新能源發(fā)電技術簡介課件

多種新能源的發(fā)電技術12/25/2022112/19/2022112/25/2022212/19/20222主要內容氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術

1空氣能發(fā)電與應用技術

2地熱能發(fā)電與應用技術

34海洋能發(fā)電與應用技術

12/25/20223主要內容氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術1空氣能發(fā)電與應用技9.1氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術

1.1氫能簡介作為二次能源的電能，可從各種一次能源中生產(chǎn)出來，例如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能、水力、潮汐能、地熱能、核燃料等均可直接生產(chǎn)電能。而作為二次能源的汽油和柴油等則不然，生產(chǎn)它們幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)、在開發(fā)新的二次能源的同時人們期待的新的二次能源。

12/25/202249.1氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術1.1氫能簡介作為二7.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術

1、燃料電池的基本工作原理12/25/202257.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術1、燃料電池的基本工作2、燃料電池的分類按電解質性質不同來區(qū)分

按工作溫度范圍不同

.堿性燃料電池（AlkalineFuelCell，AFC）質子交換膜燃料電池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）磷酸燃料電池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）熔融碳酸鹽燃料電池（MoltenCarbonateFuelCell，MCFC）固態(tài)氧化物燃料電池（SolidOxideFuelCell，SOFC）

低溫型燃料電池中溫型燃料電池

高溫型燃料電池堿性燃料電池質子交換膜燃料電池磷酸燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池固態(tài)氧化物燃料電池7.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術

12/25/202262、燃料電池的分類按電解質性質不同來區(qū)分按堿性燃料電池（A各種氫能燃料電池展示12/25/20227各種氫能燃料電池展示12/19/202273、燃料電池發(fā)電與控制技術燃料重整系統(tǒng)空氣供應系統(tǒng)控制系統(tǒng)DC/AC變換系統(tǒng)剩氣循環(huán)系統(tǒng)排熱回收系統(tǒng)燃料燃料空氣電力熱輸出（高溫燃料電池）燃料電池發(fā)電系統(tǒng)構成框圖

12/25/202283、燃料電池發(fā)電與控制技術燃料空氣DC/AC剩氣排熱燃9.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術

4、燃料電池的發(fā)展與應用

近年來，許多國家和地區(qū)都將燃料電池技術與相關設施產(chǎn)業(yè)的開發(fā)緊緊聯(lián)系起來作為國家重點研發(fā)項目，例如美國的“展望21世紀（Vision21）”、“自由車（FreedomCAR）”、“自由燃料（FreedomFuel）”，日本的“新日光計劃（NewSunshinePrograme）”，以及歐洲的“焦耳計劃（JOULE）”等。燃料電池在電動汽車上也得到了很大的發(fā)展。

PAFC利用余熱提供暖氣和熱水，可大幅增加能源綜合利用效率。PEMFC的發(fā)電效率在輸出端只有35%-45%，但同時能獲得熱水。綜合效率能達到60%-70%，可以在低溫下工作，功率輸出密度高，可以小型化，操作容易。MCFC工作溫度高，余熱溫度也變得非常高，可以和燃氣機、蒸汽機、等組合構成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。SOFC是工作溫度最高的燃料電池，可以在沒有催化劑的條件下，在電池內部進行天然氣的改質反應，可望用于不需要改質器的電源。12/25/202299.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術4、燃料電池的發(fā)展與應2空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電是一種利用太陽能產(chǎn)生動力的發(fā)電方法。它是在大地表面豎設一座由地面至高空的管道系統(tǒng)，以大地表面空氣為工作介質，利用地球引力將空氣壓縮，利用太陽的光和熱加熱空氣，使管內空氣獲得能量，產(chǎn)生熱壓膨脹力，與管外空氣柱壓力產(chǎn)生的浮舉力共同作用到管道系統(tǒng)內部，克服管內空氣重力和驅動管內空氣輪發(fā)電機組旋轉發(fā)電。12/25/2022102空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電是一種利用太陽能產(chǎn)生動力的2空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電方式

