要储能设备；密度低，风能的密度比较低，空气的密度约为水的 1/800，要想获得较大的功率，势必把风力机的风轮做的很大；地区差异大，风能受地形地貌的影响大，即使在同一个区域，有利地形处的风力往往是不利地形处的几倍乃至更多。3.2 风力发电技术风 力 发 电 技 术 是 指 ： 把 风 能 转 变 为 电 能 的 技 术 。 通 过 风 力 发 电 机 实 现 ，利 用 风 力 带 动 风 车 叶 片 旋 转 ， 再 透 过 增

13、 速 机 将 旋 转 的 速 度 提 升 ， 来 促 使 发 电机 发 电 。3.2.1 风力发电原理风 力 发 电 机 一 般 有 风 轮 、 发 电 机 （ 包 括 装 置 ） 、 调 向 器 （ 尾 翼 ） 、 塔 架 、限 速 安 全 机 构 和 储 能 装 置 等 构 件 组 成 。 风 力 发 电 机 的 工 作 原 理 比 较 简 单 ， 风轮 在 风 力 的 作 用 下 旋 转 ， 它 把 风 的 动 能 转 变 为 风 轮 轴 的 机 械 能 。 发 电 机 在 风轮 轴 的 带 动 下 旋 转 发 电 。 风 轮 是 集 风 装 置 ， 它 的 作 用 是 把 流 动 空

14、气 具 有 的动 能 转 变 为 风 轮 旋 转 的 机 械 能 。 一 般 风 力 发 电 机 的 风 轮 由 2 个 或 3 个 叶 片构 成 。 在 风 力 发 电 机 中 ， 已 采 用 的 发 电 机 有 3 种 ， 即 直 流 发 电 机 、 同 步 交流 发 电 机 和 异 步 交 流 发 电 机 。 风 力 发 电 机 中 调 向 器 的 功 能 是 使 风 力 发 电 机的 风 轮 随 时 都 迎 着 风 向 ， 从 而 能 最 大 限 度 地 获 取 风 能 。3.2.2 风 力 发 电 的 发 展 风 力 发 电 正 在 世 界 上 形 成 一 股 热 潮 ， 因 为 风

15、 力 发 电 没 有 燃 料 问 题 ， 也 不会 产 生 辐 射 或 空 气 污 染 。 风 力 发 电 在 芬 兰 、 丹 麦 等 国 家 很 流 行 ； 我 国 也 在 西部 地 区 大 力 提 倡 。4.生 物 质 能 技 术生 物 质 能 是 太 阳 能 以 化 学 能 形 式 储 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。地 球 上 的 生 物 质 能 资 源 较 为 丰 富 ， 而 且 是 一 种 无 害的 能

16、 源 。 地 球 每 年 经 光 合 作 用 产 生 的 物 质 有 1730 亿 吨 ， 其 中 蕴 含 的 能 量 相当 于 全 世 界 能 源 消 耗 总 量 的 10-20 倍 ， 但 目 前 的 利 用 率 不 到 3%。4.1 生物质能的特点（ 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 。（ 2） 低 污 染 性 生 物 质 的 硫 含 量 、 氮 含 量 低 、 燃 烧 过 程 中 生 成 的SOX、 NOX 较 少 。 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