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新能源发电技术结课论文(1)

北极星电力网技术频道    作者:杨鼎   2013/1/6 10:47:55   

  所属频道:  太阳能    关键词:  新能源发电 太阳能发电 风力发电

题目:新能源发电技术综述

摘要:

在新世纪迅速发展的今天,能源已经成了制约各国发展的重要因素,成了人们生活中至关重要的部分。在众多能源中,被人们直接利用最多的就是电能。人们发明了多种方法将其他能源转化为电能,目前使用最广泛的仍然是火力发电,而新兴能源发电技术包括太阳能发电、水力发电、风力发电、核能发电、垃圾焚烧发电等等。

正文:

1.1:新能源技术概述

1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能。

一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

据估算,每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦,其中可开发利用500~1000亿度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤,目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦,因风力断续分散,难以经济地利用,今后输能储能技术如有重大改进,风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等,理论储量十分可观。限于技术水平,现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟,故只占世界所需总能量的很小部分,今后有很大发展前途。

2.1:太阳能发电技术

2.1.2太阳能发电技术概况

太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应,并不断向宇宙空间辐射出巨大的能量,可以说是“取之不尽,用之不竭”的能源。地面上的太阳辐射能随时间、地理纬度、气候变化,实际可利用量较低,但可利用资源仍远远大于满足现在人类全部能耗及2100年后规划的能源利用量。

目前,美国、澳大利亚、德国等国太阳能发电技术较为成熟,西班牙更是在近年投入使用两座10Mw级别的太阳能发电站。我国太阳能发电技术起步较晚,直到上世纪70年代才开始一些基础研究,与发达国家差距较大,我国太阳能工作者任重道远。

太阳能的主要缺点是:

(1)不能连续发电,受季节、昼夜以及阴晴等气象状况影响大;

(2)精准预测系统发电量比较困难;

(3)目前光伏系统的造价还比较高,系统成本40000~60000元/kW

2.1.3:太阳能发电原理

太阳能发电主要有太阳能光发电和太阳能热发电两种基本方式。不通过热过程直接将太阳的光能转换成点能的利用方式成为太阳能光发电,目前得到实际应用的是光伏电池。太阳能热发电是将吸收的太阳辐射热能转换为点能的装置。太阳能热发电有多种类型,主要有一下几种:塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。前三种是聚光型太阳能热发电系统,后两种是非聚光型。一些发达国家将太阳能发电技术作为国家研发重点,制造了数十台各种类型的太阳能热发电示范电站,已达到并网发电的实际应用水平。

2.2风力发电

2.2.1风力发电技术概况

风能是一种绿色能源,随着能源危机和环境保护的双重压力,风力发电技术的发展,设备成本的不断降低,风能已成为一种极具经济利用和产业话开发价值的可再生能源。根据欧洲风能歇会提供的最新数据,2005年全球风力发电新增容量共为11.8GW,比2004年增长43.4%,目前世界风力发电装机总容量已经达到59.32GW,比2004年增加25%。目前欧洲依然保持这风力发电的领先地位,其装机总量占全球的69%。而从世界范围来看,预计2020年,风电装机容量会达到12.31亿kW,年安装量达到1.5亿kW,年发电量相当于届时世界需求的12%。

我国风力发电始于20世纪50年代后期,后处于停滞状态,于70年代中期,在世界能源危机的影响下重新得到重视,至1991年起快速发展推广,截止2007年,中国除台湾省外新增风电机组3144台,累积装机容量达5890MW。

因此,在建设资源节约型社会的国度里,风力发电已不再是无足轻重的补充能源,而是最具商业化发展前景的新兴能源产业之一。风力发电的优点:

1、清洁,环境效益好;

2、可再生,永不枯竭;

3、基建周期短;

4、装机规模灵活。

缺点:

1、噪声,视觉污染;

2、占用大片土地;

3、不稳定,不可控;

4、目前成本仍然很高。

5、影响鸟类。

2.2.2风力发电原理

风力发电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,大约每秒三公尺的微风速度,便可以开始发电。

2.3核能发电技术

2.3.1核能发电技术概述

二战中,原子弹的爆炸让人们意识到核能的威力。而1954年6月,随着世界上第一座核电站在苏联建成,人类和平利用核能也拉开了序幕。

在全世界30个已具有核发电能力的国家中,核电发电能力有很大不同。核反应堆的发电百分比从法国的78%到中国的2%不等。截止2008年,全世界总计有439座核反应堆,另有35座正在建造。其中美国104座,法国次之有59座,日本55座,俄罗斯有31座并另有7座在建。核电发展主要在亚洲,在建的35座反应堆中有20座在亚洲,而最近并网发电的39座反应堆中有28座也是在亚洲[6]。

对于我国来说,核能在未来能源结构中占有总要地位。我国大气污染严重,温室气体排放量相当大,而核能发电实际上不产生任何温室气体。更为重要的是,我国人均资源严重不足,石油和煤炭都是重要的化工原料,开发和保有一定的储量是十分重要的,从可持续发展的角度来说,发展核电十分有益于我国的能源结构。核能还有他的缺陷:

(1)资源利用率低

(2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决

(3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

(4)核不扩散要求的约束,即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

(5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大

2.3.2核能发电原理

核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应是指铀-235、钚-239、铀-233等总要元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子出去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子裂变,是裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应,实现链式裂变反应是核能发电的前提。

来源:百度文库
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