“十三五”普通高等教育规划教材 新能源发电与控制技术
- 格式：ppt
- 大小：218.00 KB
- 文档页数：21
文档推荐
-
十三五普通高等教育本科国家级规划教材选题课程页数:14
-
农业部十三五规划教材书目页数:65
-
中国中医药出版社十三五规划教材书目页数:32
-
入选各部委“十三五”规划教材一览表页数:3
-
十三五普通高等教育本科国家级规划教材选题课程页数:12
下载文档原格式
合集下载
《新能源技术》课程教学大纲
《新能源技术》课程教学大纲课程编号：08140075课程类别：专业选修课程授课对象：能源、热能与动力工程、环境工程、建筑环境与设备、化学、化工、材料、冶金等专业开课学期：第7学期学分：2学分主讲教师：王俊琪指定教材：王长贵、崔容强等主编，《新能源发电技术》，中国电力出版社，2003年教学目的：通过对该门课程的学习，使学生了解中国的能源现状和中国新能源的发展现状，掌握太阳能光伏发电的基本原理及系统的构成，了解太阳能热发电技术的不同形式的热发电系统，熟悉太阳能的有关热利用的基本原理，加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识，深化理解作为分布最广泛的生物质资源的利用现状，重点把握生物质发电的基本原理。
掌握地热发电和潮汐能发电的基本原理和应用现状，认真掌握燃料电池的基本原理及其各种形式的燃料电池的具体应用及机理。
第一章绪论课时：1周，共2课时教学内容第一节能源的含义、分类及历史演变一、能源的重要性能源在工业、农业、交通业、国防、日常生活和公用事业中的重要地位。
二、能源的含义及其分类新能源的概念；不同的分类方法。
三、人类利用能源的历史演变柴草时期、煤炭时期和石油时期的突击演变过程。
四、常规能源向新能源的过渡过渡的原因；三次石油危机；过渡的具体过程分析。
第二节中国能源现状、问题与对策一、中国能源现状中国现在的能源现状及其与过去的对比。
二、中国能源存在的问题中国在能源利用过程中存在的极大问题及解决的方法。
三、中国能源发展对策根据中国能源发展现状，中国采取的能源对策。
第三节中国新能源与可再生能源的现状与前景一、新能源与可再生能源的含义和分类新能源的概念；各类新能源的具体概念及应用发展现状。
二、发展新能源与可再生能源的重大战略意义发展新能源的重要意义。
三、中国新能源与可再生能源的发展现状中国发展新能源的对策；新能源的发展现状。
四、中国新能源与可再生能源的发展前景发展新能源的重要意义和发展的前景。
思考题：1、新能源的具体分类方法有哪几种？具体怎么划分的？2、我国能源存在哪些问题？应如何具体解决？第二章太阳能光伏发电技术课时：4周，共8课时教学内容第一节概述一、太阳能利用方式常见的太阳能利用方式。
《新能源与发电技术》课程教学大纲
《新能源与发电技术》课程教学大纲New Energy Generation Technology课程编号：130106042学时：16学时（含课外学时）学分：1学分适用对象：能源与动力工程专业先修课程：工程热力学、工程流体力学、传热学一、课程的性质和任务本课程可以支撑毕业要求第1、2、6、7条的达成。
本课程是能源与动力工程专业的有关能源技术的一门专业选修课。
本课程的目的是使学生初步了解各种清洁、安全、可靠的新能源与可再生能源技术的应用和发展趋势，也是学生了解能源及新能源科学在社会发展中的重要性的一门学科。
通过本课程的学习，使学生掌握相关新能源技术的基本概念、发展新能源的基本途径、新能源技术的发展现状等基本知识，对于学生了结我国的能源战略和能源的可持续发展政策具有深远的影响。
教学任务：使学生了解太阳能的热利用和光电转换技术；了解风能发电技术；了解地热能利用技术；了解海洋能发电技术；了解生物质能的利用技术；了解燃料电池的原理和应用，了解核能应用原理及核能发电技术。
二、教学目的与要求本课程以各种新能源技术为研究对象，通过对新能源技术的学习和了解，结合已学专业课的具体内容，提升在校学生的能源技术概念以及对能源领域的进一步理解，使学生的能源意识得到加强。
学完本课程应达到以下要求：1．了解各种太阳能热利用方式－热水器、太阳池、太阳房等；了解太阳能制冷技术原理。
了解太阳能发电技术；太阳能电池产业的发展；简单了解新兴太阳能利用技术。
2．了解风能应用及发电技术；了解风力发电对环境的影响及我国风力发电发展趋势，了解风力发电技术特点及市场需求；了解风电技术的局限性及未来研究重点。
3．了解常见的地热能发电技术、地热供暖技术，了解地热能的现状和发展前景。
4．了解海洋能的特点和意义，了解海洋能发电技术现状、发展趋势和其他领域海洋能的应用。
5．了解我国的生物质资源状况和特点，了解生物质燃烧的基本原理、方式和特点。
6．了解氢能的特点，简单了解氢气的制备和储运，了解氢气的主要利用技术-燃料电池，了解氢气利用的技术现状和发展前景。
《新能源发电与控制技术(第3版)》教学课件第4章 太阳能、光伏发电与控制技术
机械工业出版社
第4章 太阳能、光伏发电与控制技术
