新能源发电技术概述

新能源发电技术概述专业论文选读与写作训练 新能源发电技术综述

目录

引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.1

燃料电池发电．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.2

地热发电．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33.3

潮汐能发电．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33.4

磁流体发电．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4英文摘要和关键词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

新能源发电技术综述

:热点、存在问题以及在我国的应用前景

我国具有丰富的新能源和可再生能源资源。据统计,太阳能年辐照总量大于

502

万

kJW/mZ,年日照时数在

220h

以上的地区约占我国国土面积的三分之二以上,具有良好的开发条件和应用价值。风能资源也十分丰富,陆地上风能资源的理储量为犯.26

亿

kw,而可开发的风能资源储量为.253亿kw,在沿海水深Zm到巧m的海域,可开发利用的风能储量为.75

亿

能、潮流能、生物质能,另外固体废弃物和温差能源等也具有很大的开发潜力。目前利用新能源的主要方式是发电,这其中风能、太阳能等发电技术代表着其发展方向,而用前景等做一些简介。

风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式,目2003年底,全国已建成风电场

40

座,累计运行风力发电机组

1042

台,总容量达567.02MW,同时国产化型风力发电机组几乎都是引进的,我国风力发电熟,能够自行研发容量从

loow

到

10kw

的风力发电机组,

累计保有量已经居于世界第一位

,

与国外同类型机组相比,具有起动风速低、低速发电性好、限速可靠、运行平稳等优点,而且价格便水平上以及在较大容量的离网型机组的生产制造技术方面,还存在一定差距。风力发电系统中最主要的组成部分是有两类:

一类是定桨距失速控制

;

另一类是变桨靠叶片的空气动力学特性,其输出功率随风速改高风能转换效率,其输出功率比定桨距失速控制风机平稳的多,变桨距风机在定桨距基础上加装桨距调节结构,依靠改变与叶片相匹配的叶片攻运行的方式来分有恒速恒频系统和变速恒频系笼型异步电机作为发电机,通过定桨距失速控制的风机使发电机的转速保持在恒定的数值继而保证发电机端输出电压的频率和幅值的恒定,其步电机或者双馈电机作为发电机,通过变桨距控制风机使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行,这是当前风力发电发展的一个趋势。

太阳能作为清洁无污染的新能源方式之一

,具有广阔的发展前景

,在我国太阳能发电的主要力得到了较大的提高,据统计到

2002

年底我国的光伏系统累计的装机容量达

40MWst],但是多晶硅太阳能电池还仅仅处于少量的试生产阶段。与国外相比我国的光伏生产和开发研究还有很大的差距

,

太阳能发电还处于中小规模利用阶段。太阳能发电可分为太阳能光发电(又称为光伏)和太阳能热发电两大类。太阳能光发电是利用半导体

NP

结的光电效应,把太阳光能直接转换成电能,

其主要设备是太阳能电池

,

其典型的应用结构如图

4

电池。硅系太阳能电池因其材料丰富目前被80%实际应用中最高转换效率大约是

16%。制造单晶硅太阳能电池须拉制单晶硅

,

拉制单晶成本高

,随后在

20

世纪

80

年代研制成多晶硅电池,成本下降了许多,但是转换效率也随之下降。90

年代初又研制出薄膜光伏电池,包括多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池,因其材料对太阳光的吸收系数大所以可以做的很薄,成本下降,但是其效率只有

8%一

10%。

除了上述两种新能源发电方式外,还有一些磁流体发电、潮汐能发电、生物质能、温差能以及其他一些联合发电方式等等。4.1

燃料电池发电燃料电池

(FC)发电是迄今为止发电效率最电池发电装置按运行温度分四种类型:聚合物电解质隔膜型燃料电池

(PEMF);

磷酸型燃料电池(PAF);

熔融碳酸盐型燃料电池

(MCF);

固体氧化物型燃料电池(SOF)。4.2

地热发电地热发电是以地下热水和蒸气为动力源推动汽轮机发电,其基本原理与火力发电类似。地热发电主要有四种方式

:(l)干蒸气发电,将地下热蒸气直接引入汽轮机去驱动发电机发电,这是地点有机物为工质

,

将地下热水引入蒸气发生器

,加热另一侧通过的低沸点有机化合物液体,产生在我国地热发电成功的应用是西藏地区的羊八井地热电站,

建成以来一直稳定运行

,

已累计发电

30

亿

kw·h

左右。4.3

潮汐能发电潮汐发电是利用潮水涨落产生的水位势能来发电的。由于潮水的流动与河水的流动不同,它是不断变换方向的,因此潮汐发电出现了不同的型式,一是单库单向型,只能在落潮时发电;二是单库双向型,

在涨或落潮时都能发电

;

三是双库前有只有少量的潮汐电站在运行,主要集中在广东,浙江等地。4.4

磁流体发电磁流体发电技术基本原理是利用导电流体高速通过发电通道切割磁力线产生感生电流而类:

从循环类型不同的角度

,

磁流体发电可以分为开环磁流体发电和闭环磁流体发电,其中开环工作时间和产生电流的不同,可分为常规磁流体电研究较早的国家之一。

由于可再生能源,如风能、太阳能具有很强的时间性,

与用电负荷不能保持很好的一致

,

特别在中小型的分布式发电系统中,所以能量的存储技术主要有抽水蓄能

,

压缩空气储能,

铅酸蓄电池组,超级电容器,飞轮储能,超导储能等等。

本文介绍了目前比较成熟风能、太阳能等的新能源发电技术现状

,

研究热点,

存在问题以及在我国的应用前景等。我国传统能源逐渐减少,新能源和新型发电方式的开发和利用将是一项大产业,大力发展应用以风能、太阳能等其他新的更加成熟,

成本的下降,

新能源电力将成为我国电力建设的不可缺少的一部分。本论文是在苏晓琴老师的悉心指导下完成严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平到完成，每一步都是在苏老师的指导下完成的，崇高的敬意和衷心的感谢！1

国家经贸委资源节约与综合利用司

.2001

一2015

年

新

能

源

和

可

再

生

能

源

产

业发展规划2

杨金焕.

太阳能光伏发电应用技术

[M].

北京:电子工业出版社.2013.43

北京:机械工业出版社.2015.94

惠晶等.

新能源发电与控制技术

[M].

北京:

机械工业出版社.2012.95

L.

H.

Hansen,

L.

Helle,

F.

Blaabjerg,

E.Ritchie,

S.

Munk

一

Nielsen,

H.

Bindner,

P.Serensen and B.Bak-Jensen. Conceptualsurvey

of

Generators

and

Power

Electronicsfor

Wind

Turbines.

Rise

NationalLaboratory,Roskilde,

Denmark.

20016

Pena

R,

Clare

J

C,

Asher

G

M.Doubly

fedinduction

generator

using

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