发电能源（共12篇）
发电能源 篇1
中国生物质能资源非常丰富,农作物秸秆资源量超过7.2×108t,其中6.04×108t可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术,嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验,结合中国国情,在农村推广实施秸秆发电技术,在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有重要意义。秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源秸秆为低碳燃料,且硫含量、灰含量均比煤炭低,是一种较为“清洁”的燃料,发展秸秆发电会大大地改善环境质量,对环境保护非常有利。秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源。据有关部门统计数据,中国在用作能源的农作物秸秆中,其中用于畜牧饲料为1.45×108t,还田肥料0.91×108t,工业原料0.14×108t,作为农民传统生活燃料的秸秆为2.8×108t,分别占总量的24%、15%、2.3%和40%。除上述用途外,还有18.7%的剩余秸秆没有任何用途,大部分被农民在田野焚烧,严重污染环境,造成生物质能源的极大浪费。
发电能源 篇2
姓名：陈祝平 班级：英本三班 学号：2010103061 2011.10.21 2 风能发电
在不断持续的能源紧张中，不少人想到了新能源利用。利用洁净的能源（可再生能源）是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现。洁净能源指太阳能、风能、潮汐能、生物能等，这都是可再生取之不尽的能源，特别是风能技术最为成熟，经济可行性较高，是一种较理想的发展能源。风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
我国风能资源总量约42亿千瓦，技术可开发量约3亿千瓦。目前东南沿海是最大风能资源区，风能密度为200W/M2～300W/M2，大于6m/s的风速时间全年3000h以上就可取得较大经济效益。
一 风力发电的现状
21世纪是可再生能源的世纪，由于风能非常丰富、价格非常便宜、能源不会枯竭，又可以在很大范围内取得，非常干净、没有污染，不会对气候造成影响，因而风力发电具有极大的推广价值。在中国，风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源，并且冬春季节风速高，雨水少；夏季风速小，降雨多，风能和水能具有非常好的季节补偿。另外，在中国内陆地区，由于特殊的地理条件，有些地区具有丰富的风能资源，适合发展风电，比如江西省都阳湖地区以及湖北省通山地区。目前我国的风能利用方面与国际水平还在一定差距，但是发展很快，无论在发展规模上还是发展水平上，都有很大提高。据资料显示，2004年全国在建项目的装机容量约150万千瓦，其中正在施工的约42万千瓦，可研批复的68万千瓦，项目建议书批复的45万千瓦，包括五个10万千瓦特许权项目。
江西都昌老爷庙风电场风能资源丰富，建设条件较好，已被列为全国大型风电场预可研项目。目前，江西省能源结构性矛盾突出，一次能源只有煤炭和水电；而且电煤大部分需要从省外运入，水电开发程度又较低。风电和水电具有不同步发生规律，风力发电高峰处于秋季与冬季，水利发电高峰期处于春季和夏季，风电和水电具有季节性特性，可实现季节性互补；风力发电是环保型可再生能源，可改善电源结构，替代一部分火电容量，节约煤炭，减少污染，保护环境。二 风力发电的潜力 长期以来，由于风电电价高于火电电价，作为清洁能源的风电对于解决能源短缺和环境保护问题的意义长期得不到应有的重视。事实上，风电作为一项高新技术，具有着巨大的产业前景。而它作为新兴能源，更对促进边远地区经济发展有着巨大的作用。在电力紧张、能源紧缺的情况接踵而至的今天，我国应该重新认识风能的利用问题。
首先，风力发电的潜力体现为风电电价的快速下降。截止到目前，风电电价正在快速下降，甚至已日趋接近燃煤发电的成本，经济效益开始凸现。数据显示，风力发电能力每增加一倍，其成本就下降15％。纵观近几年，风电增长一直保持在30％以上，因而成本也正随之不断下降。目前，中国风电成本约在0.5元以上，随着中国风力发电装机的国产化和发电的规模化，风电成本可望再降。此外，风电外部成本几乎为零，甚至低于核电成本。据初步测算，如果将内部成本和外部成本同时计入成本，风电将是当前世界上最经济、最洁净的能源。
其次，风电的潜力体现于风能资源的丰富性。据初步统计、中国陆地10米和海面15米可供开发的风力资源在几亿千瓦以上，相当于可开发水能资源（3.9亿千瓦）的2.5倍。而50米风力资源还会增大一倍。根据现有技术，地面 50－100米的风力资源都可开发利用。此外，风电技术正日臻成熟。随着科学技术的发展，风电技术已经相当成熟。更大型、性能更好的机组的已开发并投人生产试运行，可利用的风速要求还会降低。
再者，风电工程的建设工期短，见效快。火电、水电的建设工期需要用年来计算，而在有风场数据的前提下，风电项目只需要以周、月来计算。风场建设在短时间内即可完成，能够解决我国电力短缺的燃眉之急。
另外，风电的发展对于遏制温室效应具有重大的意义。据统计，风力发电每生产100万千瓦时的电量，便能减少600吨二氧化碳的排放。因此，大力发展风能可以大幅度削减造成温室效应的二氧化碳，缓解气候变暖的状况，并能有效地遏制沙尘暴灾害，抑制荒漠化的发展。最后，风场也成旅游项目。风电场还能带动当地经济发展。内蒙古风电场就是很好的例子。它虽然不大，但场面很壮观，已发展成为旅游区。三 发展风电刻不容缓
风电产业要全面健康可持续发展，需要解决的问题很多，但依靠科技进步来推动风电产业是摆在我们面前的现实课题。
首先，需建立以企业为主体、市场为导向、产学研技术结合的创新体系。对开展试点的企业应对其研发机构，研发人员，研发资金，研发项目，专利申请，产品品牌，能力建设等方面提出具体要求和量化的指标。
第二，正确处理技术引进和技术创新的关系。采用自主研究开发和引进消化国外技术相结合的方式，是实现提高竞争能力的较好途径。、第三，加强风电创新能力建设，建立风电公共技术服务平台，共同对资源进行整合、共享、完善和提高，通过建立共享机制和管理程序逐步做到资源有效利用。第四，加速风电技术人才培养。目前已有一些高等院校准备设置风能专业或者风能专业方向，开设风能课程培养本科生和研究生。除了学校培养人才外，企业也应将人才培养和建立一支高素质的队伍放在战略地位，特别需要建立激励机制和创造良好的环境，使技术队伍能够稳定地成长。
浅谈绿色能源之风力发电 篇3
关键词:环境风力发电绿色能源环保教育
从17世纪中叶,美国人富兰克林在实验室发现并证实电的存在,至今250多年来,电,已经让全球60亿人再也无法离弃,它已经成为现代工业生产赖以生存和发展的基础。众所周知,它改变了世界,发展了社会。但在我们享受其带来的便利条件的同时,它也在努力的消耗着我们这颗绿色的星球。因此,环境问题已经刻不容缓,环保意识的加强和绿色能源的开发也同样刻不容缓。
据预测,2050年我国人口将达到16亿,届时我国的国内生产总值将达到6万亿美元。电力发展是保证这一目标实现的坚定基础。过度发展和开发的热电和水电,已经在无情的消耗着我们地球上有限的资源,超量的排放也在加剧着地球环境的恶化。
一场以新型能源替代传统能源的大变革正在全球兴起。早在1985年,我国就开始风力电厂的研究、规划及建设,20多年来,风电产业,已经成为我国电力工业的一个方面军,这不仅是能源开发的需要,也是环境保护的需要。风力机电不仅可以保护我们人类赖以生存的大气减少污染,也可以保护我们的土地免受过度开发的灾难。
一、风力发电对中国经济发展的必要性
(一)风力发电成本已在大幅降低。