•10
3. 太阳能的储存 （1） 热能储存
1）显热储存，利用材料的显热储能 2）潜热储能，利用材料在相变的潜热储能 3）化学储能，利用化学反应储热 4）塑晶储热，利用塑晶材料储能 5）太阳池储热，利用具有一定盐浓度梯度的盐水池储能
机械工业出版社
第4章 太阳能、光伏发电与控制技术
5－6
210－250
温带
3－5
130－210
阳光较少地区（北欧、近极地） 2－3
80－130
•机械工业出版社
第4章 太阳能、光伏发电与控制技术
•7
太阳辐射到地球大气层上届的能量为173000TW，相当于500万t标煤 /Sec，仅占其总辐射量的22即TW）
第4章
太阳能、光伏发电与控制技术
机械工业出版社
第4章 太阳能、光伏发电与控制技术
机械工业出版社
第4章 太阳能、光伏发电与控制技术
•2
主要内容
4.1 太阳的辐射及太阳能利用 4.2 光伏发电原理与太阳能电池 4.3 光伏发电系统的MPPT控制技术 4.4 独立式光伏发电系统 4.5 并网式光伏发电系统 4.6 光伏发电的发展前景与经济技术评价
•14
• 第四阶段（1965～1973年）：太阳能光伏发电起步，但研
究工作停滞不前。主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段 、尚不成熟，并且投资大、效果不理想、难以与常规能源竞 争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持 ；
• 第五阶段（1973～1980年）：1973年10月爆发中东战争
，欧派克采取石油减产、提价等办法，导致了世界范围的“ 能源危机”（也称“石油危机”）。使人们认识到：现有的 能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡，从而 使许多国家、尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及 其他可再生能源技术发展的支持，在世界范围内再次兴起了 开发利用太阳能热潮；
新能源发电与控制技术第四章PPT课件
风速随高度变化的经验公式很多，通常采用 的是所谓指数公式，其表达式为
v v0
h h0
k
（4-2）
式中， 为距地面高度为 处的风速（m/s)；
为高度为 处风速m/s，一般取 为10m；k为修正指 数，它取决于大气稳定度和地面粗糙程度，其值 为0.125~0.5。不同地面的粗糙程度见表4-1。
表4-1 不同地面情况的地面粗糙程度
（3）渐变风 渐变风分量可以反映风速的渐变特性。
0, t T1R
vwr
vwr
vramp ,T1R max ,T2R
t
t
T2 T2 R
R
TR
0, t T2R TR
（4-7）
vramp vwr max[1 (t / T2R ) /(T1R T2R )]
式中，vwr为渐变风速，m/s；TR为保持时间， s；T1R为起始时间，s；T2R为终止时间，s； vwrmax为渐变风最大值，m/s。
3. 风能
风是空气的水平运动，空气运动产生的动能 称为风能。
（1）风能密度 空气在1s内以速度 流过单位 面积产生的动能称为风能密度，风能密度表达式 为
E 0.5vw3 （4-3）
式中，E 为风能密度（W/m2）； 为 Nhomakorabea气质量密度（kg/m3）；vw 为风速（m/s)。
由于风速时刻在变化通常用某一段时间内的 平均风能密度来说明该地的风能资源潜力。
（4）随机噪声风
随机噪声风速分量反映的是风速变化的随机 特性。
vwn 2 SV (i ) cos(i i ) （4-8）
式中， ， 。 i
(i
1 )
2
SV
(i
)
2KN F
十三五 普通高等教育本科规划教材
内容摘要
创新性：本书编写时注重引入最新的学科进展和社会发展，避免内容老化过时。例如，人工智能、 大数据等新兴领域的内容被纳入教材之中，有助于拓展学生的知识视野。 实践性：本书强调实践操作和实践能力的培养，通过具体的案例、实验等形式，使学生能够将理 论知识与实践相结合，提高解决实际问题的能力。 时代性：本书时代发展的需求，对人才培养的目标和规格进行深入研究，以确保教材内容与经济 社会的发展紧密相连。 教育教学：本书可作为普通高等教育本科各专业的教材或参考书，有助于提高教学质量和效果。 同时，本书还可以作为研究生入学考试的参考书，为考生提供全面系统的复习资料。 人才培养：本书的编写初衷是培养具有创新精神和实践能力的优秀人才，通过引导学生掌握基础 知识、专业知识和实践技能，培养学生的综合素质和创新能力。
再以一章探讨教育学为例，该教材从教育的本质入手，深入剖析了教育学的基本原理和教育现代 化的必要性。通过分析国内外教育体系的优劣，提出了一些创新性的教育改革方案。这一主题直 接触及高等教育的核心，对于提高未来人才的培养质量具有重大的指导意义。
精彩摘录