空氣能發(fā)電與水力發(fā)電方法類似，它們都是利用中間媒體克服工作介質重力而升至高空，利用工作介質自重壓力產(chǎn)生的勢能推動工作輪機發(fā)電。不同之處是工作介質不同：一個是液態(tài)、一個是氣態(tài)。另一種空氣能利用的方法就是空氣源熱泵技術。空氣源熱泵技術是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源，經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供)暖或供應熱水，整個系統(tǒng)集熱效率甚高。12/25/2022112空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電方式空氣能發(fā)電與水力發(fā)電4、空氣能發(fā)電技術原理圖12/25/2022124、空氣能發(fā)電技術原理圖12/19/202212空氣能發(fā)電機展示12/25/202213空氣能發(fā)電機展示12/19/2022139.3地熱能發(fā)電與應用技術9.3.1地熱能概述所謂地熱能(geothermalenergy)，簡單地說就是來自地下的熱能，即地球內部的熱能。它有兩種不同的來源，一種來自地球外部，一種來自地球內部。地熱能是來自地球深處的可再生熱能。其儲量比目前人們所利用的總量多很多倍，而且集中分布在構造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。在地球內部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質的碰撞過程中便轉變成了熱能。12/25/2022149.3地熱能發(fā)電與應用技術9.3.1地熱能概述所謂地熱9.3.1地熱能發(fā)電地熱發(fā)電：是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術。地熱發(fā)電和火力發(fā)電的基本原理是一樣的，都是將蒸汽的熱能經(jīng)過汽輪機轉變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。地熱能發(fā)電是利用高溫地熱資源進行發(fā)電的方式。

所不同的是，地熱發(fā)電不像火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料。12/25/2022159.3.1地熱能發(fā)電地熱發(fā)電：是利用地下9.3.1地熱能發(fā)電地熱電站類型

利用地熱蒸汽發(fā)電：系統(tǒng)最簡單，經(jīng)濟性也高，主要分布在幾個地熱帶上，如美國的蓋塞爾斯、意大利的拉德瑞羅、日本的松川、墨西哥的塞羅普利托等。

利用地下熱水發(fā)電

其余地熱發(fā)電系統(tǒng)：正在研究的全流系統(tǒng)和干熱巖發(fā)電系統(tǒng)

閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)(又稱減壓擴容法)雙循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)(又稱中間介質法)12/25/2022169.3.1地熱能發(fā)電地熱電站類型利用地9.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：蒸汽型地熱發(fā)電G123456789圖9-7蒸汽型地熱發(fā)電1-地熱井2-濕蒸汽3-熱水4-蒸汽5-汽水分離器6-抽氣7-汽輪發(fā)電機組8-凝汽器9-循環(huán)水泵

12/25/2022179.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：蒸汽9.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：熱水型地熱發(fā)電G21345678910111213圖9-8熱水型閃蒸地熱發(fā)電1-熱水井2-地下熱水3-除氣器4-閃蒸器5-排水泵6-旁通閥7-汽輪發(fā)電機組8-凝汽器9-凝結泵10-循環(huán)水泵11-抽氣器12-射水泵13-冷卻水源12/25/2022189.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：熱水7.4.1海洋能概述

海洋能的特點

1可再生性：由于海水潮汐、海流和波浪等運動周而復始，永不休止，所以海洋能是可再生能源；

2屬于一種潔凈能源，無污染；

3能量多變，具有不穩(wěn)定性，運用起來比較困難；

4總量巨大，但分布不均、分散，能流密度低，利用效率不高，經(jīng)濟性差。

12/25/2022197.4.1海洋能概述海洋能的特點1可再生性：由于海水潮7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

潮汐能發(fā)電

潮汐是海水受太陽、月球和地球引力的相互作用后，所發(fā)生的周期性漲落現(xiàn)象。

潮汐過程線12/25/2022207.4.2海洋能發(fā)電原理及應用潮汐能發(fā)電潮汐是海水7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