风力发电相对于太阳能、生物质等可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小。在过去20多年里,风力发电技术不断取得突破,规模性经济日益明显。根据美国国家可再生能源实验室NREL的统计,从1980年至2005年期间,风力发电的成本下降超过90%,下降速度快于其他几种可再生能源形式。根据丹麦RIS国家研究实验室对安装在丹麦的风力发电机组所进行的评估,从1981～2002年间,风力发电成本由15.8欧分/kWh下降到4.04欧分/kWh,预计2010年度电成本下降至3欧分/kWh,2020年降低至2.34欧分/kWh。
(二)技术装备国产化比例已快速提高。
实现风力发电技术装备国产化的目的是提高我国风力发电装备的制造能力和技术水平,降低风力发电成本,提高市场竞争能力,为推动我国风力发电技术大定基础。实现风力发电机组国产化70%,预计可降低风力发电机组成本15%,在不改变其它条件的前提下,可使风力发电成本降至0.375元/kWh。如全部实现风力发电机组国产化,预计可降低风力发电机组成本30%,在不改变其它条件的前提下,可使风力发电成本降至0.332元/kWh。
(三)海上风力发电已经兴起并已经成为风电厂的主要构成形式。
国际上,到2003年末,围绕欧洲海岸线,海上风力发电总装机600MW,集中在丹麦、瑞典、荷兰和英国。目前最大的海上风力发电场是位于丹麦南海岸的Nysted风力发电场,容量为165.6MW,由72台Bonus2.3MW海上风力发电机组组成,于2003年12月开始发电。预计到2010年,欧洲海上风力发电的装机容量将达到10000MW。海上风速大且稳定,利用小时数可达到3000小时以上。同容量装机,海上比陆上成本增加60%,电量增加50%以上。随着风力发电的发展,陆地上的风机总数已经趋于饱和,海上风力发电场将成为未来发展的重点。
二、风电对环境的正面影响
由于风能是一种不消耗矿物燃料的可再生能源。风电的使用,相当于节省相同数量电能所需的矿物燃料。其对环境的明显正面影响为:
(一)减少向大气排放粉尘,碳氧化合物,氮氧化合物,硫氧化合物(CO2、NOx、Sox)。
现在我们以火力发电中的煤电为例,我国目前最普遍使用煤电发电机组为30万千瓦蒸汽轮机。每发1万度的电,消耗约4吨标准煤;将向大气排放粉尘约0.5吨;CO2约10吨;NOx约0.05吨;SOx约0.08吨。这样计算,到2050年若风电的发电量占全国所需电量的5%,即约4000亿度,风电的装机容量约为1.5亿千瓦(风电的容量系数小,相当于煤电的装机容量0.7亿千瓦),则每年可节省约1.6亿吨标准煤,可减少向大气排放粉尘约2000万吨;CO2约4亿吨;NOx约200万吨;SOx约320万吨。
(二)减少因开发一次性能源如煤、石油、天然气,所造成的环保问题。
一次性能源的开采除了在砂漠地区外,通常要毁坏森林,良田和原有的各种植被。而海上油田的开采往往给海洋生态带来不可恢复的破坏。
(三)风电还可避免水电所带来的诸多问题。
风电虽然和水电一样是可再生资源,但与水电相比,它可以避免水电带来的许多问题。如大坝拦淤问题、鱼类生存问题、移民问题、物种多样化问题、土地的“损失”或占用问题、水质问题等。
三、结束语
由以上分析可知,在我国大力发展风电,使之成为我国电力工业的一个主力军,不仅是能源开发的需要,也是环境保护的需要。
而与此相应的,则应该是加强社会各阶层,包括政府、学校、媒体等,对绿色能源开发和环保生态的教育。没有这样的教育和引导,便不能形成社会共识。
参考文献:
[1]2009-2012年中国风力发电行业投资分析及前景预测报告
[2]《水电绿色之思考》
大力推动可再生能源发电 篇4
世界银行日前宣布, 将在全球范围努力推动发展中国家利用尚未充分利用的地热资源, 扩大利用可再生能源发电。
世界银行常务副行长英卓华在冰岛首都雷克雅未克召开的冰岛地热大会上呼吁, 各捐助方、多边银行、各国政府和私营部门共同参与《全球地热开发计划 (GGDP) 》, 以期更好地管理和降低勘察钻井风险, 使目前处于边缘的一种可再生能源进入主流, 为千百万人提供电力。目前, 世界银行和冰岛已在根据《地热契约》支持地表勘探研究, 并为一些国家在非洲大裂谷提供技术援助。
据悉, 许多发展中国家集中的地区包括东亚、东南亚、中美洲和安第斯地区具有丰富的地热资源, 至少有40个国家拥有足够的地热潜力可以满足他们很大一部分电力需求。《全球地热开发计划》的初步目标是筹集5亿美元, 捐助方可通过帮助识别可行的项目, 通过双边援助及气候投资基金 (CIF) 或全球环境基金 (GEF) 等现有渠道参与该计划。《全球地热开发计划》将由世界银行的“能源部门管理援助计划 (ESMAP) ”负责管理。
发电能源 篇5
班级：材料0901 姓名：刘猛学号：25
【摘要】：温差发电器是能将热能直接转化成电能的固态装置，具有结构简单、稳定可靠、无运动部件、绿色环保等优点，广泛地应用于航天、军事等领域，在废热的回收利用方面也展现出良好的应用前景。本文简要地介绍了温差发电器的工作原理及其结构，介绍了体温差发电器和微型温差发电器的国内外研究进展，并进行了对比分析，提出了温差发电器中存在的问题及解决方案，最后展望了温差发电器的前景。
【关键词】： 塞贝克效应;温差发电
THERMOELECTRIC ELECTRICITY GENERATION ——A NEW GREEN ENERGY TECHNIQUE 【Abstract】：Thermoelectric generators are solid state devices which can directly convert thermal energy to electricity andhave advantages of simple structure, reliability, no moving parts and being friendly to the environment.They are widely used in aerospace、military fields, and have broad prospects in application of recovery of industrial waste heat.This paperbriefly provided the structure of thermoelectric generators and the work principles.Recent developments about thermoelectric generators were given and a comparison between bulk thermoelectric generators and micro thermoelectricgenerators was made.Problems of thermoelectric generators and the solutions were discussed.The prospects of thermoelectric devices were finally given.【Key Word】s： thermoelectricity;Seebeck effect 0引言
热能和电能是我们社会生活中最重要的能源形态，其中电能是各种形态能源中传输和使用最多、最为方便的一种。因此，许多能源形态、如太阳能、地热、风能、潮汐能、化学能等等都在其转变为电能之后才能更好、更为方便地被人们广为利用。目前使用的电能有很大一部分是由热能转换而来的，如热电厂、核电厂以及较大规模的太阳能电厂等。在这种能量转换中总是先利用热能加热液体或蒸汽，以驱动汽轮机发电。这个过程复杂、设备昂贵、易出问题、污染环境、能量转换效率低，造成能源浪费。因此关于高效，又不污染环境的能源转换方法的研究必然引起了世界各国科学工作者的广泛关从20 世纪90 年代以来，能源转换材料（热电材料）的研究成为材料科学的一个研究热点。热电材料的应用不需要使用传动部件，工作时无噪声、无排弃物，和太阳能、风能、水能等二次能源的应用一样，对环境没有污染，并且这种材料性能可靠，使用寿命长，是一种具有广泛应用前景的环境友好材料［１］ 1温差发电 1.1热电效应