通过对《“十三五”普通高等教育本科规划教材》的深入分析，我们可以发现其中的精彩摘录不 仅涵盖了各个学科领域的前沿知识，还从多角度探讨了未来的发展趋势和挑战。这些观点和见解 不仅为高等教育的教学提供了宝贵的参考，同时也为我们的未来发展提供了许多深刻的启示。 教材中的前沿科技观点提醒我们，要紧跟时代步伐，拥抱科技创新。无论是在人工智能、物联网 还是其他领域，我们都不能固步自封，而是要不断地更新知识和技能，以适应未来社会的需求。 教材中对教育学的深入探讨提醒我们，教育的本质是培养人，提高人才素质。在教育现代化进程 中，我们应该注重教育的公平性和普及性，学生的个性化需求，以培养出更多具有创新精神和实 践能力的高素质人才。 《“十三五”
十三五普通高等教育本科国家级规划教材选题课程
附件3：“十三五〞普通高等教育本科国家级规划教材选题课程指南
经济学类
法学类
社会学类
仅供学习参考
政治学类
教育技术学
外国语言文学类仅供学习参考
历史学类
数学类
物理学类
化学类仅供学习参考
材料类
机械类
仅供学习参考
仅供学习参考
仪器仪表类
能源动力类
仅供学习参考
建筑学类
力学类
仅供学习参考
交通运输工程类
预防医学类
仅供学习参考
口腔医学类
护理学类
药学类
仅供学习参考
公共管理类
仅供学习参考
哲学类
仅供学习参考。
新能源发电与控制技术课后答案
新能源发电与控制技术课后答案一、填空题1. 一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。
2. 二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。
3. 终端能源是指供给社会生产、非生产和生活中直接用于消费的各种能源。
4. 典型的光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和负载等组成。
5. 光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。
6. 风力发电系统是将风能转换为电能，由机械、电气和控制3 大系统组合构成。
7. 并网运行风力发电系统有恒速恒频方式和变速恒频方式两种运行方式。
8. 风力机又称为风轮，主要有水平轴风力机和垂直轴风力机。
9. 风力同步发电机组并网方法有自动准同期并网和自同步并网。
10. 风力异步发电机组并网方法有直接并网、降压并网和晶闸管软并网。
11. 风力发电的经济型指标主要单位千瓦造价、单位千瓦时投资成本、财务内部收益率、财务净现值、投资回收期和投资利润率。
12. 太阳的主要组成气体为氢和氦。
13. 太阳的结构从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。
14. 太阳能的转换与应用包括了太能能的采集、转换、储存、运输与应用。
15. 光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。
16. 光伏发电系统主要由太阳电池组件，中央控制器、充放电控制器、逆变器和蓄电池、蓄能元件及辅助发电设备3 大部分组成。
17. 太阳电池主要有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池与铜铟硒太阳电池5 种类型。
18. 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。
19. 天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。
20. 燃气轮机装置主要由燃烧室、压气机和轮机装置3 部分组成。
21. 自然界中的水体在流动过程中产生的能量，称为水能，它包括位能、压能和动能3 种形式。
新能源发电与控制技术
要点二
详细描述
最大功率跟踪技术用于在新能源发电系统的运行过程中， 实时跟踪其最大功率点，并保持系统在最大功率点运行， 从而提高能源利用率。功率转换技术用于将新能源发电系 统产生的电能转换为适合电网的电能形式，如直流、交流 等。功率调节技术用于根据实际需求和电网调度指令，调 节新能源发电系统的输出功率，确保其稳定运行。
04
新能源发电与控制技术 的挑战与解决方案
技术挑战
发电稳定性
新能源发电受天气、地理位置等因素影响， 发电稳定性难以保证。
并网技术
新能源发电并网技术尚不成熟，对电网的冲 击较大。
储能技术
新能源发电储能技术发展滞后，难以满足需 求。
成本问题
新能源发电与控制技术的成本较高，难以普 及。
解决方案
研发新技术
垂直轴风力发电机
利用风力驱动风轮旋转， 通过变速器和发电机将机 械能转换为电能。
海上风力发电
在海上建立风力发电场， 利用风能资源丰富的优势 进行发电。
水能发电技术
水轮机发电
利用水流驱动水轮机旋转，通过 变速器和发电机将机械能转换为
电能。
潮汐能发电
利用潮汐能驱动水轮机或涡轮机旋 转，将潮汐能转换为电能。
新能源发电储能控制技术
总结词
