能源基础知识及典型能源系统

第一章能源基础知识本章内容概要本章内容是节能计量工应具备的能源基本知识。

主要包括能源基本概念、能源环境、节能基本概念、企业能耗及计算等基本的应知应会。

其中能源基本概念要求掌握能源的定义、分类；节能基本概念要求掌握节能的的含义、理念以及能源效率等一般知识；企业能耗要求掌握企业能耗的分类、燃料的种类、热值及其表达式，会进行企业能耗的计算等。

本章内容是该岗位人员应具备的知识、理论的基本素质。

节能计量工应经常注意这些基本应知应会的学习、补充，以夯实基本知识。

一、填空题：△1．能是物质的属性，是的能力。

△2．简单的说，能量的来源就叫。

△3．我国能源消费结构中，工业企业约占 %。

△4．能的最普通的形式是，它是一个系统中分子热运动的功能。

△5．物体或系统由于其位置或状态而具有的能量叫做。

△6．物体因运动而具有的能量被称为。

△7．在能源消费方面，中国是以为主的国家之一，也是世界用最多的国家。

△8．煤炭是指和的统称。

△9．无烟煤又称或，是煤化程度最高的一种煤，因其燃烧时无黑烟而称无烟煤。

△10．1981年我国政府提出资源节约与并重，把节约放在首位的方针，成为国家实施可持续发展，保护环境和的长期战略目标。

△11．太阳辐射到地球表面上的能量称之为。

△12．世界能源消费结构以为主，我国以为主。

△13．是指能源消费在品种、数量和质量等方面的组分构成。

△14．现行《中华人民共和国节约能源法》是自年月日开始执行的。

△15．能源管理是为了达到一定的能源、经济、环境与社会目标，通过、、监督、控制等手段，有效利用能源的活动。

△16．在国家能源消费结构中通常只包括煤炭、石油、、水电、五种常规能源。

△17. 从角度，通常将能源分类为：一次能源与二次能源，常规能源与新能源，可再生能源与非可再生能源，商品能源与非商品能源。

△18．现在人们所利用的能源，按其来源大致可分为类。

第一类是来自的能量，第二类是来自的能量，第三类是来自的能量。

△19．一次能源是从自然界直接取得，并不改变其基本和的能源。

新能源工程的主要内容及基础知识概要绪论1、名词解释：什么是新能源和可再生能源（NRSE）？2、简答：能源是如何分类的？第一章太阳能工程1、简述：我国太阳能资源的分布特点；2、简述：太阳能的特点；3、名词解释：太阳能集热器；4、太阳能热水器的类型如何划分？5、简述：显热贮热、潜热贮热和化学贮热的基本原理；6、太阳电池根据硅材料结构如何划分？7、太阳能光伏发电有哪些优点的和缺点？第三章风能工程1、什么是启动风速、切除风速、有效风速？其值分别是多少？2、影响风速的主要原因有哪些？风能量大小跟哪些因素相关？3、简述：我国风能资源的区域划分？4、风能资源有哪些优点和缺点？5、简述：风力机如何分类？（可画图说明）6、风力机由哪些主要部件组成？7、风力机调向和调速（限速）有哪些类型？8、风力机有哪些具体的应用？结合我国资源、能源与生态环境的发展，谈谈你对风能利用的看法和思考。

第四章水能1、简述：我国陆上水资源的分布情况及特点；2、简述：水力发电原理及水头的概念；3、小型水电站按落差集中方式，区分成哪几种类型？其水工建筑物包括哪些部分？4、水轮机有哪些类型？其各自的基本原理怎样？5、简述：抽水蓄能电站的原理。

第五章地热能1、什么是地热能？地热能的成因如何？2、地热能的贮存形式有哪几类？3、简述：地热能的利用条件有哪些？4、简述：我国地热能资源的分布特点及类型；5、地热能直接利用有哪几种形式？6、简述：二种地热水发电的基本原理。

第七章后续能源技术1、核能的概念；简述核裂变与核聚变的基本原理；2、简述核反应堆的分类；3、氢的制造技术有哪些？简述其原理；4、还有哪些后续能源新技术？各章内容简要绪论第一节新能源和可再生能源的含义、能源分类一、新能源和可再生能源的含义（一）能源：可以从其中获得能量（如热、光、动力）的资源。

（二）新能源和可再生能源（NRSE，New and Renewable Sources of Energy）：1981年8月10-21日，“联合国新能源与可再生能源会议”：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源来不断取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点在于开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能等;在我国，习惯性称“新能源”，主要指：除常规能源和大型水力发电之外的生物质能、风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能等能源资源。