1821 年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属（或半导体）所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，这就是热电效应，也称作“塞贝克效应（Seebeck effect）”。材料a、b两端节点存在小温差AT．便会产生Scebeck电势△v，.Seebeck电压与热冷两端的温度差△T成正比, 即
△v = Ｓab△T = Ｓab(T 2-T 1)其中Ｓab是塞贝克参数, 其单位是V/ K(或更常用的单位LV/ K)当△r-0时，可写成：
Ｓab=dV／dT Sab称为Seebeek系数，符号取决于组成热偶的材料本身及节点的温度，大小取决于两节点的温度和组成的材料。［2］ 1.2温差发电的原理
在P 型(N 型)半导体中, 由于热激发作用较强, 高温端的空穴(电子)浓度比低温端大, 在这种浓度梯度的驱动下, 空穴(电子)由于热扩散作用, 会从高温端向低温端扩散, 从而形成一种电势差, 这就是塞贝克(Seebeck)效应.如图所示将P 型和N 半导体的热端相连, 则在冷端可得到一个电压, 这样一个PN结就可以利用高温热源与低温热源之间的温差将热能直接转换成电能, 将很 多个这样的PN 串可得到足够高的电压, 成为一个温差发电机, 很显然这样温 差发电机完全没有转动部分, 因此非常可靠。
温差发电是在塞贝克效应的基础上发展起来的，塞贝克效应是由于导体的温度差而产生电现象。温差电组件的转换效率决定于热电优值系数
式中：σ是电导率，k 是热导率，S 是塞贝克系数，塞贝克系数是指温差电材料上单位温度梯度所产生的电动势。优值系数Z 以K－1 为单位，因此，经常使用的是无纲量优值系数ZT，而不是Z。［3］
1.3温差发电的研究进展
尽管温差发电由于材料成本昂贵等因素的制约未能在工业上大面积采用, 但在军事与航天应用、远离城市的边远地区, 以及海上作业平台等特殊场合还是受到了人们的高度重视, 目前已成功开发出不少产品, 其中部分产品已商品化.(1)军用发电机
早在80 年代初, 美国就完成了军用500～1000W 温差发电机的研制, 80年代末就已正式列入部队装备.美国海军是海洋用放射性同位素温差发电器的最大用户, 其设计工作深度达10km, 功率不小于1W, 寿命长达10 年, 放在深海中给无线电信号转发机系统供电, 该系统作为美国导弹定位系统网络的一个组成部分, 也可用于光纤电缆.1976 年发射的美国空军通信卫星采用了温差发电器.（2汽车尾气发电机
日本开发了利用小汽车尾气废气发电的小型温差发电机, 功率为100W, 可节省燃油5% , 美国宣布试制出了用于大货车柴油发动机尾气系统的温差电机, 最大功率输出达1000W.。美国的艾维戴尔公司研发了回收利用汽车发动机废热的温差发电器，它包括35个热电模块，采用分段温差电材料，Bi2Te3用于低温范围，PbTe、TAGS、ZnSb3用于中温范围，CeFe4Sb12、CoSb3用于高温范围，工作温度范围为423K~973 K。利用废热与冷却剂的温差进行发电，当温差为400 K,发电功率为750 W（3）海洋温差能的利用
地球表面积的70%是海洋, 而海洋是巨大的能源库。太阳注入地球表面的能量换算为电功率约为1 013 kW,其中约2 /3用于加热海面表层海水, 其与深水的温差超过20 以上。全世界海洋温差能的理论估计储量为100亿千瓦, 所以海洋温差能转换被国际社会普遍认为是最具开发利用价值和潜力的海洋能资源。日本通产省工业技术院阳光计划中, 由低温差发电委员会对发电功率10万千瓦级的海上浮体式发电站作了计划, 该发电站朗肯循环效率为3.44%, 净效率为2.04%。秘鲁海水温差发电站是日本阳光计划的一部分, 它采用的工质不是氨, 而是氟利昂HCFC22。20世纪80年代以来, 日本开发了kW、75 kW、100 kW 等容量不同的发电设备, 1996年还验证了采用NH3 /水的混合工质循环试验设备, 以及设置在海洋水面上的发电设备。该电站建在岸上, 最大发电量为120 kW, 获得31.5 kW 的净出力［4］（4）工业废的再利用
工业生产过程中产生的余热数量相当可观, 如气轮机, 内燃机等热机燃料所产生的能量50% 左右通过排烟扩散到了大气中, 钢铁、水泥以及纺织工业等在生产过程中也有大量余热没有充分利用, 研究表明采用温差发电技术可以有效利用余热中10%~ 20%的能量。对内燃机电站废气进行温差发电的研究表明, 对于一个10 MW 的机组, 如果排气温度为370 e , 烟气流量6 万m3 / h, 采用温差发电扣除掉维持系统自身远行的冷却水泵消耗功率后可以得到160 kW 的功率, 转换效率为3.88%日本的工业研究所研发出利用工业废热的温差发电器[11]，由串联的热电模块组成，安装在工业熔炉内凉水夹套的表面，热端涂有SiC膜，接收熔炉保温层的辐射热，冷端被凉水冷却。当工业熔炉产生的热量为200 kW,温差发电器的热电转换效率7.5%，发电量可达4 kW，可用于驱动真空泵和控制仪表［5］ 2提高温差发电效率的途径
提高温差电转换效率的关键是提高ZT。半导体温差电材料的热导率与电子热导率和晶格热导率有关，而且多半取决于晶格热导率。降低晶格热导率不会引起电导率的大幅下降。提高热电材料的塞贝克系数和降低热导率可以提高温差电材料优值系数。除材料外，温差发电器的性能还决定于其组件结构的优化设计（1）掺杂半导体提高塞贝克系数
俄亥俄州的科学家、加州理工学院和大阪大学联合研究通过加入掺杂物控制热电材料的电子态。PbTe是热电领域被广泛研究的材料，与其他半导体一样，它容易和元素周期表中相邻的元素掺杂。试验表明，掺杂铊是控制PbTe电子态的最佳选择。铊的加入，使处于室温下的电子通过热激发达到更高的能带之前，在价带上产生了另一个能量级———共振级价带上可用电子态的增加来提高赛贝克系数。结果表明，Ti-PbTe的ZT 值提高到1.5，将原来0.71 的ZT 值提高了两倍多，达到目前PbTe合金材料的最佳水平。需要说明的是这种方法没有运用调整结构降低热导率的方法，电子态控制和结构控制不是相互排斥的，可以结合在一起更大程度地提高ZT 值［6］。（2）降低热电材料的热导率
实验表明，温差材料导热系数增加, 温差电元件两端的温差减小, 发电器温差电动势和输出功率下降, 其转换效率随之降低;但由于材料的性质和力学原因，热导率的降低程度会受到限制。因此这种途径不是发展的主流途径（3）改变材料结构提高热点性能
通过纳米技术在热电材料中掺入纳米尺寸的杂质相制备纳米复合结构热电材料杂质相可为绝缘体、半导体或是金属, 也可以为纳米尺寸的空洞), 通过调整或者控制掺入杂质的成份、结构和大小得到纳米级的新相, 达到提高热电材料ZT 值的目的。《自然》杂志报道出一种新型热电材料，ZT 值为2.4 的薄膜P 型Bi2Te3/Sb2Te3 半导体材料。通过改变半导体Bi2Te3和Sb2Te3 的层结构，使Bi2Te3/Sb2Te3半导体具有一种新的超晶格结构。通过控制超晶格中光子和电子的传输提高材料的性能。薄膜材料的研究进展在于满足了小体积的需要。Hi-Z技术是使用先进的薄膜量子阱热电技术，这种材料比Bi2Te3热电材料性能更好，设计体积也可大大减［7］
除了材料外，制造工艺、组件结构的优化设计都会影响温差发电器的转换效率。有研究表明，提高热电组件的输出功率可以通过调整温差电元件长度实现。热电组件最大输出功率被定义为当组件电阻与负载电阻匹配时产生的最大输出功率。热电组件的转换效率
不同是因为组件热面需要准确地确定热输入。提高组件的转换效率可以通过增加温差和增加温差电元件长度来实现。温差电元件长度通常与最大输出功率和最大转换效率有关调整热源、散热器和热交换也能影响热电转换效率。影响转换效率的关键参数有很多，有研究人员认为接触热源的表面面积，器件的温度梯度，温差发电器和热源之间的热导率都是重要因素［8］ 3温差发电的前景展望
我国的能源十分短缺，能源的利用率较低，节能降耗是进行可持续稳定发展的必由之路。目前，各种工业余热、汽车废热等仍没有得到有效利用，迫切需要新型能源利用技术以节约能源和提高效率。温差发电是一种新型的发电方式, 具有清洁, 无噪音污染和有害物质排放, 高效, 寿命长, 坚固, 可靠性高, 稳定等一系列优点, 符合绿色环保要求, 对国民经济的可持续发展具有重要的战略意义.参考文献
