新能源应用技术培训课件

新能源应用技术

01.概述

02.建筑节能中新能源的应用

03.应用案例

新能源应用技术概述

随着中国经济、社会的发展，建筑能耗将从目前总能耗的25%左右增长到2050年的35%以上，其巨大需求将会对能源供应、资源环境形成巨大压力。因此，建筑节能对全社会的节能减排工作至关重要。

在建筑业中发展节能、环保、生态技术是必然趋势。把太阳能、风能、地热能等新型可再生能源应用在建筑上，倡导建筑节能不仅能减少污染物，还是降低企业运营成本的一个有效办法。与传统的能源相比，新能源和可再生能源的优点在于来源丰富，而且对环境污染也小，是一种清洁型生态型能源。

新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，常说的新能源包括核能、风能、太阳能、生物质能、氢能、地热能和海洋能等。随着能源技术的发展，我国成了新能源开发和利用的大国。近日，由住建部科技发展促进中心完成的《建筑领域煤炭（电力）消费总量控制研究》提出：通过不断提升建筑能效，加快新能源的开发利用，优化城乡建筑能源供给结构，实现控制煤炭消费总量。现在介绍几种新能源在工业企业中的应用：

（1）太阳能利用技术

太阳能利用技术指太阳能的直接转化和利用技术。把太阳辐射能转换成热并加以利用属于太阳能热利用技术；利用半导体器件的光伏效应原理把太阳能转换成电能称为太阳能光伏技术。

太阳能利用技术主要应用在三个领域：光电技术（太阳能发电）、太阳能系统（热水供应、供暖、工业用热、太阳能空调）以及太阳能建筑等。

制造对环境的影响

美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。主要为太阳能光伏发电和太阳能集热。日本也一直积极开发太阳能，在建筑物的保暖节能、在采光、节电方面均有详细的规定。欧洲国家对太阳能开发和利用走在世界的前列，尤其在利用太阳能发电方面，德国居世界领先地位。现在普遍认为被动式太阳能采暖技术将成为本世纪建筑设计的趋向，如将热泵与太阳能集热器联合运行。

我国光伏产品的产量位居世界第一，但只是集中在传统的晶硅电池的生产和组装上，终端市场主要在国外，上游的多晶硅产业提纯核心技术主要掌握在国外厂商手中。随着我国经济发展与能源供应、环境状况的矛盾越发突出，政府陆续出台了鼓励政策，使得光伏发电得到了飞跃式的发展，预计“十二五”末将达到3500万kW，中国已然成为了光伏发电安装量增长最快的国家和最大的光伏市场之一。

制造对环境的影响A太阳能热利用有太阳能热发电和终端直接用能，当前已形成产业的当属太阳能热水器、太阳能热发电和太阳能制冷。

太阳能热发电利用太阳集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。可行的有抛物面槽式太阳能热发电、塔式太阳能热发电、点聚焦抛物面盘式太阳能热发电

塔式太阳能热发电

碟式太阳能热发电

太阳能制冷，有两条途径：一是太阳能光电转换，以电制冷；一是太阳能光热转换，以热制冷。

目前普遍采用以热制冷。太阳能以热制冷研究主要有太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷。其中吸收式制冷和喷射式制冷都已经进入了应用阶段。

常规的吸收式空调系统主要包括吸收式制冷机、空调箱（或风机盘管）、锅炉等几部分，而太阳能吸收式空调系统是在此基础上再增加太阳集热器、储水箱和自控系统。太阳能吸收式空调系统可以实现夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活热水等多项功能。B太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，是太阳能发电的一种。光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器、储能电池和逆变器等组成。光伏发电系统分为离网型、并网型及分布式。

C太阳能建筑一体化

总体规划和设计时将太阳能利用纳入总体考虑，确保获得足够的太阳辐射，并与城市能源系统一体化构建。将太阳能利用设施纳入到建筑整体设计中，用太阳能设施完全或部分取代建筑外围护结构，集外观装饰、保温、发电、采光等多功能于一体：