能源有关知识点总结能源是生产和生活的重要基础，它是支撑人类文明发展和社会经济运转的基本要素。

能源主要包括化石能源、可再生能源和核能三大类。

本文主要从能源的种类、利用方式、发展趋势以及环境问题等方面进行总结。

一、能源的种类1.化石能源化石能源指的是煤炭、石油和天然气等经过数百万年地质作用形成的矿物燃料。

它是目前全球主要的能源来源之一，广泛应用于发电、工业生产以及交通运输等方面。

但化石能源属于不可再生资源，使用过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成不可逆转的破坏。

2.可再生能源可再生能源是指太阳能、风能、水能、生物质能和地热能等可以不断再生的自然资源。

与化石能源相比，可再生能源具有不污染、可持续利用等优点，被认为是未来能源的主要替代方向。

目前，可再生能源已经在全球范围内得到了广泛应用，成为了未来能源发展的主流趋势。

3.核能核能是指通过核裂变或核聚变等方式释放出的能量。

核能具有高效、清洁、稳定等特点，是一种重要的替代化石能源的能源形式。

但是，核能的安全问题、核废料处理等也是目前核能发展中需要解决的重要问题。

二、能源的利用方式1.发电发电是能源利用的主要方式之一。

目前世界上主要的发电方式包括燃煤发电、燃气发电、核能发电、水力发电、风力发电、太阳能发电等。

其中，燃煤和燃气发电是目前主要的发电方式，但由于其排放大量的温室气体和颗粒物等污染物，使得发展可再生能源发电成为了未来发电方式的主要方向。

2.工业生产工业生产是能源利用的重要领域，包括钢铁、化工、建材等行业。

这些行业对能源的需求量大，能源利用效率对工业生产的成本和生产效率有着重要的影响。

3.交通运输交通运输是能源消耗的重要领域，包括航空、航运、公路等各种运输方式。

石油为交通运输提供主要能源，但是由于石油资源的有限性，以及交通运输对环境产生的污染和温室气体排放增加，发展替代石油的清洁能源成为了未来交通运输发展的主要趋势。

三、能源的发展趋势1.可再生能源的发展随着环保意识的增强和技术的进步，可再生能源的发展成为了未来能源发展的主要方向。

新能源发电基础知识新能源发电是指利用可再生能源或清洁能源进行发电的过程。

随着环保意识的提高和能源需求的增加，新能源发电逐渐成为国家能源战略的重要组成部分。

本文将介绍新能源发电的基础知识，包括可再生能源的种类、发电原理以及发展前景等方面。

一、可再生能源的种类可再生能源是指在自然界中能够持续产生的能源，主要包括太阳能、风能、水能、生物质能等。

太阳能是指太阳辐射能量的利用，常用的方式包括光伏发电和太阳热利用。

风能是指利用风力转动风轮产生动力的方式进行发电。

水能是指利用水流或水位差产生的动力进行发电，包括水轮发电和潮汐能发电等。

生物质能是指利用植物和动物的有机物质进行发电，如生物质燃烧发电和生物质气化发电等。

二、新能源发电的原理不同的可再生能源发电方式有不同的原理。

光伏发电的原理是利用光伏效应将太阳能转化为电能，通过光伏电池板吸收光子能量产生电流。

风力发电的原理是利用风力转动风轮，带动发电机转动产生电能。

水力发电的原理是利用水流或水位差转动涡轮，带动发电机转动产生电能。

生物质发电的原理是利用生物质的燃烧或气化过程释放的能量产生热能，再通过热能发电机转化为电能。

三、新能源发电的优势与传统能源发电相比，新能源发电具有以下优势。

首先，可再生能源具有广泛的资源分布，能够有效减少对传统能源的依赖，降低能源安全风险。