［１］任红轩《热电材料在能源中的应用》
［２］胡放戚学贵王学生任超代晶晶《冷能温差发电技术及材料研究进展》5化工装备技术6 第30卷第6期2009年
［３］何元金陈 宏 陈默轩《温差发电——一种新型绿色的能源技术》工科物理 Vol.10 No.2 2000 ［４］封光钟爽《海洋温差发电的研究现状与展望》中图分类号: TK 01
文献标识码: A ［５］张腾, 张征《温差发电技术及其一些应用。》中图分类号: TM 913 文献标志码: B 文章编号: 1005-7439(2009)01-0035-05 ［６］武桂玲，郁济敏《温差发电器热电材料的研究进展》中图分类号: TM 913 文献标识码: A 文章编号：1002-087 X(2009)08-0740-02 ［７］贾阳任德鹏《温差发电器中热电材料物性的影响分析》中图分类号: TM 913 文献标识码: A 文章编号: 1002-087 X(2008)04-0252-05 ［８］史迅 席丽丽 杨炯 张文清陈立东《热电材料研究中的基础物理问题》
光热发电：新能源的新焦点 篇6
据报道，2013年6月6日下午，《中国太阳能热发电产业政策研究》报告编写组向国家能源局新能源与可再生能源司进行了课题汇报。再加上之前有媒体报道，“相关机构预计至2020年，国内光热发电的装机有望突破1000万千瓦，市场规模可达千亿元以上。”这种种消息传递了什么？是太阳热发电！它会是个新传奇吗？这令人好奇与期待。
两种形式的角逐
光热发电不是光伏发电。太阳能发电主要有两种形式，第一种是光伏发电，第二种就是曾一度被冷落的太阳能光热发电。专家强调，两者是互补关系而非替代关系。光热更适宜基础性能源，光伏更适宜分布式能源，各有适宜的环境和约束的条件，并无绝对的优劣之分。但是，目前光伏发展从技术方面来讲，由于在核心技术上没有重大突破，导致发电成本居高不下，成为太阳能利用技术的“瓶颈”。从市场方面来说，除多晶硅材料和薄膜电池外，我国集中了60%以上的产能。光伏产能过大导致光伏电池价格不断被打压，加之金融危机，各国设置的“贸易壁垒”，更让许多国内光伏生产企业压缩了生产空间。据悉，目前光伏组件价格的走势是：2007-2008年3欧元/Wp以上；2011年10月降到1欧元/Wp左右；2012年国际市场平均价格已降到0.9美元左右；2012年3月我国市场招标价格最低达到5元人民币/Wp。如今光伏产业产能过剩，又遭遇“双反”与“高税”，可以说是为发展太阳能光热发电创造了机会。
令人欣喜的是，光热发电不负厚望，以可储能、可调峰、可实现连续发电、规模效应下成本优势突出、开发过程中无二次污染、电能质量优良、可直接无障碍并网等优势，越来越受到投资者的追捧，正在成为国内能源巨头新的角逐点，第三个奇迹也许就由光热来缔造了。
局外人容易把太阳能光热发电与光伏发电混同。从技术层面上说，太阳能光热发电主要是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机工艺，达到发电的目的。这样可避免光伏发电所面临的昂贵的硅晶光电转换工艺，可大大降低太阳能发电成本。据专家介绍，太阳能利用还有其他新能源无法比拟的优势，就是可以实现多目标利用。如太阳能光热发电的同时还可以为工业过程提供高温热源，也可以用于海水淡化，而太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，冷却后可再次利用。这样看来，太阳能热发电产业在“贵”不可言的光伏发电产业面前真可谓是轻装上阵，将会是新能源产业的又一片蓝海。
三种技术体系大PK
中国可再生能源行业协会会长张平对《经济》记者介绍说，目前我国太阳能光热发电系统主要有槽式、塔式、碟式三种形式。槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电；塔式系统由于单位容量投资过大，且降低造价十分困难，因此投资冷落了下来；碟式（又称盘式）太阳能热发电系统（抛物面反射镜斯特林系统）是由许多镜子组成的抛物面反射镜组成，接收在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，驱动发动机进行发电，是目前世界上最早出现的太阳能动力系统。与光伏发电系统相比，碟式系统具有气动阻力低、发射质量小和运行费用便宜等优点，该系统可以分散独立发电运行，也可由多个单元模块组成较大的碟群并网发电。
“目前这三种系统中只有槽式线聚焦系统实现了商业化，但也有很多因素制约着其发展”， 张平对记者说，槽式聚焦系统在发电过程需要大量用水，而且聚光比小、系统工作温度低、核心部件真空管技术尚未成熟、吸收管表面选择性涂层性能不稳定、运行成本高等，据说目前最为成熟的槽式热发电技术，其真空玻璃的集热管损坏率高，其使用的导热油一吨动辄三四万元，价格昂贵。这些都是阻碍槽式太阳能发电的推广的原因。
“其实，碟式技术是三种光热发电技术中转化率最高，吸引技术研发投入最大，商业化前景最好的光热发电技术”。张平对记者说，“因为，塔式技术需要大量用水，因前期单位投资过大且降低造价很难，缺乏大规模公用系统级发电装置运行的实际经验，目前虽然大力推广，但因其投资过大而少人问津。”张平对记者说，相比前两种技术，碟式技术优势比较明显：一是用水量少，发1千瓦时电只需1.4升水；二是能适应日照时间长的沙漠和戈壁地区，这与我国太阳能资源储量分布相匹配；三是热效率最高；四是其结构紧凑、安装方便，非常适合分布式小规模能源系统。据悉，三花控股集团投资320亿，计划于2013年底前完成8台碟式发电装置建设及剩余92台装置的基础部分建设。
多家企业研发忙
在光伏发电处于低谷之时，光热发电市场被寄予厚望。业内普遍认为，光热市场要真正启动，必须技术与设备先行。而据记者了解，目前国内多家企业都在积极从事光热发电设备的国产化研制工作。涉足太阳能光热发电的公司有天威集团、航空动力、金晶科技、三花股份、湘电集团、中航工业西航、浙江华仪康迪斯太阳能科技等，其中，后三家公司在碟式技术发展方面走在了国内行业前列。
“我们已经拥有了具有完全自主知识产权的第二代碟式太阳能热发电系统，目前正在开发第三代系统。”采访中，湘电集团的研发人员对记者介绍说，他们公司采用的是碟式发电系统，而且起步较早。早在上世纪80年代初，他们就与美国公司合作，研制开发成功中国第一代6KW有机朗肯循环系统的碟式太阳能光热发电装备。此后，他们加强了自有核心技术的开发，加快了装备产业化进程，研制出了具有自主知识产权的第二代25KW碟式太阳能光热装备系统。
“碟式太阳光热发电系统涉及到光、机、电等众多前沿技术，其中热机技术是该装备核心技术”。该公司人员对记者介绍说，湘电集团的碟式发电系统将配置三种技术路线的热机，即基于有机朗肯循环的蒸汽轮机、基于布雷顿循环的燃气轮机、基于斯特林循环的斯特林发动机。其中，采用蒸汽轮机的碟式发电系统光电转化效率为15%-18%，采用燃气轮机的发电系统光电转化效率为21%-25%，采用斯特林发动机的碟式发电系统光电转化效率为32%-38%。
据介绍，现在，湘电集团正在着手布局开发第三代32KW碟式太阳能热发电系统，并期待在热机、智能控制等关键领域取得重大突破。“碟式太阳能热发电产业将成为湘电集团战略性新兴产业的重要板块，成为世界新能源革命的新引擎”，该工作人员对记者说，目前，最大的问题在于没有完成太阳能热发电项目的经验，而电站集成是非常困难的技术。为此，我们将联合产业链各相关单位，通过建设实际电站项目锻炼提高，并再加大研发力度，提高产业链各环节的集成水平。
