新能源发电技术 .doc

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1、 网络高等教育专 科 生 毕 业 大 作 业题 目：新能源发电技术 学习中心： 迁安奥鹏 层 次： 高中起点专科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2009 年 秋 季 学 号： 3 学 生： 杨 娜 娜 指导教师： 张 明 旭 完成日期： 2011年 7月 20 日 内容摘要目前我国主要有火力发电、水力发电技术。据统计，我国常规能源消费比例为：煤炭67%，石油23%，天然气3%，水电及其他7%。能源消费结构的不合理致使我国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重和能源利用率低等问题，随着技术的发展和能源可持续发展的提出，核能、风力、太阳能等新能源发电也越来越多被应用。关键词：太阳能

2、发电；新能源；发电技术目 录引 言11 目前现状21.1 核能开发技术21.2 太阳能开发技术21.3 生物质能开发技术21.4 风能开发技术31.5 地热能开发技术31.6 海洋能开发32 新能源发电技术42.1 新能源发电技术包括哪些主要内容42.2 火能发电技术42.3 海洋能发电技术42.4 核能发电技术42.5 太阳能发电技术52.6风能发电技术63 结束语8参考文献9引 言发电技术是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能（二次能源）的技术。 19世纪末，随着电力需求的增长，电机制造技术的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，法国人德普勒发现了远距离送电的方法，美国科学家

3、爱迪生建立了美国第一个火力发电站，把输电线联接成网络。电力的广泛应用，推动了电力工业和电器制造业等一系列新兴工业的迅速发展。电力工业作为国民经济的基础产业和主要能源行业，是资金密集的装置型产业，同时也是资源密集型产业。无论电源还是电网，在建设和生产运营中都需要占用和消费大量资源，包括土地、水资源、环境容量以及煤炭、石油、燃气等各类能源。电力工业节能在我国资源节约工作中占有很重要地位。1 目前现状目前我国主要有火力发电、水力发电技术。据统计，我国常规能源消费比例为：煤炭67%，石油23%，天然气3%，水电及其他7%。能源消费结构的不合理致使我国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重和能源利

4、用率低等问题，随着技术的发展和能源可持续发展的提出，核能、风力、太阳能等新能源发电也越来越多被应用。1.1 核能开发技术我国核工业已有近40年的历史，现已形成比较完整的核科研和核工业体系。但在20世纪70年代才开始由纯军用转入民用开发，致使核能开发的主体核电起步较晚，至今还未有一座建成的核电站投入使用。正在建设中的秦山核电站一期工程预计在1990年可并网发电，从而结束我国的核电空白。20世纪90年代我国将相继建成一系列核电站，如秦山核电站二期工程，广东大亚湾核电站等。在核能开发研究上，我们已能自行设计、制造和建设大、中型热堆核电站，并建成了一批重要的研究试验装置。在核快堆发电技术方面，建了快堆

5、另功率装置及一些其它试验装置，还建立了专门研究所。在快堆物理、钠回路方面作了许多研究，取得了一批科研成果。1.2 太阳能开发技术目前，我国太阳能光电池的研究还处于低级阶段，以产品开发为主，技术研究较差。在太阳能热电技术方面，研究开发也进展缓慢。1级的太阳能试验热电站已投入运行，5千瓦级正在研究，太阳池热发电技术才开始起步。太阳热能直接利用技术发展较快，其中尤以太阳能热水器为最快。全国现有生产厂家140-150家，年产量30-40万米2。太阳能温室、太阳能干燥器、太阳灶等产品已进入实用阶段。我国已建成60座太阳能试验型和生产型干燥装置，总面积达5687米2，太阳干燥器应用10178米2，太阳灶1

6、08万台。建立太阳房18万米2(628栋)，在西藏及甘南，已形成使用太阳房的小气候。这些方面的研究和应用人员也较多，已初步形成了产业。1.3 生物质能开发技术我国沼气技术研究水平较高，可与世界先进水平相比。近年来，在大型沼气池的供气或发电及环境的综合治理技术开发、廉价商品化组合式沼气池研制与开发，沼气发酵微生物和生物化学发酵工艺研究等方面，都取得了较好的研究成果。在沼气技术的推广应用上，我国居世界领先地位。全国农村有沼气池500万口，年产沼气10亿米3以上，受到国际上的重视。大中型沼气工程已建成l000多处，且普遍采用高效型池型。20多年大规模的沼气技术开发，培养了大量人才，形成沼气技术开发的

7、中坚。1.4 风能开发技术我国小型风力发电机发电技术开发应用发展比较快。小型风力发电机机型已成系列，性能、结构工艺、制造质量和可靠性已接近国外先进水平。国内现有小型风机生产厂近50家，年生产风机约22万台，研究单位不下30多家，小型风电技术已商品化，风力发电已初步形成产业。全国现已安装小型风力发电机6万多台，总装机容量达7兆瓦。我国在大中型风力发电机的设计、制造和材料方面均落后于丹麦、荷兰、英、美等国。我国千瓦级风机在机型设计上已有多项成果，性能达国际先进水平，但制造工艺不及国外。千瓦级中型风力发电机还处于试用阶段，100千瓦以上级大型机还是空白。风力田发电才开始起步。1.5 地热能开发技术地

