新能源与能源存储技术

新能源与能源存储技术汇报人：2024-01-14CATALOGUE目录新能源概述与发展趋势太阳能技术与应用风能技术与应用海洋能技术与应用生物质能与地热能技术与应用储能技术及其在新能源领域应用新能源并网与微电网技术01新能源概述与发展趋势新能源是指除了传统的化石能源以外，可再生、清洁、低碳的能源形式。定义主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。分类新能源定义及分类全球新能源产业规模持续扩大，成为推动经济发展的重要力量。产业规模技术进步政策支持新能源技术不断创新，效率提高，成本降低，使得新能源更加具有竞争力。各国政府纷纷出台政策扶持新能源发展，推动能源转型和应对气候变化。030201全球新能源发展现状未来新能源的发展将更加多元化，各种新能源形式将互补发展，形成多能互补的格局。多元化发展随着人工智能、大数据等技术的发展，新能源将更加智能化，实现能源的高效利用和管理。智能化应用储能技术是新能源发展的关键，未来随着储能技术的突破，新能源的应用将更加广泛和便捷。储能技术突破未来发展趋势预测02太阳能技术与应用利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换为电能的过程。光伏电池是光伏发电的核心部件，其内部由半导体材料构成，当太阳光照射到光伏电池上时，光子与半导体材料相互作用，产生电子-空穴对，在内建电场作用下分离并收集到电池两极，形成电流。光伏发电原理太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件、控制器、逆变器、蓄电池等组成。其中，光伏电池组件负责将太阳能转换为电能；控制器用于保护电池并控制充放电过程；逆变器将直流电转换为交流电以供负载使用；蓄电池则用于储存电能，在夜间或阴雨天提供电力。系统组成太阳能光伏发电原理及系统组成工作原理太阳能热水器利用太阳能集热器吸收太阳辐射能，将光能转换为热能，并通过热传导或热对流方式将热量传递给水，使水温升高。太阳能热水器通常由集热器、储水箱、连接管道及控制系统等组成。类型根据集热器类型不同，太阳能热水器可分为平板型、真空管型、热管型等。平板型集热器具有结构简单、成本低廉等优点，但效率相对较低；真空管型集热器采用真空玻璃管结构，具有较高的集热效率和良好的保温性能；热管型集热器则利用热管原理实现高效集热和快速传热。太阳能热水器工作原理及类型建筑一体化设计概念太阳能建筑一体化设计是指将太阳能利用技术与建筑设计相结合，使太阳能系统成为建筑的一个有机组成部分，实现太阳能利用与建筑美学的和谐统一。设计原则在太阳能建筑一体化设计中，应遵循以下原则：1）保证建筑功能需求；2）提高太阳能利用效率；3）保持建筑美观性；4）降低系统成本；5）确保系统安全可靠。实现方法实现太阳能建筑一体化设计的方法包括：1）在建筑设计阶段考虑太阳能系统的布局和安装要求；2）选用高性能的太阳能设备和材料；3）优化建筑设计参数，如朝向、间距、窗墙比等；4）采用先进的控制技术和智能化管理系统。太阳能建筑一体化设计03风能技术与应用利用风力驱动风轮机旋转，进而通过增速机将旋转的速度提升，驱动发电机发电。风力发电系统主要由风轮机、增速机、发电机、变流器、控制系统等组成。风力发电原理及系统组成系统组成风力发电原理水平轴风力发电机水平轴风力发电机是目前应用最广泛的风力发电机类型，其风轮旋转轴与地面平行。具有风能利用率高、技术成熟等特点。垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机的风轮旋转轴与地面垂直。其优点是不需要对风向进行调整，适用于风向多变的地区。但风能利用率相对较低。风力发电机类型及特点风能资源评估通过对特定地区的风速、风向、空气密度等气象数据进行长期观测和统计分析，评估该地区的风能资源潜力和开发价值。风能资源开发根据风能资源评估结果，选择合适的风电机组类型和布局方式，进行风电场规划、设计、建设和运营。同时需要考虑环境保护、土地利用、电网接入等方面的因素。风能资源评估与开发04海洋能技术与应用潮汐能发电原理及系统组成潮汐能发电原理利用潮汐的涨落所蕴含的能量来驱动水轮机转动，进而带动发电机发电。潮汐能是一种可再生能源，具有可预测性和稳定性。潮汐能发电系统组成主要包括潮汐能转换器（如水轮机、涡轮机等）、发电机、控制系统和电力输出系统等部分。其中，潮汐能转换器是关键部件，负责将潮汐能转换为机械能。