在商业化运用上，另一家企业已经开始起步了。2012年8月，中航工业西航研制的兆瓦级碟式斯特林太阳能热发电站示范工程方案被列入陕西省科技统筹创新工程计划重大科技专项。这标志着位于陕西富平的一项太阳能热发电站示范工程即将进入实施阶段。比起其他企业，中航工业西航的起步较晚，但进展很快。他们开始对斯特林发动机的研究始于2005年，到2010年11月首台斯特林发动机在北京航空航天大学进行性能试验取得成功，发电功率达到17.37—19.70千瓦，发动机效率超过30%，达到了他们的预期目标；2011年12月，斯特林发动机重大科技专项通过了国家国防科工局评审专家组评审验收。作为国家高技术研究发展计划（863计划）分布式太阳能热发电技术项目牵头单位，中航工业西航研制的斯特林发动机是国防科工局批准立项的军转民重大科技专项项目。斯特林发动机是将太阳能、天然气、沼气、煤田气等转换成机械能的动力装置，也是碟式太阳能热发电站的核心设备之一，可广泛应用于航天、石油、化工等领域，具有广阔的市场前景。在攻坚克难突破斯特林发动机关键工艺技术的同时，他们及时将科研成果商业化应用，适时启动了兆瓦级碟式斯特林太阳能热发电站示范工程。
“现在太阳能热发电成本还是太高，能否商业化推广，一切取决于降低成本，成本决定产业化的成败。”中国可再生能源行业协会会长张平说，光热发电关键技术上的进展，必须着眼于成本的降低。在市场经济环境下，技术成果的产业化，必须满足成本竞争的需要。高效率、低成本，是太阳能热发电能否实现商业化的关键。
业内专家就指出，光热发电单位投资如果在5万元/KW以上，是难以推广的，市场是看不见的。如果能够降到3万元/KW，则市场开始出现；如果再降到1.5万元/KW，市场将非常大；再降到1万元/KW，那么其市场就不可估量。
光热发电目前还处于孕育和起步阶段，国家政策应该在“电价”和“并网”这两个方面给予足够的支持。在研发方面，应该强化自主研发和知识产权保护，避免盲目引进国外技术，从而造成核心技术的缺失，桎梏整个产业在全球范围内的竞争力。行业人士指出，光热发电产业链很长，对其他诸多产业的推动作用也较大。发展光热发电既能推动集热管、反光镜、锅炉、储能材料、气轮发电机等能源设备行业的发展，又能促进玻璃、钢材、水泥等基础产业的发展。
政策的助力
新能源发电技术研究 篇7
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生资源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段, 也是环境治理和生态保护的重要措施, 是满足人类社会可持续发展的最终能源选择。 新能源包括风能、太阳能、燃料电池和沼气等。
2风能发电技术［１］
在自然界中, 风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。据粗略估计, 近期可利用的风能总功率约为106 MW~107 MW。
2.1风能的利用
风能的利用有两种形式, 分别是风能动力形式和风力发电形式。其中以风力发电为主, 以风能作为动力, 是将各种机械装置用风来驱动, 实现风能向机械能的转换, 如风车带动水泵提水等。在许多国家, 还利用风能进行水产养殖、风力热水和风能生产。
丹麦是世界上最大的风力发电机组生产国, 到目前为止, 使用已很普遍。我国风能资源丰富, 可开发利用的风能储量约10９kW, 其中风能资源主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地区。而最佳地区集中在沿海地区、内蒙古、甘肃及东北各地。
2.2风力发电原理
风力发电的原理是能量的转换, 即将风的动能转换成机械能, 再将机械能转换成电能。具体就是利用风力带动风车叶片旋转, 再通过设备将旋转速度提升, 从而使发电机发电。根据目前的风车技术, 微风速度大约为3m/s, 利用这种技术就能实现能量间的转换, 发出电能。风力发电所需要的装置称为风力发电机组, 其大体上可分为风轮、发电机和铁塔3部分。
3太阳能发电技术［２］
太阳是地球永恒的能源, 也是一种无污染、最清洁的能源。利用太阳能的方式很多, 主要有太阳能发电、 太阳能热利用、太阳能动力利用、太阳能光化利用、太阳能生物利用及太阳能光-光利用等。利用太阳的光能或热能来生产电能均称为太阳能发电。
3.1光伏发电
通过光电转化装置直接将光能转化为电能称为 “太阳能发电”或者“光伏发电”。
目前应用最广泛的太阳能发电是太阳能光伏电池发电, 其原理是利用太阳的光能直接产生电能。
太阳能光伏电池发电 (即太阳能光伏发电) 被认为是未来世界发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。其基本原理是利用半导体的光伏效应将太阳的光能直接转换成电能, 其转换器件叫太阳能光伏电池, 光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。
太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件, 再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列, 并与储能、测量、控制装置相配套, 构成太阳能光伏电站。
3.2太阳热发电
太阳能热发电技术是指将太阳辐射热能转换成电能的发电技术。目前太阳能热发电按照太阳能的采集方式可划分为太阳能塔式热发电、太阳能槽式发电和太阳能蝶式热发电。
塔式太阳能热发电系统是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔, 塔顶上安装固定一个吸收器, 塔的周围安装一定数量的定日镜, 通过定日镜将太阳光聚集到塔顶接收器的腔体内产生高温, 通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽, 推动汽轮机进行发电。
槽式太阳能发电装置是一种借助槽形抛物面反射镜将太阳光聚焦反射到集热管上, 然后通过管内热载体将热量带走并加热水产生蒸汽, 推动汽轮机发电的清洁能源利用装置。
蝶式太阳能热发电技术是太阳能热发电中光电转换效率最高的一种方式, 它借助于双轴跟踪, 由抛物型蝶式镜面将接收的太阳能集中在其焦点的接收器上, 接收器吸收这部分辐射能并将其转换成热能。
4燃料电池发电技术
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。
4.1燃料电池分类
燃料电池依据其电解质的性质分为不同的类型, 每类燃料电池需要特殊的材料和燃料, 且应用于不同的场合。按电解质划分, 燃料电池大致分为5类:质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、酸性燃料电池、溶化的碳酸盐燃料电池和固态氧化物燃料电池。
4.2燃料电池工作原理
燃料电池的原理类似于普通电池, 由正负两个电极 (负极即燃料电极, 正极即氧化剂电极) 和电解质组成单体电池。发电时, 燃料和氧化剂由电池外部分别供给电池的阳极和阴极, 阳极发生燃料的氧化反应, 阴极发生氧化剂的还原反应, 电解质将两级隔开, 导电离子在电解质内移动, 电子通过外电路做功并构成电回路。与普通电池相比, 不同之处在于只要有供给就能产生电能。
5沼气发电技术
沼气是一种可再生的清洁能源, 具有较高的热值, 与其他燃料相比, 抗爆性能较好。在农村沼气使用较多, 如沼气取暖、炊事和照明。随着新能源技术的不断发展, 沼气发电技术得到了广泛的研究。沼气发电是将沼气作为发动机燃料, 驱动发电机产生电能。目前用于沼气发电的设备主要有内燃机和汽轮机。
我国沼气发电研发有20多年的历史, 取得了一定的成果。山东省内首个污泥沼气发电机组成功并网发电, 解决了污水处理厂的污泥处置问题, 对于发展循环经济起到了积极作用。在边远农村、牧区、海岛和偏僻山区利用小型沼气发电机组发电可以解决缺电问题, 取长补短, 实现废物的重新利用。表1为各种发电技术的优、缺点。
6结语
新能源具有绿色、环保和可再生的特点, 是传统能源的有效补给, 在实际开发使用过程中还存在一些技术问题。相信随着科技的进步, 新能源发电技术将会得到更加广泛应用, 为人类生活带来更多便利。
摘要：介绍了几种新能源发电技术, 分析了其发电原理, 并比较了其优、缺点。开发利用新能源有利于优化能源消费结构, 保护生态环境, 促进人类的可持续发展。
关键词：风能,太阳能,燃料电池,沼气,发电技术
参考文献
[1]段柯利.风力发电技术的应用[J].内蒙古石油化工, 2012 (5) :121-122.