8、热能开发包括地热发电技术和地热直接利用技术，前者属于高技术。在地热发电方面，我国主要开发了地热蒸气发电技术，已建成8座地热电站，总装机容量14586兆瓦，列世界第14位。在地压地热、干热岩体和岩浆型高温地热的发电技术开发研究上，我国尚属空白。据不完全统计，我国的地热直接利用的利用总量相当于743104千瓦。其中工业用l5.8104千瓦，农业用172104千瓦，生活用413104千瓦。1.6 海洋能开发我国潮汐能发电技术巳取得一定成就，相继建成一批中小潮汐电站，总装机容量已超过10000千瓦，列世界第3位。在灯泡式贯流机组研制、防腐防垢、沉箱施工筑堤和电站自动化运行等方面积累了成功的经验，开始了

9、小型全贯流式机组的研究，对单机容量为万千瓦级的潮汐电站也进行了论证研究。在波浪能发电方面，我国已研制出BDl02型航标灯用波力发电装置，性能达20世纪80年代世界先进水平，并已成批生产。装机容量为8千瓦的珠江波力试验电站即将建成，年内试发电。潮流发电、温差发电的研究尚处实验室模拟阶段。2 新能源发电技术新能源是和长期广泛使用,技术上较为成熟的常规能源(如煤,石油,天然气,水能,核裂变能等)对比而言,是一种已经开发但尚未大规模使用,或正在研究试验,尚需进一步开发的能源.2.1 新能源发电技术包括哪些主要内容它包括潮汐能,波浪能,海流能,风能,地热能,生物能,氢能,核聚变能等.目前新能源技术在世界

10、上得到不同程度应用的有太阳能的光热转换,光电转换,地热直接应用,生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料,潮汐发电技术等.2.2 火能发电技术火电虽稳定，但对能源的消耗和对环境的影响，制约了火电的大力发展；2.3 海洋能发电技术水电是一种较好的可再生能源，技术成熟，开发成本相对较低，有条件的地方应尽可能的利用水电资源，但是水电的进一步开发受到自然条件的制约，且受环境变化的影响，存在很多不稳定因素。2.4 核能发电技术核能发电的原理是利用原子核分裂时产生的能量，把反应器中的水加热产生蒸汽，然后借蒸汽推动汽轮机，再带动发电机转动产生电能。核分裂燃料为二氧化铀,其中铀235的含量只有2-4%左右，不同於

11、原子弹的铀235含量(必须在90%以上)2。1g铀反应所释放的能量等于2.8吨煤燃烧产生的能量。核电干净、无污染，几乎是零排放，不造成对大气的污染排放，在国际社会越来越重视温室气体排放、气候变暖的形势下，积极推进核电建设，是我国能源建设的一项重要政策。我国核电发展起步于上世纪80年代中期，核电设计工作从上世纪70年代就开始。第一座由我国自主设计、自主建造的核电站秦山核电站，以及我国大陆第一座大型商用核电站大亚湾核电站的相继落成，结束了我国大陆无核电的历史，翻开了我国核电发展历史崭新的一页。岭澳核电站的成功建设和运营，中国广东核电集团形成了具有自主品牌的中国改进型压水堆核电技术。在党中央、国务院

12、作出“积极推进核电建设”的决策下，岭澳核电站二期、红沿河核电站、阳江核电站、宁德核电站、合山核电站等相继投入建设，我国核电事业正在进入一个加快发展的时期。在我国目前煤炭能源短缺和环境污染的形势下，积极发展核电有一定的战略意义。但核电技术要求高、成本高，我国在技术方面和国际先进水平还有一定的差距，先进核电站的建设仍然主要依赖技术引进，同时我国核燃料并不充足，仅够开采50年，此外，核废料的处理问题仍然另一些人不安。因此利用太阳能、风能等可再生能源发电越来越受到关注。2.5 太阳能发电技术太阳能热发电的原理是把太阳辐射能转换成电能的发电技术。它包括两大类型：一类是利用太阳热能直接发电，如半导体或金属

13、材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电等。其特点是发电装置本体无活动部件，但目前此类型的发电量小，有的仍处于原理性试验阶段，尚未进入商业化应用。另一类是太阳能热动力发电，利用太阳集热器将太阳能收集起来，加热水或其他工质，使之产生蒸汽，驱动热力发动机，再带动发电机发电。其发电系统与常规火力发电系统的工作原理基本相同，其根本区别在于热源不同，前者以太阳能为热源，后者则以煤炭、石油和天然气等化石燃料为热源。这种类型的太阳能热发电技术已达到实际应用的水平，美国等国家已建成具有一定规模的实用电站。太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到

