新能源发电技术课件.ppt

1、新能源新能源 风能；风能； 太阳能；太阳能； 生物能；生物能； 地热能；地热能； 海洋能；海洋能； 氢能。氢能。风能风能 风能就是指流动的空气所具有的能量，是由风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。太阳能转化而来的。 风能是一种干净的自然能源、可再生能源，风能是一种干净的自然能源、可再生能源，同时风能的储量十分丰富。比世界上可利用同时风能的储量十分丰富。比世界上可利用的水能大的水能大10倍。倍。 风能的利用主要靠风力机，风力机是把风能风能的利用主要靠风力机，风力机是把风能转化为其他形式能量的旋转机械。转化为其他形式能量的旋转机械。 利用风力可以发电、提水、制冷、致热等。利用风

2、力可以发电、提水、制冷、致热等。 风力发电机组由风力机风力发电机组由风力机和发电机及其控制系统所和发电机及其控制系统所组成，其中风力机完成风组成，其中风力机完成风能到机械能的转换，发电能到机械能的转换，发电机及其控制系统完成机械机及其控制系统完成机械能到电能的转换。能到电能的转换。风力发电风力发电目前商用大中型目前商用大中型水平轴风力发电水平轴风力发电机，由风轮、升机，由风轮、升速齿轮箱、发电速齿轮箱、发电机、偏航装置机、偏航装置（对风装置）、（对风装置）、控制系统、塔架控制系统、塔架等部件所组成。等部件所组成。 中国风力资源分布状况中国风力资源分布状况w风力发电的运行方式通常可分为：风力发电

3、的运行方式通常可分为：w独立运行独立运行w指机组生产的电能直接供给相对固定的用指机组生产的电能直接供给相对固定的用户的一种运行方式。户的一种运行方式。w并网运行并网运行w风力发电机与电网连接，向电网输送电能风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式的运行方式风力发电风力发电 新疆达坂城风电场新疆达坂城风电场 200台风车台风车 太阳能太阳能 太阳能：太阳能：地球上可以直接接受并利用的太地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能；阳辐射能； 太阳本身的辐射能量只有太阳本身的辐射能量只有22亿分之一到达亿分之一到达地球大气层；地球大气层； 太阳辐射能是一种巨大、无污染、洁净、太阳辐射能是一种巨大、无

4、污染、洁净、安全的可再生能源，它是取之不尽、用之安全的可再生能源，它是取之不尽、用之不竭的。不竭的。太阳能利用的重点方向太阳能利用的重点方向 太阳能的利用主要有两大重点方向：太阳能的利用主要有两大重点方向：把太阳能转化为热能，把太阳能转化为热能，将太阳能转化为电能（即通常所说的光将太阳能转化为电能（即通常所说的光伏发电），这是主要重点方向。伏发电），这是主要重点方向。至至2003年底中国光伏产品的应用领域及份额年底中国光伏产品的应用领域及份额 51%36%9%4%农村电气化通信和工业应用太阳能商品并网发电太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统的组成 一套基本的太阳能发电系统组成：一套基本的

5、太阳能发电系统组成：太阳电池板太阳电池板充电控制器充电控制器逆变器逆变器蓄电池蓄电池太阳能电池发电原理图太阳能电池发电原理图光伏效应光伏效应 早在早在1839年，法国科学家贝克雷尔年，法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为称为“光生伏打效应光生伏打效应”，简称，简称“光伏效光伏效应应”。 太阳电池工作原理的基础是半导体太阳电池工作原理的基础是半导体PN结的结的光生伏打效应。光生伏打效应。 即当太阳光或其他光照射半导体的即当太阳光或其他光照射半导体的PN结结时，

6、就会在时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光结的两边出现电压，叫做光生电压，使生电压，使PN结短路，就会产生电流。结短路，就会产生电流。 太阳光发电方式太阳光发电方式 太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。转变为电能的发电方式。 人们通常所说太阳光发电就是太阳能光伏发人们通常所说太阳光发电就是太阳能光伏发电，亦称太阳能电池发电。电，亦称太阳能电池发电。 以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池和和