气象能源:未来的发电新选择 篇8
人造龙卷风发电
龙卷风所到之处破坏力极大。据测, 当它的漏斗状漩涡直径为200米时, 龙卷风中的旋流功率可达3百兆瓦, 相当于25个电厂的发电量。可见龙卷风能量之巨大。
科学家根据龙卷风形成的原理, 做了一个实验, 制造了一种龙卷风模型, 将一塔形建筑四周全用条板间隔成方格小窗, 朝风的小窗开着, 背风的小窗关着, 风吹进塔后开始旋转, 形成小龙卷风。塔底部装有螺旋风动叶轮, 当人造龙卷风将下方的空气吸入塔时, 叶轮转动, 带动发电机发电。这种龙卷风发电机比装有同样大小叶轮的普通风力发电机, 功率高出30倍。
据此, 科学家提出太阳能龙卷风发电站模式:用特殊材料制造一顶硕大半径的球冠罩子, 顶部中心与一筒塔相连, 当罩内的空气被阳光晒热到20℃一50℃时, 空气便流向筒状高塔, 再沿高塔上升, 形成人造龙卷风, 带动塔中的叶轮, 继而带动发电机发电。这种太阳能龙卷风发电站, 即使在外界无风的条件下, 塔内的气流速度也能达到每秒60米 (约占风速度的两倍) , 亦即龙卷风的风速, 而发电站的容量可达100万千瓦。 日本和美国的科学家现已成功地利用这种原理建成试验电站。据科技界预测, 到2010年前后, 无污染的人造龙卷风电站必定能为人类效力。
以冰化煤发电
前不久, 科学家发现了一种用火柴一点就着的普通干冰, 称之为“可燃冰”。它由甲烷和水在低温高压之下凝聚而成。据最新研究认为, 它形成的必要条件是0℃时为26个大气压, 或是10℃时为76个大气压。因此, 它只分布于海底深处和永久冻土带中。专家分析认为, 27%的陆地和90%的洋底都具备上述形成条件。经初步估算, 其总量在陆地为6300亿吨煤当量。这些可燃冰中的天然气如果全部释放出来, 相当于目前已知全球天然气总量的487倍!
雨雾发电
天空降雨和大地起雾都可以变为能源。这一思路受启发于当前正在许多国家出现的“塑料树”。在沙漠上“种植”许多“塑料树”, 是改造沙漠的方法之一。晚上塑料树冠会从空气中吸收水分, 并将水分储存在空心树干和渗入地表中, 白天树干和地表中的水分则会蒸发而形成雾和雨云, 使气温大为降低和降雨现象频繁出现。此时, 种上树木花草, 沙漠的恶劣环境会因此而逐渐改善。
如果使塑料树的树冠体积增大, 将它们大量“种植”在多雨多雾地区, 并使它们析出的水集中由一管道流至地面, 源源不断的水流便可驱动水轮机和发电机, 成为中小型水电站的新型能源。
大气温差发电
荷兰科学家最近设想, 用地球大气层的温差所产生的效果来发电。这一设想萌生于对天气的观察。地球表面的水由于地面温度较高而蒸发上升, 到高空时遇低温又凝结成水, 以雨雪形式降落到地面。科学家们认为, 如果能把这一过程有效控制起来, 便能利用雨下降的冲力来发电。
荷兰科学家拟想在北海建立一个能源高塔, 让自然界水蒸气变雨的这一现象在高塔中进行, 但用的不是水, 而是更易于蒸发的氨。
浅析我国的新能源发电 篇9
能源是人类从事劳动生产, 生存生活, 发展求新的主要基础。人类的能源利用史上, 大致经历了这样四个发展阶段。
(1) 原始社会人们从雷击木中取火到钻木取火, 对火的认识和使用, 开启了文明的曙光。
(2) 18世纪瓦特发明的燃烧煤炭蒸汽机, 机械生产取代了手工劳动, 引发了欧洲的工业革命。
(3) 19世纪电能的使用, 极大地促进了社会经济的发展, 改变了我们生活的面貌。
(4) 20世纪新能源的利用, 人类对自然的无尽索取到开始使用可循环可再生阶段, 进入清洁能源时期。
2 什么是新能源发电
未来的社会发展对能源的需求是巨大的, 随着但随着石油天然气煤炭的资源日进枯竭, 人类正在积极努力的寻找可再生可循环利用的绿色清洁能源。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式, 直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能 (潮汐能例外) , 包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。
2.1 燃料电池发电
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能, 直接转化为电能的装置。当不断的从外部供给电池时, 它可以持续发电。不用经过燃烧这个耗费能源, 污染环境过程。理论能量转换率为100%, 实际发电效率可达40%~60%, 可以实现热电联产联用, 没有电热损耗。装置为积木结构, 容量大小可灵活调节。燃料电池的效率高, 污染小, 成本及维护费用低, 广泛用于工业, 国防, 军事中, 前景广阔。
2.2 沼气发电
沼气 (主要成分是甲烷) 具有较高热量, 抗爆性能较好, 是一种可再生的清洁能源。沼气发电是新兴的发电技术, 现在在我国主要用于农村的小规模发电。沼气作为发电机燃料, 驱动发电机产生电能。随着城市化进程的发展, 城市产生的大量生活垃圾的增多, 而生活垃圾可以作为沼气池产生沼气, 有效的变废为宝, 产生的沼气用于发电, 取暖的话, 可以减少我国对石油煤炭的依赖。减少环境污染。
2.3 潮汐发电
潮汐能发电的工作原理与一般的水力发电原理相同。利用潮水涨、落产生的水位差所具有高势能转变为机械能, 再把机械能转变为电能 (发电) 的过程。修筑水坝将潮汐效果强烈的海湾围筑。发电机组安装在拦海大坝里面, 利用潮汐涨落产生势能差来推动水力涡轮发电机组发电。发电产出比高, 不损耗资源。
2.4 地热发电
地球是一个巨大的热仓库。, 全球潜在地热能源的资源量约4×1013MW, 相当于现在全球能耗的45×104倍。地热是一种洁净的可再生能源。地热发电是利用地热区域的水蒸气或者利用热能交换加热某种沸点低的液体使之变成蒸汽进入并推动汽轮机带动发电机发电。最近发展起来的“热干研过程法”地热发电法不受地理限制, 可以在任何地方进行地热开采。
3 为什么要大力发展新能源发电
现今地球上各种自然资源趋近枯竭, 为了人类的可持续发展, 减少CO2及其它有害气体的排放, 创造一个绿色家园。我们必须寻找可代替这些消耗性能源, 高污染性能源, 取而代之的是可循环利用, 可再生的绿色清洁能源。给我们的子孙后代造福。
对我国而言, 积极促进新能源发电, 节约和代替部分化石能源, 是保障我国能源安全、优化能源结构、促进国家经济与社会可持续发展、保护生态环境、应对气候变化、调整产业结构的战略选择。
4 我国新能源发电的发展现状
自2005年以来, 我国新能源发电发展迅速。有效减少了二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等有害气体的排放。表1是我国2005年新能源的总装机容量, 2011年新能源的发电量的数值情况和各种新能源的发电量及比重[1]。
5 新能源发电在我国的发展前景
将来, 新能源的发电在我国国家的政策支持下, 一定会有个迅猛的发展。我国已经接连出台了许多相关能源的政策, 如可再生能源价格全国分摊政策、可再生能源增值税减免政策、太阳能光电建筑应用财政资金补助办法等。国家在2009年开始实施“金太阳示范工程”, 国家正在支持国内发电产业技术进步的发展, 并培育新兴产业的一项政策, 这大大的提高了新能源发电企业的经营效益。
在未来的十年时光里, 风力发电在我们国家一定会迅速的发展。据大家所熟知, 我国的风能资源十分丰富, 太阳能次之。根据一些可靠的资料, 中国气象局在第四次的风能资源普查结果报告中指出, 我国在离地面50m的高度陆地上风能资源潜在开发量为23.8亿千瓦, 近海5~25m水深范围内风能资源潜在开发量约为2亿千瓦。“三北”地区 (华北、东北和西北) 以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%。到目前为止, 我国已经规划了8个千万千瓦级的风电基地。
国家规划即将2015年和2020年风电装机分别为1亿千瓦和1.8亿千瓦。甘肃酒泉风电基地2015年规划风电装机超过1000万千瓦, 在本地区和西北主网消纳, 同时与部分火电机组打捆送电华中负荷中心;新疆哈密风电基地2015年规划风电装机超过600万千瓦, 除在新疆和西北主网消纳外, 还与哈密煤电基地打捆送电华中负荷中心;河北风电基地2015年规划风电装机超过1100万千瓦, 主要在华北电网消纳, 还送电华中、华东负荷中心;山东沿海风电基地在继续推进陆地风电开发的基础上, 重点加快潮间带和近海风电开发, 2015年规划风电装机1000万千瓦, 主要本地区消纳。
摘要：21世纪, 能源危机将是人类社会面临的巨大挑战。积极促进循环可持续绿色能源新能源发电是保障我国能源安全、优化能源结构、促进国家经济与社会可持续发展、保护生态环境、应对气候变化、调整产业结构的战略选择。新能源发电也是未来十年内我国经济前景规划的重要一环。
关键词：新能源,发电,可持续发展,经济
参考文献
[1]电力工业“十二五”规划滚动研究[R].中电联, 2012, 4.