光热建筑一体化，在建筑上安装集热蓄热墙、太阳能集热器保温墙板、墙面附加集热器、太阳能热水器、采暖器等；

光伏建筑一体化，即将太阳能光伏产品集成到建筑上，充分利用建筑外表面，安装多种光伏发电产品作为一种固有的建筑元素；

天然采光设计，即应用各种采光、反光和遮光措施，直接把太阳光引进室内，满足照明等要求。（2）风能利用技术

风力的利用历史可以追溯到公元前，利用的形式有风力发电和自然通风。建筑上一般采用小型或微型风力发电机，在我国已经有较为成熟的技术，目前主要供应没有电网连接的偏远农村使用，而在城市和厂区，受到现场条件的制约，一般很少应用风力发电技术。

自然通风是目前建筑普遍采取的一项改善建筑热环境、节约空调能耗的技术，目的是改善室内热舒适和空气质量。它不消耗机械动力，利用建筑物内外空气的密度差引起的热压或室外大气运动引起的风压来引进室外新鲜空气达到通风换气作用，是一种经济的通风方式。

另外关于地热能的利用技术见第十讲的地（水）源热泵技术章节、自然通风参见第十讲的车间通风技术章节、采光的具体技术介绍见第十一讲的采光照明技术。（3）分布式能源系统

可再生能源开发利用作为建筑节能的重要发展方向。分布式能源因适合可再生能源发展等特点，受到了各国的青睐，从而改变了集中式取电和大规模传输的传统模式。

分布式能源有不同的的理解和定义，主要是指分布在用户端的能源综合利用系统，一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷（CCHP）联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充。

分布式能源的形式多种多样，常规工业企业应用的有太阳能光伏发电、生物质能、燃料电池和燃气冷热电三联供等。

A冷热电联供（CCHP）是分布式能源系统的一种重要形式。冷热电三联供系统是以燃气为能源，通过对其产生的热水和高温废气的利用，以达到满足冷热电需求的一个能源供应系统，通常由发电机组、溴化锂制冷装置、热交换机组组成，三联供使得燃气的热能被充分利用，大大提高了能源的综合利用功效。

从2010年开始，我国分布式能源发展迅速。2011年10月，国家发布了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》，大力推进天然气分布式能源项目。

B燃料电池-燃气轮机联合循环

燃料电池以天然气为燃料，放出高温高压的废气流，燃气涡轮机则用燃料电池产生的热废气流生产第二轮电力；电池直接把化学能转换成电能，其不受热力学第二定律的约束，转换效率可以突破卡诺循环效率的限制，其整体热效率可以达到70%以上。

工业企业除了采用屋顶形式的分布式光伏发电外，还可以采用现场就近其他工业废气、废热以及多余压差等。

C与传统技术相比的优点

（1）可用发电后工质的余热来制热、制冷，通过能源的梯级利用提高能源综合利用效率，年均综合效率可达80%以上。

（2）在能源的输送和利用上分片布置，减少长距离输送能源的损失，有效的提高了灵活性，节约了大量的输配电投资。

（3）因地制宜利用可再生能源，减少污染物排放。

（4）与集中发电、远距离输电和大电网供电的传统电力系统互为补充、有机结合，具有削峰填谷的重要功能优势。

（5）如应用当前先进的信息技术，采用智能化、网络化控制和远程遥控技术，可发展成为智能微电网群，在目前电力改革的前景下，开展电力直供，从而促进新能源的应用。新能源应用案例

（1）上海交大中意绿色能源实验室

实验室利用了太阳能集热技术（真空管太阳能集热器、太阳能中温集热器、太阳能空气集热器）、太阳能空调技术（吸附式空调、吸收式空调、太阳能除湿空调）、热泵技术、新型高效末端技术、分布式能源技术（太阳能光伏、风力发电、风光互补、燃气冷热电联产CCHP）、智能电网技术、零碳住宅（以太阳能光伏和太阳能光热利用和热泵为基础）、智能家居等。其结合太阳能供热与制冷，充分利用环境自然资源的高效热泵技术满足了建筑空调、供暖和热水需求；电力的供应中利用了屋顶光伏发电系统。

制造对环境的影响

（2）某汽车有限公司分布式能源系统项目

分布式能源系统采用4个供能模块组合，每个供能模块包括1台MANMG