鏈式海流發(fā)電裝置：它主要由降落傘、環(huán)狀鏈條、驅動輪和發(fā)電機組成。一般在環(huán)狀鏈條上裝有多個降落傘，鏈條在降落傘的帶動下會轉動，同時使驅動輪轉動，驅動輪與船上發(fā)電機相連。當降落傘順著海流方向時。由于海流的作用，降落傘張開，當降落傘轉到與海流相對的方向時，傘口收攏，帶有降落傘的鏈條的運動使驅動輪轉動。掛有降落傘的鏈條自動地向驅動輪的下游漂移，所以降落傘和鏈條的方向可以始終與流速較大的海流的方向保持一致。海流能發(fā)電原理及應用

12/25/2022217.4.2海洋能發(fā)電原理及應用鏈式海流發(fā)電裝置：7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

鏈式海流發(fā)電裝置

海流能發(fā)電原理及應用

12/25/2022227.4.2海洋能發(fā)電原理及應用鏈式海流發(fā)電裝置海流能發(fā)7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

波浪能發(fā)電原理及應用

1波浪鴨裝置

.2波動水柱裝置

3“壩礁”波浪能利用裝置

波浪能利用裝置12/25/2022237.4.2海洋能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用1波7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

波浪能發(fā)電原理及應用

波浪鴨裝置：他的形狀設計成能最大限度地吸收波浪能的形狀。從左邊過來的波浪使波浪鴨擺動，波浪鴨右邊做成柱形，使右邊的海面不再有波浪，能量從搖擺軸上獲得。這個裝置的效率比較高，該裝置需要解決這樣兩個問題：①需要把低速的搖擺運動轉換成發(fā)電機需要的高速轉動；②需要把電能從一定水深中活動的裝置上輸送到較遠的地方去。12/25/2022247.4.2海洋能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用波浪7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

波浪能發(fā)電原理及應用

波動水柱波浪能發(fā)電裝置

波動水柱波浪能發(fā)電裝置工作原理

波動水柱波浪能發(fā)電裝置

：當波浪遇到部分浸在水中的空腔時，空腔中水柱會上下波動，從而引起上部氣體或液體的壓力變化?？涨豢赏ㄟ^某種渦輪機與大氣相連，并從渦輪機獲得能量。這類裝置的主要優(yōu)點是可以把低速的波浪運動變成速度較高的氣流，設備可以不浸在海水中。12/25/2022257.4.2海洋能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用波動7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

波浪能發(fā)電原理及應用

“壩礁”波浪能利用裝置：波浪進入靠近海面的開口，流經(jīng)一組導片和旋轉葉片。由于波浪的折射，波浪從各個方向進入結構物的中心部分。旋轉的葉片使海水在中心區(qū)呈螺旋狀向下運動。這種旋轉的水柱就像一個液體飛輪，似水輪機轉動，從而可以推動發(fā)電機發(fā)電。

壩礁波浪能轉換裝置

沿海地區(qū)供電的壩礁發(fā)電裝置

12/25/2022267.4.2海洋能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用“壩12/25/20222712/19/202227多種新能源的發(fā)電技術12/25/20222812/19/2022112/25/20222912/19/20222主要內容氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術

1空氣能發(fā)電與應用技術

2地熱能發(fā)電與應用技術

34海洋能發(fā)電與應用技術

12/25/202230主要內容氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術1空氣能發(fā)電與應用技9.1氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術

1.1氫能簡介作為二次能源的電能，可從各種一次能源中生產(chǎn)出來，例如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能、水力、潮汐能、地熱能、核燃料等均可直接生產(chǎn)電能。而作為二次能源的汽油和柴油等則不然，生產(chǎn)它們幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)、在開發(fā)新的二次能源的同時人們期待的新的二次能源。

12/25/2022319.1氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術1.1氫能簡介作為二7.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術