新能源发电储能控制技术是实现新能源 高效利用的关键技术之一，主要涉及储 能装置、能量管理、充放电控制等多个 方面。
VS
详细描述
储能装置是新能源发电储能控制技术的核 心，用于储存新能源发电系统产生的电能 。能量管理技术用于优化储能装置的充放 电过程，提高储能装置的能量利用率和寿 命。充放电控制技术用于根据实际需求和 电网调度指令，智能控制储能装置的充放 电过程，确保其安全、稳定、高效地运行 。
十三五能源规划
十三五能源规划
引言概述：
在中国国家发展十三五规划中，能源规划是一个重要的方面。
能源是国家经济发展的基础，对于实现经济可持续发展和生态环境保护具有重要意义。
本文将从能源规划的重要性、主要目标、发展方向、政策措施和未来展望等方面进行详细阐述。
一、能源规划的重要性
1.1 能源是国民经济的基础
1.2 能源规划对于国家安全和经济发展至关重要
1.3 能源规划可以引导能源产业的健康发展
二、十三五能源规划的主要目标
2.1 实现能源消费结构的优化升级
2.2 提高能源利用效率
2.3 发展清洁能源和新能源
三、发展方向
3.1 加快推进能源生产方式的转型
3.2 促进能源消费方式的变革
3.3 推动能源技术创新和产业升级
四、政策措施
4.1 制定并完善能源法律法规
4.2 加大对清洁能源和新能源的支持力度
4.3 推动能源企业转型升级
五、未来展望
5.1 实现能源生产和消费的智能化
5.2 推动能源与环境的协调发展
5.3 加强国际合作，共同应对全球能源挑战
总结：
十三五能源规划是中国国家发展规划中的一个重要组成部份，将对国家经济发展和生态环境保护产生深远影响。
在未来的发展中，需要进一步加大对清洁能源和新能源的支持力度，推动能源产业的转型升级，实现能源生产和消费的智能化，为建设漂亮中国和实现经济可持续发展作出更大贡献。
十三五普通高等教育本科国家级规划教材
“十三五”普通高等教育本科国家级规划教材第一次遴选推荐申报表
推荐类型：单册全册成套共册
书名：
书号：
主编：
主编单位：
出版社：
专业代码：
推荐单位：
填表日期：
教育部高等教育司制
二○一六年四月
填表说明
1.推荐类型请根据实际情况勾选，全册或成套教材，勾选后在后面横线上写明册数；
2.全册或成套教材封面的书名、书号、主编填写其中任一本即可；
3.专业代码指本科专业目录（2012年）中的专业类代码，四位数字；
4.全册或成套教材“一、教材基本情况”和“二、教材编者情况”须填写各个单册情况，请根据实际情况增加表格；
5.教材“图书在版编目（CIP）”截图须从中国版本图书馆网站（）“CIP核字号验证”中获取，如图所示:
6.“十、省级教育行政部门推荐意见”直属高校和出版社免填；
7.佐证材料自愿提供，请报送复印件,所有材料一律不予退回；
8.申报表请单独装订，主编签字、推荐单位盖章后和佐证材料一式两份，于2014年5月30日前，寄送至“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材第二次遴选工作办公室。
全册或成套教材目录（单册推荐教材不需填写）
一、教材基本情况
二、教材编者情况（包含主编在内的所有编者）
*“单位”请规范填写全称，仅填写学校名称，不填写院系。
三、申报理由（按推荐类型填写，不超过1000字）
四、教材使用情况（不超过1000字）
五、教材获省部级以上奖励情况（不超过1000字）
六、所有教材图书在版编目数据(CIP)查询截图
七、佐证材料目录（不超过1000字）
八、诚信承诺
九、申报单位意见
十、省级教育行政部门推荐意见。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
发展新能源可促进国内碳排放交易市场发展,改 善碳排放交易市场机制,为节能减排提供良好平台。
发展新能源能进一步完善我国清洁能源,能够促 进低碳技术发展,为发展低碳经济打下坚实基础。
发展新能源能改变我国单一的能源构成形式, 对于构建新的能源体系,摆脱传统化石能源的束 缚具有重要意义。
我国具有发展新能源丰富的资源条件和工业 基础。在国家大力支持下,新能源产业呈现良好 的发展势头, 但是,由于技术、体制、政策等方面 原因,新能源还有很长的路要走,未来新能源的发 展将是一条充满机遇和挑战之路。
石油消费量占全国能源消费总量的20.0%。虽然 石油产量和消费量都远远低于煤炭,但石油仍然是我国 第二大能源形式,对于我国经济发展是至关重要的。从 储量上看,我国石油储量远远低于我国煤炭的储量。 2013年底,我国石油储量为181亿桶,仅占全球石油总储 量的1.1%,石油储量非常缺乏。然而在我国石油储量相 对贫乏的情况下,我国的石油生产量是很大的,在我国石 油过度开发的情况下,我国石油未来的开发潜力极其有 限,未来面临石油资源枯竭的可能性。
