可再生能源與能源存儲(chǔ)技術(shù)

可再生能源與能源存儲(chǔ)技術(shù)匯報(bào)人：PPT可修改2024-01-18可再生能源概述太陽(yáng)能利用技術(shù)風(fēng)能利用技術(shù)水能利用技術(shù)地?zé)崮芘c生物質(zhì)能利用技術(shù)能源存儲(chǔ)技術(shù)概述可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)融合發(fā)展contents目錄01可再生能源概述可再生能源是指在自然界中可持續(xù)產(chǎn)生的能源，不會(huì)耗盡或?qū)Νh(huán)境造成嚴(yán)重影響的能源。定義可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿取７诸惗x與分類隨著環(huán)保意識(shí)的提高和技術(shù)的進(jìn)步，可再生能源在過去幾十年中得到了快速發(fā)展。各國(guó)政府也紛紛出臺(tái)政策，鼓勵(lì)可再生能源的開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展歷程目前，可再生能源已經(jīng)成為全球能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。其中，太陽(yáng)能和風(fēng)能是發(fā)展最快的可再生能源，水能也是重要的可再生能源之一。生物質(zhì)能和地?zé)崮芤苍谝恍┑貐^(qū)得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)狀發(fā)展歷程及現(xiàn)狀未來趨勢(shì)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，可再生能源的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。智能電網(wǎng)、分布式能源、儲(chǔ)能技術(shù)等將與可再生能源相結(jié)合，推動(dòng)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。挑戰(zhàn)可再生能源的發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性、政策環(huán)境等。同時(shí)，可再生能源的波動(dòng)性和間歇性也需要通過儲(chǔ)能技術(shù)等手段加以解決。未來趨勢(shì)與挑戰(zhàn)02太陽(yáng)能利用技術(shù)利用光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的過程。光伏電池是光伏發(fā)電的核心部件，其內(nèi)部由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池上時(shí)，光子與半導(dǎo)體材料中的電子相互作用，使電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生電流。光伏發(fā)電原理主要包括光伏電池組件、逆變器、控制器、蓄電池組等部分。其中，光伏電池組件負(fù)責(zé)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為直流電能；逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以供負(fù)載使用；控制器用于保護(hù)電池組件并控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；蓄電池組則用于儲(chǔ)存電能，在夜間或陰雨天時(shí)提供電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)組成光伏發(fā)電原理及系統(tǒng)組成太陽(yáng)能熱水器工作原理利用太陽(yáng)能集熱器吸收太陽(yáng)輻射能，將光能轉(zhuǎn)化為熱能，然后通過熱交換器將熱量傳遞給水，使水溫升高。太陽(yáng)能熱水器通常由集熱器、儲(chǔ)水箱、支架、連接管道等部分組成。太陽(yáng)能熱水器類型根據(jù)集熱器類型不同，可分為平板型太陽(yáng)能熱水器和真空管型太陽(yáng)能熱水器。平板型太陽(yáng)能熱水器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但熱效率相對(duì)較低；真空管型太陽(yáng)能熱水器則具有較高的熱效率和良好的抗凍性能，但成本相對(duì)較高。太陽(yáng)能熱水器工作原理及類型太陽(yáng)能建筑一體化概念將太陽(yáng)能利用技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，使建筑物在滿足使用功能的同時(shí)，充分利用太陽(yáng)能資源，提高能源利用效率，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。太陽(yáng)能建筑一體化應(yīng)用包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能空調(diào)等多個(gè)方面。太陽(yáng)能建筑一體化優(yōu)勢(shì)首先，可以降低建筑物的能耗和運(yùn)行成本；其次，可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗和環(huán)境污染；最后，可以提高建筑物的舒適度和美觀度。同時(shí)，太陽(yáng)能建筑一體化也是未來綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。太陽(yáng)能建筑一體化應(yīng)用03風(fēng)能利用技術(shù)利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)輪機(jī)、增速機(jī)、發(fā)電機(jī)、變流器、控制系統(tǒng)等組成。風(fēng)力發(fā)電原理及系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成風(fēng)力發(fā)電原理風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型及特點(diǎn)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型，其風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸與地面平行。具有風(fēng)能利用率高、技術(shù)成熟等特點(diǎn)。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸與地面垂直。其優(yōu)點(diǎn)包括無需對(duì)風(fēng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等，但風(fēng)能利用率相對(duì)較低。風(fēng)能資源評(píng)估與開發(fā)風(fēng)能資源評(píng)估是通過對(duì)特定地區(qū)的風(fēng)速、風(fēng)向、空氣密度等氣象要素進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析，確定該地區(qū)的風(fēng)能資源狀況和開發(fā)潛力。風(fēng)能資源評(píng)估風(fēng)能資源開發(fā)包括風(fēng)電場(chǎng)選址、風(fēng)電機(jī)組選型與布局、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)等一系列過程。在開發(fā)過程中，需要綜合考慮風(fēng)能資源、地形地貌、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)等多方面因素。風(fēng)能資源開發(fā)04水能利用技術(shù)VS水力發(fā)電是利用水流的重力或動(dòng)能，通過水輪機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能的過程。系統(tǒng)組成水力發(fā)電系統(tǒng)主要由水庫(kù)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)設(shè)備等組成。其中，水庫(kù)用于儲(chǔ)存水源，保證水流的穩(wěn)定性和連續(xù)性；水輪機(jī)是水力發(fā)電的核心設(shè)備，將水流能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；發(fā)電機(jī)則將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。