新能源技术概述
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新能源技术是高技术的支柱,主要包括核能技术、太阳能技术、地热能技术、海洋能技术等。
其中,核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志,对核能、太阳能的开发利用,打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念,开创了能源的新时代。
一些具有代表性的新能源技术包括:
1. 电池储能技术:利用电池将电能转化为化学能并储存起来,再在需要时释放出来的技术。
电池储能技术可以提高可再生能源的利用率,平衡电网负荷,提供应急备用电源,还可以应用于电动汽车等领域。
2. 太阳能光伏技术:利用半导体材料将太阳光直接转化为电能的技术。
太阳能光伏技术是一种清洁、无污染、无噪音、无极限的新型能源技术,具有广泛的应用前景。
3. 太阳能燃料技术:利用太阳光或其他光源将水或二氧化碳等分解为氢气或其他可燃性气体的技术。
太阳能燃料技术是一种模仿自然界光合作用的人工合成燃料的技术,可以实现太阳能的高效转化和储存,为未来的氢能社会提供可靠的燃料来源。
4. 氢能技术:利用氢气作为清洁、高效、可再生的能源载体的技术。
氢能技术包括氢气的制备、储运、利用等环节,可以与其他新能源技术相结合,形成完整的氢能产业链。
总之,新能源技术的应用与发展有助于减少对传统能源的依赖,缓解能源短缺问题,同时也有助于减少环境污染,推动可持续发展。
新能源发电技术研究一、引言随着全球经济的不断发展,世界各地的国家也逐渐重视环境保护和可持续发展。
在这种情况下,新能源发电技术逐渐成为人们关注的热点。
尤其是在能源需求增长迅猛的中国,新能源发电技术的研究和应用至关重要。
本文将介绍和分析新能源发电技术的研究现状、发展趋势、应用前景和存在的问题。
二、新能源发电技术概述新能源发电技术是指以太阳能、风能、水能等作为主要能源,采用先进的技术手段进行变换和利用,以发电为主要目的的技术体系。
新能源发电技术不仅能够减少对传统能源的依赖,促进经济的可持续发展,也有利于缓解环境污染和全球气候变化。
目前主流的新能源发电技术主要包括太阳能发电、风能发电、水能发电、地热能发电等。
三、太阳能发电技术研究太阳能发电技术是指利用太阳能转换成电能的技术体系。
目前,太阳能发电技术主要包括光伏发电技术和太阳能热发电技术。
1. 光伏发电技术光伏发电技术是指利用光伏效应,将太阳光转换为电能的技术体系。
光伏发电技术具有占地面积小、环保节能、运营可靠等优点,而且随着技术的不断创新和改进,其发电效率也不断提高。
目前,全球光伏发电设备的发电能力已经达到几十千兆瓦,大幅度推动了太阳能发电技术在全球的广泛应用。
2. 太阳能热发电技术太阳能热发电技术是指利用太阳能释放热量,通过发电机转换为电能的技术体系。
它与光伏发电技术相比,具有对天气变化不那么敏感、储能能力强等特点。
目前,太阳能热发电技术也已经有了广泛的应用,尤其是在欧洲和北美等地区,太阳能热发电站已经成为常见的发电设施。
四、风能发电技术研究风能发电技术是指利用风能驱动发电机产生电能的技术体系。
目前,风能发电技术已经成为新兴能源发电的主流之一,其发电成本不断降低,带动全球的风能发电设备保持着高速增长。
风能发电技术具有环保、可再生、运维成本低等优点,而且其发电方式并不受季节和时间的限制。
随着技术的不断创新和提高,风能发电的效率和发电容量也不断提高,未来的发展潜力仍然巨大。
新能源开发技术手册随着世界能源需求的不断增长以及传统能源资源的枯竭,新能源开发技术的研究和应用成为当前的重要课题。
本手册旨在介绍新能源的概念、发展现状以及各种开发技术,帮助读者掌握新能源的核心知识,提高对新能源开发技术的理解和应用能力。
一、新能源概述1.1 新能源定义新能源是指能够取代传统化石能源、具有较低环境污染排放、可持续利用的能源形式。
常见的新能源包括太阳能、风能、地热能、生物质能等。