新能源技术及其产业将成为带动我国未来产业 结构调整和经济结构调整的非常重要的新兴产业。 中央和各级地方财政根据《可再生能源法》的要求, 设立可再生能源发展专项资金。国家运用税收政策 对可再生能源发展予以支持。增加国家财政对可再 生能源领域的研发投入,鼓励科技创新,加强人才培 养,支持产学研合作,开展可再生能源的科学研究、 技术开发和产业化,完善保护知识产权的法制环境, 全面提高可再生能源技术创新能力和服务 水平。
风力发电是目前新能源开发技术最成熟,最有规模 化商业开发前景的发电方式,也是世界上增长最快的 新能源,在新能源发电装机容量中位居第一。
2. 太阳能发电 太阳能发电系统(也称光伏发电系统)由光伏电池
组、光伏控制器、蓄电池(组)组成。太阳能发电的 基本原理是利用光电效应,在阳光照到太阳能板上 时直接产生光生电流。光伏电池是太阳能发电系统 中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的 部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能,或送 往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。电池的质 量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
天然气是我国第三大化石能源,但是储量同样贫 乏。2013年底,我国天然气储量为33000亿立方米, 占全球天然气总储量的1.8%,居全球第13位。而我 国天然气开发还处于早期阶段,这说明如果未来不断 探明新的天然气储量,则我国天然气的开采年限还会 不断延长。
1.1.2 我国的能源资源消费现状
能源是一个国家经济增长和社会发展的基础资 源。我国改革开放以来,经济增长迅速,随着经济的 快速增长,能源消费量也有了显著的增长。一个国 家的能源消费量受到该国能源供给量和环境保护两 个方面的约束。
第1章 新能源发电与控制技术导论
1.1 能源结构与能源储备 1.2 能源的分类与新能源特点 1.3 新能源发电技术 1.4 发展新能源的意义
1.1 能源结构与能源储备
1.1.1 我国能源结构现状
随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提 高,我国能源消费总量也迅速增加,主要表现在两方面: 首先,我国年人均能源消费量逐年增加,导致一次能源 消费总量的快速增加;其次,石油、天然气等在所有一 次能源消费中所占比重将越来越大。然而由于我国 人均常规能源资源的相对不足,尤其是石油和天然气 等一次能源的对外依赖性过大,以及电力供应的全年 性缺乏,已经成为我国经济、社会可持续发展的一个 限制性因素。如果无法妥善解决这些问题,我国将面 临着相当严峻的能源形势。
水、蒸汽、干热等形式,源源不断地涌出地表,为人
类提供丰富而廉价的能源。地热发电是利用超过 沸点的中、高温地热(蒸汽)直接进入并推动汽轮机, 带动发电机发电,或者通过热交换利用地热来加热 某种低沸点的工作流体,使之变成蒸气,然后进入并 推动汽轮机,带动发电机发电。 7. 核能发电
核能的利用在世界的能源结构中占有重要地位,
首先,从能源供给方面看,能源消费量取决于能 源供给量。我国能源供给量虽然持续增长,但能源供 给量的增长已经无法满足经济增长对于能源的需求, 能源进口量持续增长,能源对外依存度逐年增长。
其次,能源消费量增加必然对环境造成负面影 响。随着我国能源消费量的不断增加,我国的二氧 化碳排放量已经于2003年超过欧盟并于2006年超 过美国成为目前全球最大的二氧化碳排放国。我 国目前正处在工业化和城镇化的中期阶段,面临经 济增长的压力,而经济增长必然增加我国能源消费 量,从而造成能源消费量过大,消费增长速度过快, 而这已经在一定程度上超出了我国的资源负载能 力和环境承受能力。控制我国能源消费量增长速 度,提高我国能源消费效率已经成为我国未来经济 发展和解决环境保护问题的当务之急。
3. 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。其单体电池是由正 负2个电极(负极即燃料电极,正极即氧化剂电极)及 电解质组成。
燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、
易维护及成本低的特点。随着燃料电池的商业化 推广,市场前景十分广阔。人们预测,燃料电池将 成为继火电、水电、核电后的第4代发电方式,它 将引发21世纪新能源与环境保护的绿色革命。
4. 生物质能发电 生物质能是指所有可以作为能源使用的源于植
物的物质。其在本质上是来源于太阳能,即为太阳能 的有机储存。 5. 潮汐发电
潮汐发电是利用潮水涨、落产生的水位差具有 的势能发电,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械 能,再把机械能转变为电能发电的过程。
6. 地热发电 地球是一个巨大的热仓库,其内部的热能通过热
1.2.2 新能源特点
新能源的各种形式都是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。