其次，新能源发电过程中不会产生大量的二氧化碳等温室气体和污染物，对环境影响小，有利于减少大气污染和全球气候变化。

此外，新能源发电具有可持续性，能够长期满足能源需求，并能够创造更多的就业机会。

四、新能源发电的发展前景新能源发电在全球范围内得到了广泛的推广和应用。

随着技术的不断进步和成本的降低，新能源发电的发展前景十分广阔。

在中国，政府已制定了一系列政策和措施，鼓励和支持新能源发电的发展，如加大对光伏发电、风力发电等的投资和扶持力度。

同时，随着新能源技术的不断突破和创新，新能源发电的效率和经济性也将得到进一步提高，进一步推动新能源发电的普及和应用。

能源基础必学知识点1. 能源的定义：能源是指能够产生热、光、电、动力等形式的物质或现象。

2. 能源分类：能源可以分为传统能源和新能源两大类。

传统能源主要包括石油、煤炭和天然气等化石燃料，以及水力、核能等非可再生能源；新能源则是指太阳能、风能、地热能等可再生能源。

3. 能源转化：能源转化是指将一种能源形式转换成另一种能源形式的过程。

常见的能源转化包括燃烧、发电、能量储存等。

4. 能源利用效率：能源利用效率是指能源转换过程中能够转化为有用能量的比例。

提高能源利用效率可以减少能源浪费和环境污染。

5. 能源消耗：能源消耗是指社会经济发展和人类生活活动中对能源的需求并转化为有用能量的过程。

全球能源消耗量不断增加，而能源资源有限，所以节约能源是当务之急。

6. 能源安全：能源安全是指国家对能源供应的可靠性和稳定性的保障。

全球能源供应面临着多种挑战，包括能源资源储备不足、能源供应链中断、能源价格波动等问题。

7. 可持续能源：可持续能源是指对能源资源的利用方式，既能满足当前的能源需求，又不会对未来的能源供应造成负面影响。

可持续能源的发展是未来能源发展的方向。

8. 能源政策：能源政策是指政府为了促进能源发展和保障能源安全而采取的措施和政策。

能源政策的制定需要考虑经济、环境和社会等多个因素。

9. 温室气体排放：燃烧化石燃料和其他能源形式会产生大量的温室气体，包括二氧化碳、甲烷和氮氧化物等。

这些温室气体的排放是导致气候变化的主要原因之一。

10. 能源技术创新：能源技术创新是指通过科技手段开发新能源资源、改进能源转化和利用技术，以实现能源的高效利用和可持续发展。

能源技术创新对于解决能源问题具有重要的意义。

能源的基本知识一、概念【能源】顾名思义，是能量的来源或源泉。

是能够从自然界直接获得的含有能量的物质，如煤炭、石油、核燃料、水、风、生物体等；或从这些物质中再加工制造出的新物质，如焦炭、煤气、液化气、煤油、汽油、柴油、电、沼气等。

因此能够说，能源是能够提供某种形式能量的物质，即能够产生机械能、热能、光能、电磁能、化学能等多个能量的资源。

【燃料热值】燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量(指固体或液体)或单位的体积(指气体)的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度(普通为环境温度)对所释放出来的热量。

固体或液体发热量的单位是：千卡／公斤或千焦耳／公斤。

气体燃料的发热量单位是：千卡／原则立方米或千焦耳／原则立方米。

燃料热值有高位热值与低位热值两种。

高位热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的全部热量，即在燃烧生成物中的水蒸汽凝结成水时的发热量，也称毛热。

