新能源發(fā)電技術 電子課件 1.4 新能源發(fā)電技術

1.4新能源發(fā)電技術2019年3月任課老師：于立軍目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術簡述1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型1.4.4結論與展望目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術簡述1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型1.4.4結論與展望1.4.1

問題歸納問題化石能源消耗過快,造成資源短缺問題二氧化碳急劇增加，引發(fā)霧霾等極端天氣環(huán)境惡化，影響地球各物種的生存與健康我國能源人均占有量較少，能源問題突出通過新能源滿足未來能源增量是一個必然選擇人均資源占有量不及世界平均水平的一半人口數量和工業(yè)規(guī)模都是世界第一部分能源需要依賴進口，能源安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)能源需求量遠遠高于其他國家1.4.1

問題歸納我國能源形勢目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術簡介1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型1.4.4結論與展望1.4.2新能源發(fā)電技術簡介213電能為社會發(fā)展提供動力源泉，也是保證人們日常生活水平的重要基礎電能是最主要的能源消費方式發(fā)電技術在各能源利用技術中占有重要地位利用新能源來提供和保障電力供應成為解決問題的重要部分新能源發(fā)電技術定義及分類1.4.2新能源發(fā)電技術簡介定義：新能源發(fā)電技術就是區(qū)別于傳統(tǒng)化石能源的能源利用與轉換的技術。分類：包括核能、風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能以及海洋能、燃料電池技術等一系列新技術。目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術簡介1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型1.4.4結論與展望1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型意義核能太陽能地熱能風能生物質能海洋能有效降低化石能源的消耗量有助于改善環(huán)境質量是解決能源與環(huán)境問題的有力武器主要類型