新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统 能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解 决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石 能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源 分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意 义。
1.1.3 我国可持续发展战略
当前,全球气候变暖和能源供应安全已成为世 界各国共同关注的重大战略问题,成为国际经济、 社会、政治、外交、安全等领域的重要话题。随 着我国经济的快速持续增长,能源资源环境也已成 为影响未来发展的严重制约因素。在这一新形势 下,大力开发利用可再生能源不仅是世界能源发展 的必然趋势,也是我国能源战略和可持续发展战略 的必然选择。在我国应对全球气候变化的国家行 动方案中,以及实施节能减排的工作方案中,都已 把加快可再生能源发展列为一项重大举措，前不 久,我国公布了《可再生能源中长期发展规划》。
因此,要在优化能源结构,吸收消化国外先进技 术,制定一系列利好新能源发展政策等方面加大 力度,促进新能源产业又好又快发展。
而铀又有着比可再生能源高得多的利用价值。
1.3.2 储能技术的应用
1. 蓄电池 蓄电池组来提高容量,优点是成本低,缺点是电池 寿命较短。
2. 抽水储能电站 3. 超导储能 4. 飞轮储能 5. 超级电容器储能 6. 氢储能
1.3.3 我国新能源的发展
我国是全球风电发展速度最快的国家。2007年,新 增风电机组3155台,新增装机容量330万kW,占全球总 装机容量的16.8%,仅次于美国和西班牙。
新能源技术的关键是针对传统能源利用方式的先 进性和替代性,主要包含:①高效利用能源;②资源综合 利用;③可再生能源;④替代能源;⑤节能。
1.3 新能源发电技术
1.3.1 新能源发电技术的应用
1. 风力发电 地球风能约为2.74×109MW,可利用风能为,是地
球2×107MW水能的10倍。只要利用上地球1%的风 能就能满足全球能源的需要。
我国地热发电研究在新中国成立后开始起了 发电量为60kW 的地热发电站。这是我国第一座地 热试验发电站。
1.4 发展新能源的意义
大力发展新能源,不管是从节能减排,还是从发 展低碳经济改善我国现有能源结构及保护生态环境, 促进经济社会可持续发展等方面,都具有重要的战 略意义。
我国的光伏电池制造水平比较先进,实验室效率已 经达到21%,一般商业电池效率为10%~14%。
生物质能发电在我国尚处于起步阶段,蔗渣/稻壳燃 烧发电、稻壳气化发电和沼气发电等技术已得到应 用,总装机容量约为800MW。
我国沿海已建成9座小型潮汐电站,1980年建成的 江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站,也是目前 世界上较大的一座双向潮汐电站,其总装机容量为 3200kW,年发电量为1070万kWh。
煤炭是我国最主要的能源形式,近几年来我国煤 炭生产和消费都有了明显的上升。2013年底,我国仅
排在全球煤炭储量的第三位。与我国煤炭的生产量
全球第一及储量全球第三的地位形成鲜明对比的是 我国煤炭的储采比,2013年底我国煤炭的储采比只有 31，我国的已探明煤炭储量只能持续生产31年。综 上所述,虽然我国煤炭的产量目前居世界第一,储量居 世界第三,但是我国煤炭产业存在严重的过度开采,相 对于发达国家,我国煤炭产业不具备可持续发展的能 力。因此,我国未来必须寻找适当的能源形式来代替 煤炭作为我国第一能源的地位和作用,以保证我国能 源经济的可持续发展。
1.2 能源的分类与新能源特点
1.2.1 能源的分类
能源也称能量资源或能源资源,是指可产生各种 能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的 物质的统称。
按其来源可分为: (1)来自地球外部天体的能源(主要是太阳能) (2)地球本身蕴藏的能量。 (3)地球和其他天体相互作用而产生的能量,如潮汐能。
发展新能源能进一步完善我国清洁能源,能够促 进低碳技术发展,为发展低碳经济打下坚实基础。
发展新能源能改变我国单一的能源构成形式, 对于构建新的能源体系,摆脱传统化石能源的束 缚具有重要意义。
我国具有发展新能源丰富的资源条件和工业 基础。在国家大力支持下,新能源产业呈现良好 的发展势头, 但是,由于技术、体制、政策等方面 原因,新能源还有很长的路要走,未来新能源的发 展将是一条充满机遇和挑战之路。