1.2 新能源的意义新能源的发展具有重要的意义。
首先,新能源可以减少对化石能源的依赖,缓解能源供需紧张的局面。
其次,新能源具有较低的环境污染排放,有利于改善环境质量和保护生态系统。
此外,新能源的开发利用也能够推动经济的可持续发展。
二、太阳能开发技术2.1 光伏发电技术光伏发电技术是指利用光电效应将太阳能转化为电能的技术。
它通过将光能转换为直流电能,并经过逆变器转换为交流电源,供应给家庭、企业、城市等电力用户。
2.2 太阳能热利用技术太阳能热利用技术是指利用太阳能的热量来满足供暖、热水等需求的技术。
这种技术主要是通过太阳能热水器、太阳能集热器等设备来收集太阳能热量,进行应用。
三、风能开发技术3.1 风力发电技术风力发电技术是指利用风能驱动风力发电机发电的技术。
通过风力发电机将风能转化为电能,并通过电缆等输电设施输送给用电者。
四、地热能开发技术4.1 地热发电技术地热发电技术是指利用地壳中的地热能进行发电的技术。
通过开采地下热水或地下热岩中的热能,并通过地热发电机来转化为电能。
五、生物质能开发技术5.1 生物质发电技术生物质发电技术是指利用生物质燃料进行发电的技术。
通过将生物质燃烧产生的热能转化为电能,实现生物质能的利用和资源回收。
六、新能源开发技术的挑战与前景6.1 技术挑战在新能源开发技术领域,仍然存在一些技术挑战。
例如,如何提高太阳能、风能等新能源的利用效率,如何解决新能源的不稳定性和间歇性等问题。
6.2 发展前景随着科技的不断进步和新能源市场的不断扩大,新能源开发技术将迎来更广阔的发展前景。
新能源技术有哪些新能源技术是指利用可再生源和清洁能源替代传统化石能源的技术,具有环保、可持续发展等优点。
以下是一些常见的新能源技术:1. 太阳能:太阳能是指利用太阳辐射能转化为电力或热能的技术。
太阳能电池板将阳光转化为直流电,可以用于发电或直接供应给家庭和工业用电。
2. 风能:风能是指利用风的动力转化为电力的技术。
风能发电机通过风力驱动涡轮叶片旋转,产生机械能,并通过发电机将机械能转化为电能。
3. 水能:水能是指利用水流的动能或潮汐能转化为电力的技术。
水能发电常见的方式有水轮发电和潮汐发电。
4. 生物质能:生物质能是指利用可再生生物质资源进行能源转化的技术。
常见的生物质能技术包括生物质发电和生物质燃料。
5. 地热能:地热能是指利用地壳内部储存的热能进行能源转化的技术。
地热能可以用于供暖、发电和热水供应等领域。
6. 潮汐能:潮汐能是指利用海洋潮汐水位高低变化的动能转化为电能或机械能的技术。
潮汐能发电利用潮水通过涡轮发电机转动涡轮,从而生成电力。
7. 沼气能:沼气能是指利用沼气中的甲烷等有机物质进行能源转化的技术。
沼气可以用于发电、取暖和烹饪等用途。
8. 核能:核能是指利用核反应产生的能量进行能源转化的技术。
核能发电利用核反应堆中的核裂变过程来产生热能,然后将热能转化为电能。
9. 氢能:氢能是指利用氢气的能量进行能源转化的技术。
通过水电解或天然气重整等方式可以产生氢气,然后利用氢燃料电池将氢气转化为电能。
10. 智能电网:智能电网是指通过先进的通信、传感和控制技术来实现电力系统的高效、可靠和可持续运行。
智能电网包括分布式能源系统、储能技术和智能电网管理系统等。
以上是一些常见的新能源技术,随着科技的不断进步和能源需求的增加,新能源技术将得到更多的发展和应用。
全面了解新能源技术发展在当今世界,随着环境问题的日益突出,新能源技术的研究和应用变得愈发重要。
新能源技术的发展不仅对环境具有积极的影响,还对经济、社会等各方面产生深远的影响。
本文将全面了解新能源技术的发展,包括其定义、种类、应用以及未来发展趋势等方面。
一、新能源技术的定义和种类新能源技术是指以可再生能源为基础,通过创新和应用科学技术,以实现能源获取、转换、利用和储存的一系列方法和技术。
它主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等多种形式,这些能源都具有取之不尽、用之不竭的特点,并且在使用过程中无排放、环境友好。