7、薄膜晶体硅电池。薄膜晶体硅电池。 薄如纸片的太阳电池薄如纸片的太阳电池太阳能发电系统太阳能发电系统 太阳能电源是由太阳能电池发电，经蓄太阳能电源是由太阳能电池发电，经蓄电池贮能，从而给负载供电的一种新型电池贮能，从而给负载供电的一种新型电源，广泛应用于微波通讯、基站、电电源，广泛应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路、也可为无电台、野外活动、高速公路、也可为无电山区、村庄、山区、村庄、 海岛提供电力。海岛提供电力。 一个由一个由2424块太阳能电池板组成的方阵，是一个块太阳能电池板组成的方阵，是一个20002000瓦左右的小型太阳能光伏独立电站，它为这个社区瓦左右的小型太阳能光伏独立电

8、站，它为这个社区的景观灯、草坪灯提供充足的电力保证。的景观灯、草坪灯提供充足的电力保证。太阳能供电系统的类型太阳能供电系统的类型1）按供电类型分：）按供电类型分： 直流供电系统直流供电系统 交直流供电系统交直流供电系统2）按供电特点分：）按供电特点分： 独立光伏发电系统独立光伏发电系统 并网光伏发电系统并网光伏发电系统直流供电系统直流供电系统交直流供电系统交直流供电系统 太阳能热动力发电太阳能热动力发电 概念：概念：太阳能热发电是利用集热器将太阳太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。行发电，是太阳

9、能热利用的重要方面。太阳能发电站太阳能发电站太阳能汽车太阳能汽车北京市大兴区北京市大兴区50千瓦大型屋顶光伏并网示范电站千瓦大型屋顶光伏并网示范电站 在近地轨道直接组装太阳能电站在近地轨道直接组装太阳能电站3生物质能生物质能 生物质：生物质：指通过光合作用而形成的各种有机体，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。包括所有的动植物和微生物。 生物质能：生物质能：是太阳能以化学形式储存在生物质中是太阳能以化学形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。的能量形式，以生物质为载体的能量。 主要包括：主要包括：木材和森林工业废弃物（树枝、树木材和森林工业废弃物（树枝、树叶

10、、树根等）；农业废弃物（秸杆、果核、玉米叶、树根等）；农业废弃物（秸杆、果核、玉米芯等）；水生植物（藻类等）；油料作物（棉芯等）；水生植物（藻类等）；油料作物（棉籽、麻籽、油桐等）；城市与工业有机废弃物籽、麻籽、油桐等）；城市与工业有机废弃物（垃圾和食品、屠宰、制酒、制纸工业的排泄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、制纸工业的排泄物等）。等）。生物质能发电生物质能发电 生物质能是由太阳能转化而来，是可再生能生物质能是由太阳能转化而来，是可再生能源。源。 生物质能发电厂的种类较多，规模大小受生生物质能发电厂的种类较多，规模大小受生物质能资源的制约，主要有：垃圾焚烧发电物质能资源的制约，主要有：垃圾焚烧发

11、电厂、沼气发电厂、薪柴发电厂、蔗渣发电厂厂、沼气发电厂、薪柴发电厂、蔗渣发电厂等。等。 地球本身就是一个巨大的热库，其内部蕴藏的热地球本身就是一个巨大的热库，其内部蕴藏的热能即能即“地热能地热能” ，是取之不尽的可再生能源。，是取之不尽的可再生能源。 地热资源根据其在地下储热中存在的不同形式，地热资源根据其在地下储热中存在的不同形式，可以分为五种类型：可以分为五种类型：蒸汽型地热资源；蒸汽型地热资源；热水型地热资源；热水型地热资源；地压型地热资源；地压型地热资源；干热岩型地热资源；干热岩型地热资源；岩浆型地热资源。岩浆型地热资源。 地热能地热能 地热发电：地热发电：利用高温地热资源进行发电的方