燃料電池1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介將一個質量較大的原子核分裂成兩個或多個質量較小的原子核，裂變過程中會釋放出巨大的能量，即核能目前主要使用鈾核進行核裂變獲取核能核裂變1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介將質量較小的兩個原子核聚合成一個比質量較大的原子核，聚變過程中也會釋放出巨大的能量，即核能目前主要依靠氫核聚變來獲取核能核聚變1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介核聚變213核聚變放出的能量遠大于核裂變，燃料是氫的同位素氘或氚產物無放射性，不產生溫室氣體，是理想的清潔能源但是，核聚變十分難控制，“受控核聚變”難題也受到國內外研究機構的關注1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介核電站簡介目前商業(yè)核電站基于核裂變實現核電站所需的熱能來自于核燃料核裂變成所釋放出的熱量根據核反應堆型式的不同，核電站可分為輕水反應堆、重水反應堆及石墨冷氣堆等核反應堆：實現大規(guī)?？煽睾肆炎冩準椒磻难b置1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介核反應堆類型輕水反應堆通常采用輕水，即普通的水(H2O)作為慢化劑和冷卻劑。重水反應堆重水作中子慢化劑，重水或輕水作冷卻劑。用天然鈾作燃料，不需鈾濃縮過程，燃料循環(huán)簡單，建造成本較高。石墨冷氣堆采用石墨作為中子慢化劑，用氣體作冷卻劑。氣冷堆的冷卻溫度較高，因而提高熱效率，熱效率可以超過40%。1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介核反應堆類型-輕水反應堆目前世界上的核電站大多數采用輕水反應堆，占90%左右正在研發(fā)的第四代核反應堆將能夠滿足極少的核廢物生成、風險低、防止核擴散等基本要求輕水堆輕水壓水堆輕水沸水堆約70%約20%1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介核反應堆類型-快中子增殖堆①不用慢化劑，使用快中子引發(fā)核裂變反應②堆芯體積小、功率大采用氦冷卻的快堆，其增殖比很大，是第四代核技術發(fā)展的重點堆型之一1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型核能利用及其發(fā)電技術簡介我國核電發(fā)展規(guī)劃我國的核電裝機容量已經接近3000萬kW，主要是大亞灣、嶺澳以及秦山、田灣核電站我國核電裝機將達到5800萬kW裝機規(guī)模達到1.2億～1.5億kW2016年2020年2030年1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型風力發(fā)電簡介ABCD是新能源中的一種，有著傳統(tǒng)化石能源沒有的優(yōu)勢是典型的可再生能源，對環(huán)境基本沒有影響風力發(fā)電是新能源發(fā)電技術的重要組成部分目前是除了水力發(fā)電之外技術最成熟前景最好的發(fā)電方式1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型風力發(fā)電簡介風力發(fā)電原理和類型原理利用風力發(fā)電機組將風的動能轉化為機械能再最終轉化為電能風力發(fā)電機應用類型1.水平軸風力發(fā)電機2.垂直軸風力發(fā)電機水平軸風力發(fā)電機垂直軸風力發(fā)電機1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型風力發(fā)電簡介風力發(fā)電發(fā)展歷程查爾斯·弗朗西斯·布拉升安裝了世界上第一臺用于發(fā)電的風力機19世紀80年代20世紀90年代各國都大力發(fā)展風力發(fā)電，促進了風電技術的快速發(fā)展2016我國累計裝機容量1.69億kW，風電發(fā)電量為2410億kWh未來風力發(fā)電必將成為未來重要的發(fā)電方式之一1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型太陽能發(fā)電簡介太陽能太陽能發(fā)電太陽能主要指太陽輻射能來源是太陽內部發(fā)生核聚變釋放出來的能量太陽能發(fā)電就是利用太陽能產生電能的技術包括太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電技術1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型太陽能發(fā)電簡介太陽能光伏發(fā)電光伏發(fā)電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能結構：太陽能電池組件—電源系統(tǒng)控制器逆變器—控制保護系統(tǒng)負載—用戶終端1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型太陽能發(fā)電簡介太陽能光熱發(fā)電將太陽能轉化為中高溫熱能，再將熱能轉化為電能的發(fā)電方式與傳統(tǒng)火力發(fā)電有些類似，主要差別是該系統(tǒng)利用太陽能中高溫集熱器取代傳統(tǒng)鍋爐1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型太陽能發(fā)電簡介在我國，光伏發(fā)電技術領先于光熱發(fā)電技術。我國太陽能電池發(fā)電成本高達200元/kWh我國光伏工業(yè)開始起步，降至40元/kWh至45元/kWh太陽能光伏電池的發(fā)電成本降到1元/kWh以下1977年20世紀80年代2016年1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型生物質能發(fā)電簡介來源優(yōu)點生物質能，就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式來源于植物的光合作用，可轉化為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料，是一種可再生能源，同時也可以視為碳源原料豐富清潔低碳可再生可代替化石能源1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型生物質能發(fā)電簡介生物質能相關技術01直接燃燒發(fā)電：把生物質原料投入鍋爐中燃燒，帶動蒸汽輪機發(fā)電02沼氣發(fā)電03氣化發(fā)電：將原料通過熱解或發(fā)酵等方法使其產生可燃性氣體，然后進行發(fā)電1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型地熱發(fā)電簡介地熱主要由地球內部發(fā)生的核裂變產生，是一種儲量巨大的新能源地熱也是一種清潔能源，有著廣闊的開發(fā)前景地熱1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型地熱發(fā)電簡介利用地下蒸汽或熱水的熱能，通過一定的裝置和技術手段將其轉化為機械能再轉化為電能地熱發(fā)電分類：雙循環(huán)地熱發(fā)電閃蒸型地熱發(fā)電蒸汽型地熱發(fā)電技術種類1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型地熱發(fā)電簡介地中海到喜馬拉雅，包括意大利和我國西藏大西洋中脊帶，大部分在海洋，北端穿過冰島環(huán)太平洋帶，美國西海岸，新西蘭，還有中國臺灣地區(qū)等地熱資源的分布1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型地熱發(fā)電簡介世界各國對于地熱能的利用1904年，意大利的拉德瑞羅，第一次用地熱驅動發(fā)電機目前美國、新西蘭等國家都建設了地熱發(fā)電站我國目前最大的地熱利用基地就是羊八井地熱電廠我國的高溫地熱資源主要分布在滇、藏、川西和臺灣1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型挑戰(zhàn)我國的發(fā)展情況海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能及鹽差能等海洋能的開發(fā)與利用的最大問題在于獲取海洋能的技術手段我國是世界上建造潮汐電站最多的國家，江廈電站是中國最大的潮汐電站海洋能發(fā)電簡介世界各國對于地熱能的利用1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型燃料電池發(fā)電技術燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置，又稱電化學發(fā)電器1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型燃料電池發(fā)電技術優(yōu)點2341可將燃料中的化學能直接轉變?yōu)殡娔芫哂谐掷m(xù)的發(fā)電能力，還有較高的發(fā)電效率能量損失比傳統(tǒng)的火力發(fā)電少燃料適應性廣，輸出功率由電池電堆的容量決定。1.4.3新能源發(fā)電主要技術類型燃料電池發(fā)電技術燃料電池的發(fā)展?jié)摿ξ磥戆l(fā)展

氫能氫能是一種清潔、高效的能源。氫氧燃料電池，其產物是水，屬于環(huán)境友好型發(fā)電方式。具有很大的發(fā)展?jié)摿?。世界各國都將其視為未來的主要能源。目錄Contents1.4.1問題歸納1.4.2新能源發(fā)電技術