1. 太阳能技术太阳能技术利用太阳辐射转化为电能或热能,其中光伏技术是最常见的应用方式之一。
光伏技术利用太阳能电池板将光能直接转化为电能,广泛应用于居民用电、工业用电等领域。
此外,太阳能热水器、太阳能灯等也是太阳能技术的应用。
2. 风能技术风能技术利用风力转化为机械能或电能。
通过风轮和发电机的转动,产生电能。
风能技术在发电领域发挥着重要作用,不仅能够满足地区性的电力需求,而且能够大规模应用于发电站,以实现清洁能源的供应。
3. 水能技术水能技术是利用水体流动或水位高差产生机械能或电能的技术。
水力发电是水能技术的重要应用形式之一,通过水轮机驱动发电机,将水流的动能转化为电能。
此外,潮汐能、波浪能等也是水能技术的发展方向。
4. 生物质能技术生物质能技术利用动植物的有机物质通过生物转化或热化学反应转化为能源。
生物质能技术主要包括生物质发电、生物质燃气、生物质液体燃料等形式。
生物质能技术具有资源广泛、可再生性好的特点,尤其适用于农村地区以及远离能源供应的地方。
5. 地热能技术地热能技术利用地壳内的热能转化为电能或热能。
地热能是一种可再生的能源,地热发电利用地下的高温热水、岩浆或干蒸汽发电。
地热能技术已广泛应用于国内外多个地区,解决了能源供应的问题。
二、新能源技术的应用领域新能源技术在各个领域均有应用,以下将以几个重要领域为例,进行介绍。
新能源技术的概述及预测分析摘要从矿物能源资源有限和大量使用矿物原料必将使环境污染日趋严重的战略观点出发,世界各国特别是经济发达国家高度重视新能源的开发利用,把新能源技术摆在新技术革命支柱技术的重要位置,制定规划,采取措施,增加投入,积极发展。
在我国,新能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等可再生能源。
20多年来,我国新能源的利用已有一定的基础,在国民经济建设中发挥了一定的作用。
但是,与未来能源发展的要求及当前世界发展水平相比,还存在相当大的差距。
我们应急起直追,加快我国新能源技术的发展。
本文介绍了新能源以及未来的发展趋势。
关键词:新能源;能源分配;未来能源趋势第一章:新能源简介1.1前言随着中国经济的持续快速增长,对能源的需求量越来越大。
常规油气已不能满足国民经济发展的需要。
据专家预计,2010年和2020年中国石油对外依存度将分别达到47%和60%。
但是,实际上到2007年中国石油对外依存度已近50%。
中国油气资源对外需求增长速度已经超过预期,油气能源紧张局面加速扩大,大力发展新能源已势在必行。
本文中新能源包括太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物质能、自然冷能、氢能和核能。
1.2新能源的的背景:能源是人类赖以生存的物质基础、任何国家要发展工业、农业、国防、科学技术和提高社会生活水平,都离不开能源的支撑。
随着人类文明的推进,能源的种类越来越多。
近代被人类广泛应用并在生产、生活中起支配作用的能源,主要有煤炭、石油、天然气、水能和核电等。
战后,特别是近20 多年,由于各国经济发展,生活标准提高,世界能源的需求量急剧增长。
根据世界能源的消费趋势,各种能源资源的可供给年数是石油38—45年,天然气30—56年,煤炭200—328年,铀50—68年。
2036年以后的能源将仅剩下煤炭和铀。
石油、天然气、煤炭一类矿物燃料不仅储量有限,大量使用还会污染环境,使全球气候变暖,造成世界性危机。
人类要保持经济持续发展,维持生态平衡,就必须转向新的能源构成,减少对石油和其他矿物燃料的依附,加强可再生能源的开发利用,大力推广新能源技术。
正因为如此,许多国家才纷纷投入攻克新能源技术的战略决战。
[1]1.3新能源种类1.3.1太阳能太阳能转换为电能有两种基本途径: 一种是把太阳辐射能转换为热能, 即“太阳热发电”;另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能, 即“太阳光发电”。