石油消费量占全国能源消费总量的20.0%。虽然 石油产量和消费量都远远低于煤炭,但石油仍然是我国 第二大能源形式,对于我国经济发展是至关重要的。从 储量上看,我国石油储量远远低于我国煤炭的储量。 2013年底,我国石油储量为181亿桶,仅占全球石油总储 量的1.1%,石油储量非常缺乏。然而在我国石油储量相 对贫乏的情况下,我国的石油生产量是很大的,在我国石 油过度开发的情况下,我国石油未来的开发潜力极其有 限,未来面临石油资源枯竭的可能性。
新能源技术及其产业将成为带动我国未来产业 结构调整和经济结构调整的非常重要的新兴产业。 中央和各级地方财政根据《可再生能源法》的要求, 设立可再生能源发展专项资金。国家运用税收政策 对可再生能源发展予以支持。增加国家财政对可再 生能源领域的研发投入,鼓励科技创新,加强人才培 养,支持产学研合作,开展可再生能源的科学研究、 技术开发和产业化,完善保护知识产权的法制环境, 全面提高可再生能源技术创新能力和服务 水平。
风力发电是目前新能源开发技术最成熟,最有规模 化商业开发前景的发电方式,也是世界上增长最快的 新能源,在新能源发电装机容量中位居第一。
2. 太阳能发电 太阳能发电系统(也称光伏发电系统)由光伏电池
组、光伏控制器、蓄电池(组)组成。太阳能发电的 基本原理是利用光电效应,在阳光照到太阳能板上 时直接产生光生电流。光伏电池是太阳能发电系统 中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的 部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能,或送 往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。电池的质 量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
天然气是我国第三大化石能源,但是储量同样贫 乏。2013年底,我国天然气储量为33000亿立方米, 占全球天然气总储量的1.8%,居全球第13位。而我 国天然气开发还处于早期阶段,这说明如果未来不断 探明新的天然气储量,则我国天然气的开采年限还会 不断延长。
1.1.2 我国的能源资源消费现状
能源是一个国家经济增长和社会发展的基础资 源。我国改革开放以来,经济增长迅速,随着经济的 快速增长,能源消费量也有了显著的增长。一个国 家的能源消费量受到该国能源供给量和环境保护两 个方面的约束。
第1章 新能源发电与控制技术导论
1.1 能源结构与能源储备 1.2 能源的分类与新能源特点 1.3 新能源发电技术 1.4 发展新能源的意义
1.1 能源结构与能源储备
1.1.1 我国能源结构现状
随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提 高,我国能源消费总量也迅速增加,主要表现在两方面: 首先,我国年人均能源消费量逐年增加,导致一次能源 消费总量的快速增加;其次,石油、天然气等在所有一 次能源消费中所占比重将越来越大。然而由于我国 人均常规能源资源的相对不足,尤其是石油和天然气 等一次能源的对外依赖性过大,以及电力供应的全年 性缺乏,已经成为我国经济、社会可持续发展的一个 限制性因素。如果无法妥善解决这些问题,我国将面 临着相当严峻的能源形势。
水、蒸汽、干热等形式,源源不断地涌出地表,为人
类提供丰富而廉价的能源。地热发电是利用超过 沸点的中、高温地热(蒸汽)直接进入并推动汽轮机, 带动发电机发电,或者通过热交换利用地热来加热 某种低沸点的工作流体,使之变成蒸气,然后进入并 推动汽轮机,带动发电机发电。 7. 核能发电
核能的利用在世界的能源结构中占有重要地位,
首先,从能源供给方面看,能源消费量取决于能 源供给量。我国能源供给量虽然持续增长,但能源供 给量的增长已经无法满足经济增长对于能源的需求, 能源进口量持续增长,能源对外依存度逐年增长。
其次,能源消费量增加必然对环境造成负面影 响。随着我国能源消费量的不断增加,我国的二氧 化碳排放量已经于2003年超过欧盟并于2006年超 过美国成为目前全球最大的二氧化碳排放国。我 国目前正处在工业化和城镇化的中期阶段,面临经 济增长的压力,而经济增长必然增加我国能源消费 量,从而造成能源消费量过大,消费增长速度过快, 而这已经在一定程度上超出了我国的资源负载能 力和环境承受能力。控制我国能源消费量增长速 度,提高我国能源消费效率已经成为我国未来经济 发展和解决环境保护问题的当务之急。
3. 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。其单体电池是由正 负2个电极(负极即燃料电极,正极即氧化剂电极)及 电解质组成。
燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、
易维护及成本低的特点。随着燃料电池的商业化 推广,市场前景十分广阔。人们预测,燃料电池将 成为继火电、水电、核电后的第4代发电方式,它 将引发21世纪新能源与环境保护的绿色革命。