水力發(fā)電原理水力發(fā)電原理及系統(tǒng)組成小型水力發(fā)電站應(yīng)選在水源豐富、落差適中、交通便利的地方，同時(shí)要考慮對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響。選址與規(guī)劃根據(jù)水源條件、電力需求和投資預(yù)算等因素，選擇合適的水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備，并進(jìn)行合理配置。設(shè)備選型與配置小型水力發(fā)電站的運(yùn)行包括啟動(dòng)、停機(jī)、并網(wǎng)等操作，同時(shí)要進(jìn)行定期維護(hù)和檢修，確保設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行與維護(hù)小型水力發(fā)電站設(shè)計(jì)與運(yùn)行潮汐能利用01潮汐能是月球和太陽(yáng)引力作用下，海洋水體產(chǎn)生的周期性漲落現(xiàn)象所蘊(yùn)含的能量。利用潮汐能發(fā)電主要采用潮汐壩、潮汐水輪機(jī)等設(shè)備，將潮汐能轉(zhuǎn)換成電能。波浪能利用02波浪能是海洋表面波浪運(yùn)動(dòng)所蘊(yùn)含的能量。波浪能發(fā)電技術(shù)包括振蕩水柱式、擺式、點(diǎn)吸收式等多種類型，可將波浪能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或電能。海洋能源開發(fā)前景03隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，海洋能源開發(fā)具有廣闊的前景。未來可進(jìn)一步探索和開發(fā)深海、遠(yuǎn)海等區(qū)域的海洋能源資源，為人類的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。潮汐能、波浪能等海洋能源利用05地?zé)崮芘c生物質(zhì)能利用技術(shù)利用地下熱水或蒸汽的熱能，通過特定的發(fā)電設(shè)備將其轉(zhuǎn)化為電能的過程。地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)主要由地?zé)峋?、汽水分離器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器等設(shè)備組成。地?zé)岚l(fā)電原理系統(tǒng)組成地?zé)岚l(fā)電原理及系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)化途徑生物質(zhì)能可以通過直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化（氣化、液化）、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化（發(fā)酵）等途徑轉(zhuǎn)化為能源。要點(diǎn)一要點(diǎn)二應(yīng)用領(lǐng)域生物質(zhì)能廣泛應(yīng)用于供熱、供電、交通燃料、化工原料等領(lǐng)域。生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化途徑及應(yīng)用領(lǐng)域燃料制備生物質(zhì)燃料制備包括原料收集、預(yù)處理、成型等步驟，以獲得符合燃燒要求的生物質(zhì)燃料。燃燒技術(shù)生物質(zhì)燃燒技術(shù)包括直接燃燒、與煤混燒、氣化燃燒等方式，需根據(jù)生物質(zhì)燃料的特性和應(yīng)用需求選擇合適的燃燒技術(shù)。生物質(zhì)燃料制備和燃燒技術(shù)06能源存儲(chǔ)技術(shù)概述電磁儲(chǔ)能利用電磁場(chǎng)儲(chǔ)存能量，如超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器等。具有快速充放電、高效率等特點(diǎn)，但儲(chǔ)存容量相對(duì)較小。機(jī)械儲(chǔ)能通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)的形式將能量?jī)?chǔ)存起來，如抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能等。具有儲(chǔ)存容量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但需要特定的地理?xiàng)l件或大型設(shè)備。電化學(xué)儲(chǔ)能利用化學(xué)反應(yīng)將能量?jī)?chǔ)存為電能，如鋰離子電池、鉛酸電池等。具有高效率、快速響應(yīng)等特點(diǎn)，但受溫度、充放電次數(shù)等因素影響?；瘜W(xué)儲(chǔ)能通過可逆的化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)存能量，如氫儲(chǔ)能。具有儲(chǔ)存密度高、可長(zhǎng)期儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)，但需要解決安全性和成本等問題。儲(chǔ)能技術(shù)分類及特點(diǎn)抽水蓄能在電力負(fù)荷低谷期將水從下水庫(kù)抽到上水庫(kù)，將電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來；在電力負(fù)荷高峰期再將水從上水庫(kù)放下來發(fā)電。具有儲(chǔ)存容量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但需要特定的地理?xiàng)l件和大型設(shè)備。壓縮空氣儲(chǔ)能在電力負(fù)荷低谷期將空氣壓縮并儲(chǔ)存起來，在電力負(fù)荷高峰期再將壓縮空氣釋放出來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。具有儲(chǔ)存容量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但需要解決空氣泄漏和壓縮過程中的能量損失等問題。抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等傳統(tǒng)儲(chǔ)能方法通過鋰離子在正負(fù)極之間的遷移實(shí)現(xiàn)充放電過程。具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域。鋰離子電池通過電極表面吸附電荷實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。具有快速充放電、高功率密度等特點(diǎn)，適用于瞬間大功率輸出和回收能量的場(chǎng)合，如城市公交、軌道交通等。超級(jí)電容器鋰離子電池、超級(jí)電容器等新型儲(chǔ)能器件07可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)融合發(fā)展微電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能等組成部分的選型與配置，以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，旨在實(shí)現(xiàn)可再生能源的最大化利用和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行管理策略制定適應(yīng)微電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)的管理策略，包括并網(wǎng)與離網(wǎng)運(yùn)行模式的切換、能量管理、故障處理等，以確保微電網(wǎng)的高效、安全、可靠運(yùn)行。微電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理建立包含可再生能源、儲(chǔ)能設(shè)備、負(fù)荷等元素的系統(tǒng)模型，以準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和約束條件。分布式能源系統(tǒng)建模研究適用于分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度算法，如基于人工智能的優(yōu)化算法、多目標(biāo)優(yōu)化算法等，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可靠運(yùn)行。優(yōu)化調(diào)度算法分