VS利用海浪的起伏运动所蕴含的能量来驱动某种装置（如振荡水柱、浮子等）产生往复运动或旋转运动，进而带动发电机发电。海浪能具有能量密度高、分布广泛等优点。海浪能发电系统组成主要包括海浪能转换器（如振荡水柱、浮子等）、传动机构、发电机、控制系统和电力输出系统等部分。其中，海浪能转换器是核心部件，负责将海浪能转换为机械能。海浪能发电原理海浪能发电原理及系统组成海洋温差能利用技术利用海洋表层与深层之间的温度差异所产生的热能来驱动某种装置（如热机、热泵等）产生功或进行热交换。海洋温差能是一种巨大的可再生能源，具有广阔的应用前景。海洋温差能利用原理主要包括开式循环技术、闭式循环技术和混合式循环技术等。其中，开式循环技术是将表层温海水引入蒸发器，加热工质并驱动透平机发电；闭式循环技术则是通过热交换器将表层温海水和深层冷海水进行热交换，产生热功或进行制冷；混合式循环技术则是将开式和闭式循环技术相结合，以提高能源利用效率。海洋温差能利用技术05生物质能与地热能技术与应用直接燃烧生物质气化生物质液化生物质发电生物质能转化利用途径将生物质废弃物直接作为燃料进行燃烧，产生热能用于供暖、发电等。通过化学或生物化学方法，将生物质转化为液体燃料，如生物柴油、生物乙醇等。在高温条件下，使生物质废弃物与气化剂反应，生成可燃气体，用于燃气轮机发电或合成液体燃料。利用生物质燃烧产生的热能，通过蒸汽轮机或燃气轮机转化为电能。地热能开发利用方式利用地下热水或蒸汽的热能，通过地热发电机组将热能转化为电能。将地下热水或蒸汽通过管道输送到建筑物内，为建筑物提供供暖。利用地热能为温室提供热量，促进植物生长，同时节省能源消耗。利用地热能为工业生产提供热源，如烘干、加热等。地热发电地热供暖地热温室地热工业利用能源互补生物质能和地热能都是可再生能源，具有互补性。在能源供应方面，可以利用生物质能和地热能的互补性，提高能源供应的稳定性和可靠性。技术互补生物质能转化技术和地热能开发利用技术各有特点，可以相互借鉴和融合，形成新的技术体系，提高能源利用效率和经济性。环保互补生物质能和地热能都是清洁能源，可以减少化石能源的消耗和环境污染。同时，生物质能转化过程中产生的废弃物可以作为地热能的原料加以利用，实现废弃物的资源化利用和环保效益的最大化。生物质能与地热能互补利用06储能技术及其在新能源领域应用抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能。抽水蓄能具有调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等功能，以及容量大、工况多、速度快、可靠性高、经济性好等技术经济优势，在保障大电网安全、促进新能源消纳、提升全系统性能中发挥着基础作用，是能源互联网的重要组成部分。工作原理特点抽水蓄能电站工作原理及特点锂离子电池锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。要点一要点二液流电池液流电池是一种新型的大型电化学储能装置，正负极活性物质存在于电解液中，没有传统电池常有的物相变化，电池寿命长，且易于模块化组合、扩展。化学储能技术（如锂离子电池、液流电池等）飞轮储能飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能，由于是电能与机械能的相互转化，不会造成环境污染。超导磁体储能超导磁体储能系统（SMES）利用超导体制成的线圈储存磁场能量，功率输送时无需能源形式的转换，具有响应速度快（ms级），转换效率高（≥96%），比容量（1-10Wh/kg）/比功率（104-105kW/kg）大等优点，可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。物理储能技术（如飞轮、超导磁体等）07新能源并网与微电网技术最大功率点跟踪技术实时调整新能源发电系统的工作状态，以最大化输出功率。电网适应性技术提高新能源发电系统对电网波动和故障的适应能力，保障系统稳定运行。并网逆变器技术实现新能源发电系统与电网的电压、频率和相位同步，确保电能质量。新能源并网关键技术问题一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网概念包括交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网等。微电网架构包括并网运行、离网运行和并网/离网切换运行等。运行模式微电网概念、架构及运行模式通过微电网的优化调度和控