12、式，其利用高温地热资源进行发电的方式，其原理与常规火力发电基本相同，只不过高温热源是原理与常规火力发电基本相同，只不过高温热源是地下储热。地下储热。 根据地热资源的特点以及开发技术的不同，通常可根据地热资源的特点以及开发技术的不同，通常可分为以下几种：分为以下几种： （1）直接利用地热蒸汽发电）直接利用地热蒸汽发电 （2）闪蒸地热发电系统（减压扩容法）闪蒸地热发电系统（减压扩容法） （3）双循环地热发电系统（低沸点工质循环）双循环地热发电系统（低沸点工质循环）地热能地热能闪蒸地热发电系统闪蒸地热发电系统（a） 热水热水 (b) 湿蒸汽湿蒸汽地热能地热能双循环地热发电系统流程图双循环地热发电系统

13、流程图地热能地热能5 海洋能海洋能 海洋能：海洋能：通常指海洋中所蕴藏的可再生的通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源。自然能源。 主要为：主要为：潮汐能、波浪能、海流能（潮流潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水浓度差能。能）、海水温差能和海水浓度差能。 潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力作用，其他海洋能均源自太阳辐的引力作用，其他海洋能均源自太阳辐射。射。 1、潮汐电站、潮汐电站 潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能，多为能，多为10m以下的低水头，平均潮差在以下的低水头，平均潮差在3m以上就有实际

14、应用价值，潮汐电站目前以上就有实际应用价值，潮汐电站目前已经实用化。在潮差大的海湾入口或河口已经实用化。在潮差大的海湾入口或河口筑坝构成水库，在坝内或坝侧安装水轮发筑坝构成水库，在坝内或坝侧安装水轮发电机组，利用堤坝两侧潮汐涨落的水位差电机组，利用堤坝两侧潮汐涨落的水位差驱动水轮发电机组发电。驱动水轮发电机组发电。海洋能发电海洋能发电2、波浪能电站、波浪能电站 波浪能是海洋表面波浪所具有的动能和势波浪能是海洋表面波浪所具有的动能和势能，是被研究得最为广泛的一种海洋能源。能，是被研究得最为广泛的一种海洋能源。波浪能电站是利用波浪的上下振荡、前后摇波浪能电站是利用波浪的上下振荡、前后摇摆、波浪压力

15、的变化，通过某种装置将波浪摆、波浪压力的变化，通过某种装置将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电的电站。油压马达驱动发电机发电的电站。 海洋能发电海洋能发电3、海流能电站、海流能电站 海流能是海水流动的动能，主要是指海底水海流能是海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的海水流动以及由于潮道和海峡中较为稳定的海水流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。海流发电装置汐导致的有规律的海水流动。海流发电装置的基本形式和风力发电相似，又称为水下风的基本形式和

16、风力发电相似，又称为水下风车。车。 海洋能发电海洋能发电4、海水温差发电、海水温差发电 海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。间水温之差的热能。 海洋的表面把太阳的辐射能的大部分转化成海洋的表面把太阳的辐射能的大部分转化成为热水（为热水（2558）并储存在海洋的上）并储存在海洋的上层，而接近冰点（层，而接近冰点（47）的深层海水大）的深层海水大面积地在不到面积地在不到1000m的深度从极地缓慢地环的深度从极地缓慢地环流到赤道。流到赤道。海洋能发电海洋能发电6 氢能氢能 是指氢在发生化学变化和电化学变化过程中是指氢在发生化学变化和电化学变化过程中产生的能量；产生的能量； 氢作为能源的优点是储量丰富、热值高和清氢作为能源的优点是储量丰富、热值高和清洁无污染；洁无污染； 氢的利用：氢的利用：(1)直接用作燃料（如发射火箭等）；直接用作燃料（如发射火箭等）；(2)用作燃料电池（如用于航天飞机）；用作燃料电池（如用于航天飞机）；