低位热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量，也称净热。

高位热值与低位热值的区别，在于燃料燃烧产物中的水呈液态还是气态，水呈液态是高位热值，水呈气态是低位热值。

低位热值等于从高位热值中扣除水蒸汽的凝结热。

燃料大都用于燃烧，多个炉窑的排烟温度均超出水蒸汽的凝结温度，不可能使水蒸气的凝结热释放出来，因此在能源运用中普通都以燃料的应用基低位发热量作为计算基础。

各国的选择不同，日本、北美各国均习惯用高位热值，而我国，前苏联、德国和经济合作与发展组织是按低位热值换算的，有的国家两种热值都采用。

煤和石油高低位热差约 5％左右，天然气和煤气靠近 10％左右。

【原则燃料】原则燃料是计算能源总量的一种模拟的综累计算单位。

在能源使用中重要运用它的热能，因此，习惯上都采用热量来做为能源的共同换算原则。

由于煤、油、气等多个燃料质量不同，所含热值不同，为了便于对多个能源进行计算、对比和分析，必须统一折合成原则燃料。

原则燃料可分为原则煤、原则油、原则气等。

国际上普通采用原则煤、原则油指标较多。

分布式能源基础知识什么是分布式能源？分布式能源是指将能源产生和使用的过程分散在地理空间范围内的一种能源模式。

传统的能源系统主要依赖于集中式发电，即通过大型发电厂集中产生能源，然后通过输电线路将能源传输到用户。

而分布式能源系统则通过在用户附近安装小型能源设备（如太阳能电池板、风力发电机等），将能源产生和使用紧密结合起来。

分布式能源的优势分布式能源具有以下几个优势：1.降低能源损耗：传统的集中式能源系统需要通过输电线路将能源从发电厂输送到用户，输送过程中会有能源损耗。

而分布式能源系统将能源直接产生在用户附近，减少了输电损耗，降低了总体能源损耗。

2.提高能源供应可靠性：传统的集中式能源系统会存在单点故障的风险，一旦发电厂发生故障，整个系统就会中断供应。

而分布式能源系统由多个小型能源设备组成，分散在地理空间上，一台设备出现故障时，其他设备仍然可以继续供应能源，从而提高能源供应的可靠性。

3.减少对传统能源的依赖：传统能源主要依赖于化石燃料，如煤炭、石油和天然气等。

这些能源的产生和使用会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成严重影响。

分布式能源系统主要利用可再生能源（如太阳能、风能等）产生能源，减少了对传统能源的依赖，降低了环境污染。

4.促进能源的共享和交易：分布式能源系统可以将多个用户的能源产生和使用紧密连接起来，实现能源的共享和交易。

用户可以将自己产生的多余能源卖给其他用户，形成能源市场，促进能源的高效利用。

分布式能源的主要组成部分分布式能源系统主要由以下几个组成部分构成：1.能源产生设备：包括太阳能电池板、风力发电机、生物质能发电设备等。

这些设备通过将太阳能、风能、生物质能等可再生能源转化为电能或热能。

2.能源储存设备：由于可再生能源的不稳定性，分布式能源系统需要储存设备来存储多余的能源，以便在夜间或无风、无光的时候供应能源。

常见的能源储存设备包括电池组、储热系统等。

3.能源管理系统：能源管理系统是分布式能源系统的核心部分，负责控制能源的产生、储存和使用。

第一章能源基础知识第一节能源的概念通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。

第二节能源与自然资源的区别能源与自然资源的区别：在能源与自然资源的概念中，二者的区别是：⑴能源与自然资源的概念外延是交叉关系，即有一些自然资源不属于能源，如，铁矿石、铝土等；而有一些自然资源本身也属于能源，如煤、石油、天然气等。

另外有一些能源就不属于自然资源，如，核电、水电、火电等。

⑵自然资源必须直接来源于自然界，而且具有自然属性；而能源则不同，它既可以直接来源于自然界，也可以间接来源于自然界，既具有自然属性又具有经济属性。

第三节能源分类能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。

根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。

首先根据产生的方式以及是否可以再利用能源可分为一次能源与二次能源、可再生能源与不可再生能源。

一次能源：从自然界取得的未经任何改变或转换的能源，包括可再生的水力资源与不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中包括水、石油与天然气在内的三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。

二次能源：一次能源经过加工或转换得到的能源，包括电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光与沼气等。

一次能源转换成二次能源会有转换损失，但二次能源有更高的终端利用效率，也更清洁与便于使用。

可再生能源：指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。

可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能与海洋能等。

不可再生能源：泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源。

如煤与石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的地质年代而形成的(故也称为“化石燃料”)，一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”。