1、燃料電池的基本工作原理12/25/2022327.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術1、燃料電池的基本工作2、燃料電池的分類按電解質性質不同來區(qū)分

按工作溫度范圍不同

.堿性燃料電池（AlkalineFuelCell，AFC）質子交換膜燃料電池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）磷酸燃料電池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）熔融碳酸鹽燃料電池（MoltenCarbonateFuelCell，MCFC）固態(tài)氧化物燃料電池（SolidOxideFuelCell，SOFC）

低溫型燃料電池中溫型燃料電池

高溫型燃料電池堿性燃料電池質子交換膜燃料電池磷酸燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池固態(tài)氧化物燃料電池7.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術

12/25/2022332、燃料電池的分類按電解質性質不同來區(qū)分按堿性燃料電池（A各種氫能燃料電池展示12/25/202234各種氫能燃料電池展示12/19/202273、燃料電池發(fā)電與控制技術燃料重整系統(tǒng)空氣供應系統(tǒng)控制系統(tǒng)DC/AC變換系統(tǒng)剩氣循環(huán)系統(tǒng)排熱回收系統(tǒng)燃料燃料空氣電力熱輸出（高溫燃料電池）燃料電池發(fā)電系統(tǒng)構成框圖

12/25/2022353、燃料電池發(fā)電與控制技術燃料空氣DC/AC剩氣排熱燃9.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術

4、燃料電池的發(fā)展與應用

近年來，許多國家和地區(qū)都將燃料電池技術與相關設施產(chǎn)業(yè)的開發(fā)緊緊聯(lián)系起來作為國家重點研發(fā)項目，例如美國的“展望21世紀（Vision21）”、“自由車（FreedomCAR）”、“自由燃料（FreedomFuel）”，日本的“新日光計劃（NewSunshinePrograme）”，以及歐洲的“焦耳計劃（JOULE）”等。燃料電池在電動汽車上也得到了很大的發(fā)展。

PAFC利用余熱提供暖氣和熱水，可大幅增加能源綜合利用效率。PEMFC的發(fā)電效率在輸出端只有35%-45%，但同時能獲得熱水。綜合效率能達到60%-70%，可以在低溫下工作，功率輸出密度高，可以小型化，操作容易。MCFC工作溫度高，余熱溫度也變得非常高，可以和燃氣機、蒸汽機、等組合構成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。SOFC是工作溫度最高的燃料電池，可以在沒有催化劑的條件下，在電池內部進行天然氣的改質反應，可望用于不需要改質器的電源。12/25/2022369.1.2氫燃料電池發(fā)電與應用技術4、燃料電池的發(fā)展與應2空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電是一種利用太陽能產(chǎn)生動力的發(fā)電方法。它是在大地表面豎設一座由地面至高空的管道系統(tǒng)，以大地表面空氣為工作介質，利用地球引力將空氣壓縮，利用太陽的光和熱加熱空氣，使管內空氣獲得能量，產(chǎn)生熱壓膨脹力，與管外空氣柱壓力產(chǎn)生的浮舉力共同作用到管道系統(tǒng)內部，克服管內空氣重力和驅動管內空氣輪發(fā)電機組旋轉發(fā)電。12/25/2022372空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電是一種利用太陽能產(chǎn)生動力的2空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電方式