浅谈新能源——秸秆发电 篇10
关键词：秸秆发电,新能源,效益,措施
近年来中国能源、电力供求趋紧, 国内外发电行业对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大的关注。生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料, 也可以将城市垃圾为原料, 主要是利用生物质燃烧或生物质转化为可燃气体燃烧发电的技术, 主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电和气化发电三种方式。
1 秸秆发电与燃煤电厂 (循环流化床) 的区别
1) 从燃烧原理上区别。循环流化床锅炉是悬浮燃烧。用风把燃料吹起来, 悬在炉膛中进行燃烧。秸秆锅炉是床上燃烧。燃料在炉排上燃烧, 炉排是振动炉排。因为燃料很轻, 所以秸秆锅炉的风压很低。2) 燃料上的区别。循环流化床锅炉的燃料是小于13mm的煤粒。秸秆锅炉的燃料是破碎后的秸秆, 长度一般在200mm以内。3) 从给料方式上区别。循环流化床锅炉是先通过煤仓, 然后进入全封闭胶带给料机进行给料。秸秆锅炉是在炉前专门设一个料仓, 加螺旋给料机进行给料。4) 从破碎方式上区别。循环流化床锅炉一般采用环锤式细粒破碎机。燃料通过地下给料仓输送到皮带, 然后通过皮带运输到破碎室, 破碎后再通过多段皮带进入厂房。秸秆锅炉采用多齿辊破碎, 两个多齿辊对转破碎。燃料用抓斗机直接给破碎机, 前面没有皮带。破碎后的燃料再通过多段皮带运到厂房。
2 秸秆发电的效益分析
秸秆发电将本来可能废弃的植物秸秆, 经收集处理后送到发电站的仓库, 然后送进燃烧炉, 产生电能, 并入电网。发电后产生的秸秆灰烬中含有丰富的钾、镁、磷和钙等化学成分, 可作为高效农业肥料还田利用, 也可运到钢铁公司, 作为防止钢花飞溅灼伤的材料。秸秆的碳灰质高, 产生的热能较大。秸秆发电产生一系列的经济效益、生态效益和社会效益。
1) 经济效益。有利于增加农民收入。秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。我国生物质能资源非常丰富, 农作物秸秆资源量超过7.2亿吨, 其中6.04亿吨可作能源使用。生物质发电使生物秸秆变废为宝, 同时生物质秸秆的收、储、运工作可给农村造就成千上万个新的就业岗位。2) 生态效益。有利于环境的改善。长期以来, 农作物秸秆基本上是被作为废品处理。每到收获季节, 对生态环境造成极大危害。而将这些秸秆变废为宝, 可以减少不必要的大气污染。另外, 秸秆发电是国际上发达国家普遍推行的CDM (清洁发展机制) 项目, 装机容量为12MW机组的生物质发电机组年减排当量CO2约3.85万吨, 可大幅降低全球温室气体排放, 极少有污染物 (特别是SO2) 排放。3) 社会效益。改善能源结构。我国的能源结构以煤炭为主, 约占70%左右, 燃煤严重污染环境, 急需增加清洁能源比重, 秸秆发电项目在减少直接燃烧秸秆产生大气污染的情况下, 成为清洁能源的一个有效补充。随着其在全国的推广应用, 不但可以改善能源结构, 而且对污染控制、缓解环境压力、减排温室气体起到了很大的作用。
3 开发中的阻力因素
我国的秸秆发电技术还处于示范、探索阶段, 还存在许多的阻力因素, 如:关键的技术还需要从国外引进, 成本较高, 上网电价难以支撑秸秆发电厂的正常运营, 国家和地方政府出台的可再生能源政策的可操作性还不强, 补贴渠道还不畅通等等。这些因素具体表现在:
1) 成本高。秸秆发电与其它一次性能源相比, 秸秆能源的成本投入上也还存在很大的差距。生物质发电成本远高于常规燃煤发电成本, 约为煤电的1.5倍, 主要体现在:一是起动资金高。二是机组热效率低于常规火电机组。三是燃料成本较高, 由于生物质秸秆燃料热值较低, 再加上秸秆比重轻、密度小, 体积大, 运输成本巨大, 这些都将导致燃料成本偏高。2) 技术不成熟。就现实而言, 我国用来秸秆发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备大部分依靠进口, 由于与国外生产运输方式、工作习惯和文化的差异, 很可能在技术和设备引进以后造成消化不良。另外, 由于缺乏核心技术, 投产后生物质发电企业很有可能将长期受制于国外企业。少部分全部使用国内设备的电厂由于国内设备还不成熟, , 且设备可靠性不强, 使机组不能可靠的、安全的运行。此外, 电力设计院设计的物流系统与秸秆运输与前处理等的要求也仍然有待磨合。3) 秸秆储运组织困难。与国外相比, 我国实行的是家庭联产承包制, 生物质秸秆的收购和组织面对的是千万家的小农户, 无成熟的模式或经验可循, 比较困难。a.收购难。农民多年来都是把秸秆作为生活燃料的主要来源, 出售秸秆的意识不强。加之农作物秸秆的收购往往在农村大忙季节, 收集秸秆的力量不足。b.运输难。如何把秸秆从田间地头运输到工厂车间, 不同地域、不同作物对机械的要求也是不同的, 拖拉机的马力也需要相应变化。c.存储难。秸秆收购具有很强的季节性, 无法均衡收购, 要维持企业的正常运转, 必须有半年的储存量。因秸秆比重轻, 体积大, 堆入存储场地广大, 还需一系列的防雨、防潮、防火等配套设备, 投资建设和维护费用大。
4 秸秆发电应采取的关键性措施
1) 合理选址, 保证燃料充足。从现实情况看, 燃料收集半径太大发电成本自然会高, 秸秆收集经济半径不宜超过25km, 在现阶段根据半径内燃料实际可利用量的40%确定锅炉容量。与此同时, 还要尽可能考虑锅炉使用燃料多元化保证出力。2) 加快技术进步。我国目前秸秆锅炉尚处于起步阶段, 还是以引进技术、国内制造为主, 其价格相对较高, 这对降低投资、控制工程造价是非常不利的。对于我国这样一个生物质资源非常丰富的农业大国要加快推广生物发电来说, 我国必须尽快开发具有自主知识产权的国产秸秆锅炉, 以最大限度地降低生产成本, 改进系统的经济性、可靠性和稳定性。3) 积极引导, 制定相应的扶持政策。要鼓励实现秸秆发电, 必须制定适当的价格水准, 起码是不让投资者吃亏, 这样他们才有积极性。可喜的是, 我国自2005年《中华人民共和国可再生能源法》通过后, 不断有与之相配套的法规出台, 这充分表明了我国政府鼓励发展可再生能源发电的决心和力度。
5 结语
发电能源 篇11
关键词：可再生能源；发电并网；法律问题
伴随着我国社会经济的蓬勃发展，能源供应安全问题已得到了人们的广泛关注。同时，伴随着气候环境的逐渐恶化，我国经济发展面临着严峻的挑战，积极发展可再生能源，探索可持续发展道路已成为了当前社会发展的关键内容。但据相关统计数据表明，基于可再生能源发展形势下，并网装机容量明显下降。究其根源，我国可再生能源发电并网发展仍存在诸多不足，一些新兴可再生能源发电量无法及时并网，电能资源浪费现象严重。笔者综合自身多年来实践经验，以可再生能源发电并网法律问题为立足点，经对发电并网基本状况与立法现状进行简要阐述，从而分析其立法必要性，并提出针对性建议，确保其立法工作顺利开展。
一、可再生能源发电并网基本情况概述
1.可再生能源发电并网基本情况
针对可再生能源发电并网发展历史而言，最早追溯于1967年，KISR机构以可再生能源清洁特性为立脚点，首次提出了可再生能源发展概念。考虑到中东地区石油资源丰富，但环境破坏严重，KISR机构提出了发展风能、太阳能等可再生能源发电并网，旨在降低环境污染。而我国可再生能源发电并网发展最早追溯于20世纪80年代，以户用沼气与柴灶为发展立足点，主要实现农村地区用电需求。目前，针对我国可再生能源而言，其已得到了跨越式发展，全国发电装机容量2008年达79273万千瓦左右，并网风电装机容量达838万千瓦左右。现阶段，我国可再生能源并网装机容量相对较少，发电并网存在诸多不足，电能资源浪费状况突出。