14、供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电3。太阳能储量巨大，不会枯竭，清洁能源，无污染，不受地域限制，是一种无所不在的能源，这些优点是它成为最理想的能源。我国属太阳能资源丰富的国家之一，据统计，每年中国陆地接收的太阳辐射总量相当于2.4亿吨标准煤。全国三分之二的地区年日照时间都超过两千小时，特别是西北的一些地区超过三千小时，尤以西藏西部最为丰富，最高达2333kwh/平方米，居世界第二位，仅次于撒哈拉沙漠

15、。为了保护拉萨周边环境，拉萨火车站将尽量采用当地丰富、无污染的太阳能最为取暖能源。随着我国技术的发展，在2006年，中国有三家企业进入了全球前十名，标志着中国将成为全球新能源科技的中心之一，世界上太阳能光伏的广泛应用，导致了目前缺乏的是原材料的供应和价格的上涨，我们需要将技术推广的同时，必须采用新的技术，以便大幅度降低成本，为这一新能源的长远发展提供原动力。太阳能能量密度低，易受气候条件的影响，不具备蓄电功能等。因此对于大容量的太阳能发电装置，需要附加储能设备，例如蓄电池组，或把太阳能发电系统和交流电网联网进行能量互补。此外，太阳能发电本身虽然没有对环境造成污染，但太阳能电池、电力电子变换装置

16、的制造过程仍会产生环境污染，这在综合发电效益时也应加考虑。因此，要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。2.6风能发电技术风力发电的原理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。20世纪90年代以后，风力发电逐步走向规模化应用，其装机容量开始以每年平均20%以上的速度增长，已成为世界上各种能源中增长最快的一种。到1996年底，全球风力发电装机容量已达6GW。到21世纪初，全球经济发展较快，能源需求不断增长，同时空气污染和CO2排放控制受到越来越多的关注，风力发电以其清洁环保、可再生、技术比

17、较成熟、发电成本有竞争力而得到更快的发展。风力发电在德国，美国，印度，芬兰，丹麦等国家应用很多。风力发电快速增长的原因在于两个方面：一个是经济发展对电力需求的快速增长和可持续发展的要求，二是风力发电技术的不断进步，风轮机的大型化、规模化和高效化促进了风电价格不断降低。尽管发展迅速，但风力发电在全球总发电装机容量中的比重还很低，大约1%左右，就风能资源的储量而言，地球上风能资源的开发才刚刚开始，风力发电的发展潜力还十分巨大4。我国风电发展较晚，到2006年底，风电装机容量上升到将近260万千瓦，在全球排名第六位。我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。根据全国900多个气象站离地10米高度资料

18、进行估算，风能资源总储量约32.26亿千瓦，可开发利用的陆地上风能储量有2.53亿千瓦，近海可开发利用的风能储量有7.5亿千瓦，共计约10亿千瓦。我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃、东北、西北、华北和青藏高原等地区，具有很大的开发利用价值，特别是新疆克拉玛依、甘肃敦煌、浙江舟山、福建平潭等地区，风能功率密度在200300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上。风力发电不需要燃料、不占耕地、没有污染，运行成本低，产业发展前景非常广阔。但我国大力发展风电还需要解决一系列问题：首先，我国对风能资源的普查、评价、规划管理严重滞后，资源分散，缺少整合，没有形成全国统一的国

19、家级风电产业研机机构，缺少对产业资源的集中和整合。其次，单位kW造价高，火电平均4500元/kW，风电平均每80009000元/kW，平均造价高于火电。火电平均电价0.36元/kwh，风电平均电价为0.56元/kwh，在我国南方地区电价，还要略高于北方地区。影响电网并网发电的积极性。再次，目前市场和产业化基本上没有形成，风电机组和系统设计技术、设备性能、效率以及技术工艺水平与欧洲相比存在很大差距。国产风电关键部件，如液压系统、联合器、电控等可靠性差，技术不够成熟。目前，风电正向着大容量、优良的发电质量、提高材料利用率、减少噪声、降低成本、提高效率发展。3 结束语在能源短缺和全球变暖、酸雨压力下，我国正坚持能源可持续发展战略目标，优先发展水电，积极发展核电，优化发展火电，重点发展资源潜力大、技术基本成熟的风力、太阳能等可再生能源发电。新能源发电对人类和自然的和谐发展具有重大意义。参考文献1 中国电力企业联合会设计服务中,华中科技大学能源与动力工程学院.节能与控制M.北京：中国电力出版社.2008.2 张晓东,等.核能及新能源发电技术M. 中国电力出版社力.2008.3 李宏毅,等.建筑工程太阳能发电技术及应用M.北京：机械工业出版社.2007.4 刘万琨,等.风能与风力发电技术M.化学工业出版社.2007.