新能源发电及应用

大连理工大学网络教育学院（）模板 网络教育学院 专 科 生 毕 业 大 作 业 目： 新能源发电及应用 学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日 内容摘要 当前，世界各国在发展经济的同时不断开采自然资源，使得世界能源存储量不断减少，不利于世界经济的可持续发展。电能是社会化大生产不可缺少的资源，关系着每个国家的工业化建设。为了满足世界经济的长期发展，全球开展了以新能源大规模开发利用为标志的能源革命。 本文详细介绍了包括风发电点，太阳能发电，海洋能发电，生物质发电为例的新能源发电技术的现状及应用。 关键词：电能；新能源发电；风力发电 目 录 I内容摘要 1引 言 31 风力发电 31.1 风力发电简介 31.2 风力发电特点 52 太阳能发电 52.1 太阳能发电概述 52.2 光伏发电 72.3 光热发电 83 海洋能发电 83.1 潮汐发电 83.2 波浪发电 93.3 海水温差能发电 104 生物质发电 115 总结 12参考文献 引 言 随着能源的发展，社会的进步，科技和信息化水平的不断提高以及全球资源与环境问题的日益突出，能源的开发利用面临着新的挑战当今世界正在进行一场以新能源大规模开发利用为显著标志的能源产业革命 工业革命以来，人类活动排放的温室气体明显增加，特别是工业化国家大量燃烧化石燃料排放的二氧化碳，致使大气中温室气体的浓度显著上升。近百年来， 全球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化，这种变化对全球自然生态系统和经济社会活动，特别是对发展中国家已经产生了重大的影响。为了应对全球气候变化问题，1992年联合国环境与发展大会通过《气候变化框架公约》，要求世界各国控制温室气体排放，并确立了共同但有区别的责任原则，提出了可持续发展原则1997年通过了《京都#协议#》，制定了量化减排目标。2009年后的哥本哈根气候变化会议，对于推进全球低碳经济节能减排又产生了积极的推动作用。 与长期广泛使用，技术上较为成熟的常规能源( 如煤、石油、天然气、水能等) 相比，新能源是指在科学技术基础上开发利用的非常规能源，包括风能太阳能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核聚变能等 清洁、环保、可再生是新能源的突出特点。上世纪70年代以来，新能源开发利用受到世界各国的普遍重视，许多国家都将开发利用新能源作为提高能源安全、应对气候变化和实施可持续发展战略的重要途径。最近几年，随着国际石油价格的大幅攀升以及《京都议定书》的生效，新能源发展愈加成为国际能源领域的热点。 从目前新能源的资源状况和技术发展水平来看，水能、风能、生物质能和太阳能已经成为发展重点。其中，风电技术已基本成熟，开发成本接近常规能源，未来将会继续保持较快的发展速度。到2006年底，世界风电装机总容量达到了7500万千瓦，过去10年中年均增长28%，已成为继火电、水电和核电之后的第四大主要发电电源。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用，2006年，全球太阳能产业的生产能力约200万千瓦，总使用量接近700万千瓦，平均增长速度超过了60%，但光伏发电的主要市场仍然在发达国家；太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑，未来的重点是在提高太阳能供热的可靠性的基础上进一步向供暖和制冷方向发展。生物质能的主要利用方式是发电、供热和生产液体燃料，其中全球范围内利用生物质制取燃料乙醇的年生产量已经超过3000万吨，在石油替代方面开始显示潜力。 总体来看，最近20多年来，新能源技术获得了快速发展，产业规模、经济性以及市场化程度大大提高。预计在2020年以后，新能源将会得到更快的发展，并逐步成为主导能源。 获取完整word格式文档或者论文代写请联系： QQ 248173788 电话 13933636770 我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款 1 风力发电 1.1 风力发电简介 风能作为一种可再生能源，其资源极其丰富；据专家估计，全世界风能资源总量约为每年2万亿kW，也就是说，仅1%的地面风力就能满足全世界对能源的需求。由于风力发电技术的不断发展，近10年来其成本呈现快速下降的趋势，日趋接近燃煤发电的成本，因此风力发电越来越受到世界各国的重视，且发展风电具有显著的环保效益。丹麦的研究表明，用风电代替煤电是减少二氧化碳排放的最廉价的措施之一。综合资源、技术、经济、环保等因素，大力发展风力发电，是解决我国能源和电力短缺最现实的战略选择。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 1.2 风力发电特点 优点 （1）它是一种安全可靠的发电方式，随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程，风力发电成本降低； （2）风力发电不消耗资源、不污染环境，具有广阔的发展前景； （3）建设周期一般很短，一台风机的运输安装时间不超过三个月，万千瓦级风电场建设期不到一年，而且安装一台可投产一台； （4）装机规模灵活，可根据资金多少来确定，为筹集资金带来便利； （5）运行简单，可完全做到无人值守； （6）实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用； （7）对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设； （8）在发电方式上还有多样化的特点，既可联网运行，也可和柴油发电机等级成互补系统或独立运行，这对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。 按照不同的需要，风能可以被转化成其他不同形式的能量，如机械能、电能、热能等，以实现提水灌溉、发电、供热、风帆助航等功能。 缺点 电源频率需要变频，一般先整流在逆变成50HZ交流。在采用失速型风机时，对电网冲击太大。现在采用变桨风机，对电网的冲击减少，但是还是有一定的冲击。风电的波形不是的正弦函数波形，这对电网的承受能力是一个考验。风电设备一般都很大，运输安装困难。 