[2]太阳能资源取之不尽、用之不竭,每年到达地球表面的太阳能总量达世界已探明能源储量的1万多倍,各国政府都十分重视太阳能发电的研究,纷纷制定有关法规和相关的鼓励政策, 支持和促进太阳能发电技术的发展。
太阳能热发电系统要实现的是低成本的投资和技术上的高可靠性运行。
这要求未来在技术上要进行新型集热材料的研究和开发, 快速提高跟踪机构的技术并降低其实现成本。
同时发电产业要努力实现规模化, 建立大规模的并网系统, 既节约成本, 又保证系统平稳安全运行。
太阳能的利用效率还很低, 在一些关键技术的实现上代价也太高, 致使太阳能发电的投入高而收益低, 无法大规模产业化发展。
[3]1.3.2 风能风能能够在减少主要温室气体排放的同时,满足全球日渐增长的能源需求。
风能可以为全球电力供应作出巨大贡献,并促进电力行业走向低碳,风能技术既可以真正及时地应对气候挑战,更是保护地球环境迫切需要的能源革命的重要因素。
风能是源自太阳辐射、永不枯竭的资源。
地球上的风能储量十分巨大。
世界可以利用的风能总量为2x1013w,大约是世界总能耗的3倍。
风能是太阳能的一种转换形式,是一种清洁能源,不会对环境造成污染且目前风能相对于其他可再生能源而言,开发技术比较成熟,成本相对较低。
因而,深受世界各国的重视,发展前景广阔,己成为当今世界增长速度的能源。
在产能不断扩大的同时,我国风电制造业的技术瓶颈开始凸显,自主创新能力弱,整机开发技术落后,关键零部件基础薄弱,质量和可靠性函待提高,基础性技术储备严重不足,这些问题严重制约我国风电设备制造业进一步健康发展。
由于技术存在不足和缺少经验积累,一些已经投入运行的风机近年出现了一些质量问题,包括整机倒塌,叶片、主轴断裂等。
因此,研究风力发电的各项技术对于持久开发风能和实现大型先进风力发电机组国产化具有重要意义。
[4]1.3.3 潮汐能在地球与月球、太阳做相对运动中产生的作用于地球上海水的引潮力(惯性离心力与月球或太阳引力的矢量和)使地球上的海水形成周期性的涨落潮现象。
图1 引潮力示意图这种涨落潮运动包含两种运动形式:涨潮时, 随着海水的向岸边流动, 岸边的海水水位不断上升, 海水流动的动能转化为势能;落潮时, 随着海水的离岸流动, 岸边的海水水位不断下降, 海水的势能又转化为动能。
通常称水位的垂直上升和下降为潮汐, 海水的向岸和离岸流动为潮流。
海水的涨、落潮运动所携带的能量也由两部分组成,海水的垂直升、降携带的能量为势能, 即潮汐能;海水的流动携带的能量为动能, 即潮流能。
潮汐的能量与潮差(一个潮汐周期内最高潮水位与最低潮水位之差)的平方以及水库平均面积成正比。
潮汐电站由7个基本部分组成:潮汐水库;堤坝;闸门和泄水道建筑;发电机组和厂房;输电、交通和控制设施;航道、鱼道等[5]。
潮汐发电的关键技术主要包括低水头、大流量、变工况水轮机组设计制造;电站的运行控制;电站与海洋环境的相互作用,包括电站对环境的影响和海洋环境对电站的影响,特别是泥沙冲淤问题;电站的系统优化,协调发电量、间断发电以及设备造价和可靠性等之间的关系;电站设备在海水中的防腐等[6]。
1.3.4 地热能地热系指地球内部蕴藏的热能。
当雨水渗入地下或地下水流经地球内部不同深处的高温高压区时,水就会被热岩加热成热水或热蒸汽,并透过厚厚的地层向太空释放,这种大地热流产生的能量,称为地热能。
地热能的利用不仅符合环境保护的大前提,而且随着勘探和利用技术的提高,已具有市场竞争性,有广阔的开发利用前景。
近年来, 我国地热开发有很大的发展, 已建立了地热采暖示范工程, 地温中央空调在十几个省市推广, 洗浴用变频调速器技术和地热的回灌技术也已成熟, 这些技术可以大大节约地热水资源, 提高地热使用效率。
[6]但是, 在地热发电方面, 我国仍落后于亚、非、拉一些发展中国家, 与其地位很不相称。
我们必须加大地热应用技术研究和开发的力度, 同时, 还应认真保护地热资源, 防止因乱采而造成资源浪费。
1.3.5 生物质能生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