综合能源系统关键技术与典型案例综合能源系统是指利用多种能源的分布式能源系统，通过有效的整合和优化能源资源，实现能源的高效利用和碳排放的减少。

下面将列举十个关键技术和典型案例，以说明综合能源系统的应用和发展。

1. 智能能源管理系统（EMS）：智能EMS能够监测、控制和优化综合能源系统中各种能源设备的运行，实现能源的高效利用和节约。

例如，某大型综合能源项目在建筑物内安装智能EMS，通过对能源设备的监测和控制，实现了能源的智能化管理，提高了能源利用效率。

2. 储能技术：储能技术是综合能源系统的重要组成部分，能够平衡能源供需间的差异，并提供备用能源。

典型案例是电池储能技术的应用，例如，电动汽车电池储能系统可以将过剩的电能储存起来，在需要时释放，用于供电或调峰。

3. 分布式能源系统：分布式能源系统是指将各种能源设备分布在不同地点，以满足当地的能源需求。

例如，某地区建设了一座分布式能源系统，利用太阳能、风能和地热能等多种能源，为当地提供电力、供暖和冷却等能源服务。

4. 多能互补技术：多能互补技术是指将多种能源结合利用，以实现能源的互补和优化。

例如，某工业园区采用了光伏发电、风力发电和生物质发电等多能互补技术，实现了能源的多元化供应，提高了能源的稳定性和可靠性。

5. 电网互联技术：电网互联技术是指将不同区域的电网连接起来，实现能源的共享和优化利用。

例如，某地区的综合能源系统通过电网互联技术，将风电、太阳能和传统能源等多种能源集成在一起，实现了能源的互补和平衡。

6. 能源互联网技术：能源互联网是指通过信息技术和智能化管理，将能源生产、传输、储存和消费等环节有机连接起来，实现能源的高效调配和利用。

例如，某地区建设了能源互联网，通过智能化管理和优化调度，实现了能源的可持续发展和碳排放的减少。

7. 绿色建筑技术：绿色建筑技术是指在建筑设计、施工和使用过程中考虑能源效益和环境保护的技术。

例如，某绿色建筑项目采用了太阳能发电、地源热泵和节能照明等技术，实现了建筑能源的自给自足和低碳排放。

能源管理体系基本术语知识1、能源管理体系的边界和范围确定能源管理体系的边界和范围是用能单位建立能源管理体系的前提，用能单位建立能源管理体系首先要确定能源管理体系的边界和范围。

边界是组织确定的物理界限、场所界限或次级组织界限。

(注：边界可以是一个或一组过程，一个场所、一个完整的组织或一个组织所控制的多个场所，GB/T 23331-2012 《能源管理体系要求》3.1)。

边界主要侧重于地理位置和建筑物空间的概念，如某用能单位的工作场所所在的地理位置。

用能单位建立能源管理体系首先要确定建立能源管理体系的地理位置界限。

边界的物理界限没有绝对大小，可以是一个物理场所，也可以是用能单位建立能源管理体系的物理界限内的多个场所。

边界可以涵盖多个能源管理和利用过程，也可以包括多个地理位置和建筑物空间。

范围是组织通过能源管理体系来管理的活动、设施及决策的范畴，可包括多个边界(注:范围可包含与运输活动相关的能源，GB/T 23331-2012 《能源管理体系要求》3.26)。

能源管理体系中，范围的概念侧重于能源利用的系统、过程。

能源管理体系覆盖的范围可包括：全部能源管理活动、能源利用系统、过程，各类设施、设备的能源消耗，各种能源管理制度、能源管理措施等。

范围可包括多个边界，如合成氨企业中能源利用的过程可包括造气车间、合成车间等多个管理部门，每一个管理部门可认为是一个边界。

用能单位最高管理者要根据能源管理需要，明确能源管理体系的管理范围和边界(例如是在整个用能单位开展，还是在用能单位的某个部门、车间开展等)，从而为策划工作的有效开展奠定基础。

范围应该是在界定的能源管理体系边界内，与能源管理体系相关的活动、设施、过程和决策。

该范围可以是一个完整的多场所组织、或组织的某一个场所、或一个场所的一部分或几部分，例如建筑物、设施或过程。

在界定边界时，组织不应排除能源种类。

能源管理体系的范围应该是特定场所的能源管理控制下的具体活动。

能源系统在现代社会中，能源系统扮演着极为重要的角色。

能源系统包括能源的生产、转换、传输和利用等一系列环节，直接关系到国家的经济、社会发展，以及人民生活水平的提高。

尤其在当今以可持续发展为目标的时代背景下，对于能源系统的研究和优化显得尤为重要。

能源生产能源生产是能源系统的首要环节，主要通过资源开采、转化等方式来获得各种形式的能量资源。

能源生产包括传统石油、天然气、煤炭等矿产资源的开采，以及可再生能源如太阳能、风能、水力能等的利用。

在这个过程中，需要考虑到资源的可持续性、环境友好度等因素。

能源转换能源转换是将获得的原始能源以不同方式转变为各种能源形式，如燃烧、核裂变、光电效应等。

通过转换能源形式，可以实现能源利用的高效性和多样性，提高能源利用的效率，减少浪费。

能源传输能源传输是指将能源从生产地点或储存地点传输到能源使用地点的过程。

传输方式多样，可以通过输电线路、管道、货车、船只等各种手段进行能源的输送。

在能源传输过程中，需要考虑到输送距离、输送效率、成本等因素。

能源利用能源利用是指将获得的能源资源有效地应用于工业生产、生活消费等方面。

现代社会对能源的需求日益增长，对于能源的合理利用显得尤为重要。

通过技术创新、管理优化等手段，可以提高能源利用效率，减少能源消耗，降低能源成本。

综上所述，能源系统涉及到能源生产、转换、传输和利用等多个环节，是现代社会发展不可或缺的重要组成部分。

如何优化能源系统，提高能源利用效率，实现能源可持续发展，是当前亟待解决的重大问题。

只有不断深化对能源系统的研究和探索，才能更好地满足社会对能源的需求，推动经济社会的持续健康发展。