空氣能發(fā)電與水力發(fā)電方法類似，它們都是利用中間媒體克服工作介質重力而升至高空，利用工作介質自重壓力產(chǎn)生的勢能推動工作輪機發(fā)電。不同之處是工作介質不同：一個是液態(tài)、一個是氣態(tài)。另一種空氣能利用的方法就是空氣源熱泵技術?？諝庠礋岜眉夹g是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源，經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供)暖或供應熱水，整個系統(tǒng)集熱效率甚高。12/25/2022382空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電方式空氣能發(fā)電與水力發(fā)電4、空氣能發(fā)電技術原理圖12/25/2022394、空氣能發(fā)電技術原理圖12/19/202212空氣能發(fā)電機展示12/25/202240空氣能發(fā)電機展示12/19/2022139.3地熱能發(fā)電與應用技術9.3.1地熱能概述所謂地熱能(geothermalenergy)，簡單地說就是來自地下的熱能，即地球內部的熱能。它有兩種不同的來源，一種來自地球外部，一種來自地球內部。地熱能是來自地球深處的可再生熱能。其儲量比目前人們所利用的總量多很多倍，而且集中分布在構造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。在地球內部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質的碰撞過程中便轉變成了熱能。12/25/2022419.3地熱能發(fā)電與應用技術9.3.1地熱能概述所謂地熱9.3.1地熱能發(fā)電地熱發(fā)電：是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術。地熱發(fā)電和火力發(fā)電的基本原理是一樣的，都是將蒸汽的熱能經(jīng)過汽輪機轉變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。地熱能發(fā)電是利用高溫地熱資源進行發(fā)電的方式。

所不同的是，地熱發(fā)電不像火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料。12/25/2022429.3.1地熱能發(fā)電地熱發(fā)電：是利用地下9.3.1地熱能發(fā)電地熱電站類型

利用地熱蒸汽發(fā)電：系統(tǒng)最簡單，經(jīng)濟性也高，主要分布在幾個地熱帶上，如美國的蓋塞爾斯、意大利的拉德瑞羅、日本的松川、墨西哥的塞羅普利托等。

利用地下熱水發(fā)電

其余地熱發(fā)電系統(tǒng)：正在研究的全流系統(tǒng)和干熱巖發(fā)電系統(tǒng)

閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)(又稱減壓擴容法)雙循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)(又稱中間介質法)12/25/2022439.3.1地熱能發(fā)電地熱電站類型利用地9.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：蒸汽型地熱發(fā)電G123456789圖9-7蒸汽型地熱發(fā)電1-地熱井2-濕蒸汽3-熱水4-蒸汽5-汽水分離器6-抽氣7-汽輪發(fā)電機組8-凝汽器9-循環(huán)水泵

12/25/2022449.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：蒸汽9.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：熱水型地熱發(fā)電G21345678910111213圖9-8熱水型閃蒸地熱發(fā)電1-熱水井2-地下熱水3-除氣器4-閃蒸器5-排水泵6-旁通閥7-汽輪發(fā)電機組8-凝汽器9-凝結泵10-循環(huán)水泵11-抽氣器12-射水泵13-冷卻水源12/25/2022459.3.1地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電方式：熱水7.4.1海洋能概述

海洋能的特點

1可再生性：由于海水潮汐、海流和波浪等運動周而復始，永不休止，所以海洋能是可再生能源；

2屬于一種潔凈能源，無污染；

3能量多變，具有不穩(wěn)定性，運用起來比較困難；

4總量巨大，但分布不均、分散，能流密度低，利用效率不高，經(jīng)濟性差。

12/25/2022467.4.1海洋能概述海洋能的特點1可再生性：由于海水潮7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

潮汐能發(fā)電

潮汐是海水受太陽、月球和地球引力的相互作用后，所發(fā)生的周期性漲落現(xiàn)象。

潮汐過程線12/25/2022477.4.2海洋能發(fā)電原理及應用潮汐能發(fā)電潮汐是海水7.4.2海洋能發(fā)電原理及應用

鏈式海流發(fā)電裝置：它主要由降落傘、環(huán)狀鏈條、驅動輪和發(fā)電機組成。一般在環(huán)狀鏈條上裝有多個降落傘，鏈條在降落傘的帶動下會轉動，同時使驅動輪轉動，驅動輪與船上發(fā)電機相連。當降落傘順著海流方向時。由于海流的作用，降落傘張開，當降落傘轉到與海流相對的方向時，傘口收攏，帶有降落傘的鏈條的運動使驅動輪轉動。掛有降落傘的鏈條自動地向驅動輪的下游漂移，所以降落傘和鏈條的方向可以始終與流速較大的海流的方向