2.可再生能源发电并网发展的必要性
针对可再生能源发电并网发展而言，其具有四个方面的意义：
（1）促使电网系统损耗下降。可再生能源多位于城市周边地区，输电线路短，可降低电网系统损耗。
（2）促使配电网与输电网升级改造延缓。以就地原则为发展思想，于长时间运行后，配电网与输电网维护必须要开展维护作业，而其输电线路短，可促使升级改造作业延缓。
（3）保证供电可靠性。可再生能源具有丰富的储量，可保证电网电力可靠。
（4）缓解温室效应。可再生能源作为一种清洁能源，可实现环境的可持续发展。
二、可再生能源发电并网基本法律问题
1.现行法律、法规有待完善
在现阶段，伴随着可再生能源产业的不断发展，新鲜事物开始取代旧事物，现有法律体系与时代发展需求不符。具体而言，针对我国可再生能源发电而言，过度重视项目开发，忽视协调发展。目前，现行政策法规缺乏输配环节、用电环节补偿与激励政策，重视项目管理，而忽视资源管理，导致可再生能源资源开发资源数据匮乏。
2.现行规范标准有待健全
行业标准作为行业长期发展而浓缩与总结出来的一套规范性文件，主要包括制造、设计、检验与运行及维护等环节，对其参数、条件、指标与要求都作出了详细的规定，属于行业技术活动的行为标准。而针对可再生能源发电并网发展而言，我国当前现行行业标准存在严重缺失现象。就可再生能源环境条件而言，我国有关标准制定者未立足国情，相关规范标准有待完善。
3.监管力度不足
在可再生能源发电环节中，发电企业信息披露与透明度问题涉及到可再生能源发电企业的切身利益。目前，我国存在少数省级电网企业信息披露不全面、不及时等现象，向地电力监管机构报送的每月可再生能源上网电量、发电量、电价、电价附加收支、电费结算等报表不全。由此可见，我国可再生能源发电并网力度不足，其法律问题主要包括三个方面：①资源管理不足。就可再生能源资源评估而言，仅仅以气象站点观测结果为依据，从而获取资源储备拥有量，缺乏可靠性、全面性及可用性，与实际数据比较，仍存在较大差异；②项目审批有待健全。③发电企业的并网机组缺乏有效监管。目前，由于并网机组认证制度有待完善，造成可再生能源电力监管缺失。
三、可再生能源发电并网立法建议
针对可再生能源发电并网立法策略而言，主要体现在五个方面：
（1）可再生能源发电并网政策法规。完善其政策法规内容，补充可再生能源开发、利益等细则，贯彻落实政策法规。
（2）可再生能源发电并网监管。完善项目审批程序，强化可再生能源发电并网项目审批程序监督，遵守国家制定的可再生能源项目建设审批规定。同时，规范其电量收购行为，完善信息披露机制，强化与发电企业的交流，及时通知发电企业上网电量、电价、估计电量等情况，执行相关信息报送制度与备案制度，协调配套电网工程核准程序，提高发电企业并网机组监管水平。
（3）可再生能源发电并网安全运行。健全可再生能源发电并网安全法规，经由立法进行发电并网科技创新，降低成本，以达同价并网。同时，积极引用国外立法经验，开展分布式发电与智能电网，实现发电并网的可持续发展。
（4）可再生能源发电并网标准规范。依据国外标准规范制定，完善发电并网统一标准规范，立足于项目规划、建设、设备安装、运行等方面，实现统一生产目标。同时，构建发电接入电网测试机制、评价机制与许可制度，并规范发电并网企业资质认证行为。
（5）可再生能源发电并网规划。完善可再生能源发电并网电网规划，实现中央与地方的统一，重视电网日常管理，实现电网建设与可再生能源的和谐发展。
四、结束语
综上所述，在现阶段，我国可再生能源已得到了跨越式发展，但可再生能源发电并网法律问题突出，必须要完善相应激励性政策，经由立法保护实现可再生能源的可持续发展。
参考文献：
[1]汪海瑛.含大规模可再生能源的电力系统可靠性问题研究[D].华中科技大学，2012
[2]刘珂.可再生能源发电投资风险分析与评估模型[D].华北电力大学，2013
[3]庹元科.可再生能源发电系统并网逆变器的单周控制方法研究[D].重庆大学，2010
[4]陳政，杨甲甲，金小明等.可再生能源发电电价形成机制与参与电力市场的竞价策略[J].华北电力大学学报（自然科学版），2014（02）：89-98
热岩发电:来自地下的绿色能源 篇12
近些年来, 人们发现了蕴藏在地下的巨大能源——地下热岩, 它是一种具有广阔应用前景的新型绿色能源。地下热岩是一种没有水的热岩体, 埋藏于距地表2~6km的深处。地下热岩的温度很高, 大概在150~650℃之间, 因而是一种特殊的地热资源。
在传统的地热资源开发中, 人们一般选择在喷泉、温泉或火山附近打孔, 在引出的热水管上接上阀门和涡轮机。而在开发地下热岩资源时, 人们采用的是增强型地热系统 (EGS) 。也就是说, 人们需要把孔深钻到地下大约5km深的炽热的岩石层, 然后把冷水注入岩石之中。冷水经过岩石裂缝时被加热, 在压力的作用下从附近的其他井口喷出。水的温度很高, 足以驱动涡轮机发电。
因为传统的地热资源开发一般选在火山口附近, 而火山口在地球上的分布远远少于地下热岩, 所以, 地下热岩为人们提供了一种既持久又环保, 并且可以在地球许多地方开发的绿色能源。
早在20世纪70年代, 人们就提出了利用地下热岩发电的设想。1972年, 美国在新墨西哥州北部打了2口约4km深的斜井, 从一口井中把冷水注入到热岩体里, 从另一口井取出由岩体加热产生的蒸汽。如今, 经历了30多年的技术创新, 地下热岩的开发已经进入一个关键时期。法国建立了欧洲第1个EGS发电站, 德国建立了欧洲第2个EGS发电站。与此同时, 美国能源部也宣布资助商业化EGS的开发研究计划。
然而, 即使这些EGS发电站的运行证实了开发地下热岩能源的可行性, 人们仍然要面对成本效益的问题, 这也是因纳明卡小镇被选为理想的EGS开发地的原因。这个小镇的地下有一片1000平方公里的花岗岩层, 它一直延伸到地下10km深处。这一岩层不断地被地幔中释放出的热量加热, 并且被库柏盆地覆盖。这就使得因纳明卡小镇拥有了地球上面积最大、最浅、最热的非火山地下热岩区, 其中地下热岩的温度可以达到290℃。
这样的地质条件为架设在这里的地热发电机组提供了源源不断的动力, 也使得这个小镇成为一个理想的开发地下热岩能源的首选之地。它的开发将推动澳大利亚能源开发与利用领域的巨大发展。无论是政府还是商业开发公司都在EGS开发中投入了巨额资金, 他们相信这笔巨额投资必将带来巨大的收益。按照当地的地质条件、热岩温度以及开发技术, 人们估计因纳明卡小镇的地下热岩能满足目前澳大利亚电力需求量的20%。
美中不足的是, 这个小镇距离澳国家电网系统太远, 足足有500km, 建设输电线路将会增加投资成本。不过, 这丝毫不影响人们开发地下热岩能源的热情。从2003年起, 人们已经在这个小镇上钻探了2口4km深的地热井。他们通过高压将冷水注入一口井中, 冷水穿过地下热岩之间的缝隙, 并且吸收大量的地热。2008年初, 他们进行了测试, 证明水可以从注水井进入地下热岩。然后经过循环以一定的速度从出水井喷出, 并能够释放足够的热量, 驱动发电机。水的流速至关重要, 如果流速太慢, 热量不能被充分利用, 就会造成能源浪费;如果流速太快, 热量不能从周围岩石中得到及时补充, 无法实现循环利用。