从世界范围来看,虽然生物质能在总的能源清费结构中占有一定的比重,近20多年来在开发利用方面也有了明显的进展,但其潜力还远远没有充分的发挥。
同几种主要的商品能源相比,生物质能开发利用的规模还不大,科学技术水平还不高,能源转换效率低,产业化薄弱,商品化的程度也很低。
不少国家还没有把生物质能的开发利用放在应有的地位,没有纳入国家的能源建设计划,投入不足,缺乏一整套鼓励、扶持、推广的政策法规,这些都是有待解决的问题。
1.3.6 自然冷能所谓冷能,是指“常温环境中,自然存在的低温差低温热能”。
实际上是指在自然条件下,可利用小温差获得的能量。
例如,白天与黑夜之间、不同季节之间、大气与地层之间、大气与海水或冰层以下的淡水之间都有温差,根据热力学原理,利用这种温差就可以获得有用的能量,即冷能[7]。
它包括自然冷能和工艺冷能。
自然冷能因其无污染、储量大、低成本等优点已经有了一定的应用领域。
虽然冷能种类繁多,但各种冷能有一个共同的特点,即都是自然界天然存在的,称为自然冷能。
此外还有另一种冷能,如锅炉烟气与环境之间、蒸馏过程的排放蒸汽与环境之间同样存在温差,利用这一温差同样可以获得能量,而这种能量同样符合冷能概念,也属于冷能范畴。
但这种冷能与上述自然冷能有所不同,在这种冷能的产生过程中,必须消耗燃料,它是存在于某一特定工艺过程中的,定义其为工艺冷能[8]。
1.3.7 氢能氢能的利用方式主要有三种:①直接燃烧;②通过燃料电池转化为电能;③核聚变。
其中最安全高效的使用方式是通过燃料电池将氢能转化为电能。
目前,氢能的开发正在引发一场深刻的能源革命,并将可能成为21世纪的主要能源。
氢能所具有的清洁、无污染、效率高、重量轻和储存及输送性能好、应用形式多等诸多优点,赢得了人们的青睐。
氢能开发利用首要解决的是廉价的氢源问题。
光解水制氢其能量可取自太阳能,这种制氢方法适用于海水及淡水,资源极为丰富,是一种非常有前途的制氢方法。
储氢技术是氢能利用走向实用化、规模化的关键。
根据技术发展趋势,今后储氢研究的重点是在新型高性能规模储氢材料上。
1.3.8 核能第一座商用核电站建成以来,经过近半个世纪的发展,全世界共有437座总功率约350GW商用核电站在运行,如此大规模的商用核电站每年都要产生大量的核废物。
目前世界各国仍没有处理这样巨大的核废物的能力,而且处理核废物的技术以及相应的成本要求相当高,如果处理不当就会造成安全隐患。
因而核废物的安全处理成为制约核能发展的主要因素,是现今核能发展的主要议题之一。
第二章:未来能源的预测通过对以上几种新能源的介绍和分析可知,每种能源都存在着优缺点,现在对未来的能源使用,做以下预测:预测1:任何一种能源都不能一劳永逸,也不会永远成为能源的主导。
随着世界发展的多元化,能源发展也势必多元化,任何一种能源都有自身的优缺点,都不能一劳永逸。
比如核能,虽然有很强大的能量,但是核废料的处理,以及工作人员的一次小小的疏忽,都会将这种正能量变为负能量。
再比如生物质能,在我们解决生物质能的同时,势必会面临新的问题,比如生物的生长问题,以及由于天气等都会对生物的生长和使用造成一定的响应。
预测2:能源之间的相互结合,取长补短,必定是未来一段时间内发展的新趋向。
比如:风能和太阳能的结合。
由于单一的太阳能发电系统容易受季节、时间、天气等因素的影响,存在着系统发电量不稳定、供电可靠性较低等缺点,研究人员一直希望通过太阳能和其他可再生能源发电相结合的方式,弥补太阳能发电的不足,向用户或电网提供更加稳定的电能。
风能作为一种新型能源与太阳能在季节和时间上互补性很强,夏季日照足风速低,冬季日照弱风速强,同样白天日照强时风小,夜晚无光照时风大。
风光资源极强的互补性使得风光互补发电系统在发电时能达到最佳的能源匹配,而不必配备较大容量的蓄电池,与单一的光伏发电或风力发电系统相比,提高了系统供电可靠性,又降低了系统成本。
加上风光资源的综合利用可以实现地表与空间的合理利用,而且互补系统统一管理,降低了系统的运行成本,所以与单一的太阳能发电或风能发电相比,风光互补发电系统是更好的选择。