4. 生物质能发电 生物质能是指所有可以作为能源使用的源于植
物的物质。其在本质上是来源于太阳能,即为太阳能 的有机储存。 5. 潮汐发电
潮汐发电是利用潮水涨、落产生的水位差具有 的势能发电,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械 能,再把机械能转变为电能发电的过程。
6. 地热发电 地球是一个巨大的热仓库,其内部的热能通过热
1.2.2 新能源特点
新能源的各种形式都是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。
新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统 能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解 决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石 能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源 分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意 义。
1.1.3 我国可持续发展战略
当前,全球气候变暖和能源供应安全已成为世 界各国共同关注的重大战略问题,成为国际经济、 社会、政治、外交、安全等领域的重要话题。随 着我国经济的快速持续增长,能源资源环境也已成 为影响未来发展的严重制约因素。在这一新形势 下,大力开发利用可再生能源不仅是世界能源发展 的必然趋势,也是我国能源战略和可持续发展战略 的必然选择。在我国应对全球气候变化的国家行 动方案中,以及实施节能减排的工作方案中,都已 把加快可再生能源发展列为一项重大举措，前不 久,我国公布了《可再生能源中长期发展规划》。
因此,要在优化能源结构,吸收消化国外先进技 术,制定一系列利好新能源发展政策等方面加大 力度,促进新能源产业又好又快发展。
而铀又有着比可再生能源高得多的利用价值。
1.3.2 储能技术的应用
1. 蓄电池 蓄电池组来提高容量,优点是成本低,缺点是电池 寿命较短。
2. 抽水储能电站 3. 超导储能 4. 飞轮储能 5. 超级电容器储能 6. 氢储能
1.3.3 我国新能源的发展
我国是全球风电发展速度最快的国家。2007年,新 增风电机组3155台,新增装机容量330万kW,占全球总 装机容量的16.8%,仅次于美国和西班牙。
新能源技术的关键是针对传统能源利用方式的先 进性和替代性,主要包含:①高效利用能源;②资源综合 利用;③可再生能源;④替代能源;⑤节能。
1.3 新能源发电技术
1.3.1 新能源发电技术的应用
1. 风力发电 地球风能约为2.74×109MW,可利用风能为,是地
球2×107MW水能的10倍。只要利用上地球1%的风 能就能满足全球能源的需要。
我国地热发电研究在新中国成立后开始起了 发电量为60kW 的地热发电站。这是我国第一座地 热试验发电站。
1.4 发展新能源的意义
大力发展新能源,不管是从节能减排,还是从发 展低碳经济改善我国现有能源结构及保护生态环境, 促进经济社会可持续发展等方面,都具有重要的战 略意义。
我国的光伏电池制造水平比较先进,实验室效率已 经达到21%,一般商业电池效率为10%~14%。
生物质能发电在我国尚处于起步阶段,蔗渣/稻壳燃 烧发电、稻壳气化发电和沼气发电等技术已得到应 用,总装机容量约为800MW。
我国沿海已建成9座小型潮汐电站,1980年建成的 江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站,也是目前 世界上较大的一座双向潮汐电站,其总装机容量为 3200kW,年发电量为1070万kWh。
煤炭是我国最主要的能源形式,近几年来我国煤 炭生产和消费都有了明显的上升。2013年底,我国仅
排在全球煤炭储量的第三位。与我国煤炭的生产量
全球第一及储量全球第三的地位形成鲜明对比的是 我国煤炭的储采比,2013年底我国煤炭的储采比只有 31，我国的已探明煤炭储量只能持续生产31年。综 上所述,虽然我国煤炭的产量目前居世界第一,储量居 世界第三,但是我国煤炭产业存在严重的过度开采,相 对于发达国家,我国煤炭产业不具备可持续发展的能 力。因此,我国未来必须寻找适当的能源形式来代替 煤炭作为我国第一能源的地位和作用,以保证我国能 源经济的可持续发展。
1.2 能源的分类与新能源特点
1.2.1 能源的分类
能源也称能量资源或能源资源,是指可产生各种 能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的 物质的统称。
按其来源可分为: (1)来自地球外部天体的能源(主要是太阳能) (2)地球本身蕴藏的能量。 (3)地球和其他天体相互作用而产生的能量,如潮汐能。