获取完整word格式文档或者论文代写请联系： QQ 248173788 电话 13933636770 我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款 2 太阳能发电 2.1 太阳能发电概述 2.2 光伏发电 1、光伏发电原理 光伏发电技术不断进步，成本逐渐降低，世界上很多国家都制定了相关的激励政策，大大推动了光伏发电的发展。 我国在光伏发电领域起步较早，目前已经在太阳能电池组件的生产能力上走在世界前列，很多科研院所也逐步开展相关技术的研究。 光伏效应是指通过光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。 太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的部件。太阳光照射太阳能电池，太阳光的光子在电池里激发出电子空穴对，电子和空穴分别向电池的两端移动，如果外部构成通路，就形成电流，产生电能。 太阳能电池按照研发时间先后，可以分为三代，第一代晶硅类(单晶硅和多晶硅)、第二代薄膜类和化合物类(非晶类、铜锢镓硒、砷化镓、碲化镉等)、第三代新概念类(染料敏化电池等)。 目前比较成熟且广泛应用的是晶硅类太阳能电池。电池单元是光伏发电的最小单元，将电气性能相近的多个太阳能电池单元并联并进行封装，即组成太阳能电池组件。 2、光伏发电系统的分类 光伏发电系统将太阳能电池输出的直流电能通过功率变换装置给负荷供电或者接入电网。光伏发电系统可分为离网型和并网型两种。 离网型光伏发电系统如图2.1 所示。太阳能电池发出的直流电可以直接为直流负荷供电，也可以通过逆变器，将直流转换为交流，为交流负荷供电。为了向负荷持续供电，系统必须配备储能装置。 图2.1离网型光伏发电系统 并网型光伏发电系统是指与电网相连的光伏发电系统。根据是否含有储能装置可以分为两类，含有储能装置的称为可调度式并网光伏发电系统，不含储能装置的称为不可调度式并网型光伏发电系统，如图2.2所示 获取完整word格式文档或者论文代写请联系： QQ 248173788 电话 13933636770 我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款 a 可调度式并网型光伏发电系统 获取完整word格式文档或者论文代写请联系： QQ 248173788 电话 13933636770 我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款 b不可调度式并网型光伏发电系统 图2.2并网型光伏发电系统 20世纪90年代以来，太阳能发电越来越受到各国重视，太阳能电池由实验室制造很快发展为批量生产，且产量逐年增加。光伏发电应用范围快速发展，功率规模迅速扩大。目前光伏发电的主要开发形式有建筑光伏电站和荒漠光伏电站。 困扰光伏发电技术应用的主要问题是效率和成本。太阳能电池技术总体发展趋势是高转换效率，低成本、低耗能、低污染，高稳定性 2.3 光热发电 光热发电主要是利用聚光器汇集太阳能，对工作物质进行加热，使其由液态变为气态，推动汽轮发电机发电。光热发电系统主要有槽式、塔式、蝶式3种。槽式光热发电技术是光热发电商业化应用的主流。截至2009年5月，全世界运行的光热电站总容量已达73.6万千瓦。 我国光热发电起步较晚，一些学校和科研院所开展了光热发电系统关键部件研发的基础性工作，离大规模商业化运营还有较大差距。 3 海洋能发电 海洋能是海流动能、海洋热能、潮汐能和波浪能等的总称。海洋能用于发电有海洋温差发电、波浪发电和潮汐发电等几种方式。 据权威统计，全世界海洋能的理论可再生量超过760亿千瓦。其中，海水温差能约400亿千瓦，盐度差能约300亿千瓦，潮汐能大于30亿千瓦，波浪能约30亿千瓦。由此可见，利用海洋发电，从而造福人类是值得研究的。目前，世界各国正竞相探索海洋能开发利用技术。 3.1 潮汐发电 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，称为潮汐能。 潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。 潮汐发电与普通水力发电原理类似，差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。潮汐发电是目前最成熟的一种海洋发电技术。 潮汐发电大体有3种形式： 获取完整word格式文档或者论文代写请联系： QQ 248173788 电话 13933636770 我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款 3.2 波浪发电 3.3 海水温差能发电 海水温差能是因深部海水与表面海水的温度差而产生能量。 海洋温差发电主要是利用海水表层与深层温度的差异，转换热量成为电力，属于再生能源的一种，然而在地理因素影响与经济效益的考虑下，世界各国对于温差发电的推动尚无出色的成绩。我国地理环境适合，在广倡再生能源利用的今日，对于温差发电的相关研究工作，应该给予更多的支持。 4 生物质发电 获取完整word格式文档或者论文代写请联系： QQ 248173788 电话 13933636770 我们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款 5 总结 随着能源的发展，社会的进步，科技和信息化水平的不断提高以及全球资源与环境问题的日益突出，能源的开发利用面临着新的挑战。当今世界正在进行一场以新能源大规模开发利用为显著标志的能源产业革命。从世界来看，一次化石能源是有限的，从长久来看，新能源将是未来人类的主要能源来源。 参考文献 [1] 黄素逸.能源科学导论[M].北京:中国电力出版，1999. [2] 王晓蓉，王伟胜，戴慧珠.我国风力发电现状和展望[J].中国电力，2004，37(1)：81-84. [3] 饶芳权.21世纪水力发电设备业的展望[J].世界科技研究与发展，2003(8)：22-25. [4] 韩文科.多元化路径发展清洁能源[J].中国经济周刊，2009(6)：38～39. [5] 王国梁.低碳经济—中国用行动告诉哥本哈根[M]．北京：石油工业出版社，2010. II _1234567890.vsd 太阳能电池方阵 控制器 逆变器 交流负荷 直流负荷 蓄电池