新能源发电技术课程报告
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新能源发电报告的主要技术和电力供应情况近年来,随着环境问题的日益突出以及对传统能源资源的紧缺,新能源发电逐渐成为全球关注的焦点。
本文将对新能源发电报告的主要技术和电力供应情况进行详细论述,分为六个小节:太阳能发电技术、风能发电技术、水力发电技术、地热能发电技术、生物质能发电技术以及电力供应情况。
一、太阳能发电技术太阳能是一种清洁、可再生的能源,其发电技术主要包括光伏发电和太阳能热发电。
光伏发电通过将光能转换成电能实现发电,主要应用于家庭和商业领域。
太阳能热发电则利用太阳能集热器将光能转化为热能,再通过发动机或蒸汽机产生电能,更多应用于大型发电站。
二、风能发电技术风能发电是利用风能将风能转换为机械能,进而转化为电能。
目前风能发电技术主要有风力涡轮机和风能帆板两种形式。
风力涡轮机是利用风力转动涡轮产生机械能,再经过发电机转化为电能。
风能帆板则是利用帆板接收风能,并通过传动装置转化为电能。
三、水力发电技术水力发电是利用水流的能量将其转换为机械能,再通过发电机转化为电能。
水力发电技术主要包括水轮发电和潮汐发电两种形式。
水轮发电利用水流的动能转动水轮,通过传动装置将机械能转化为电能。
潮汐发电则是利用潮汐的涨落差产生能量,通过涡轮转动转化为电能。
四、地热能发电技术地热能发电是指利用地下热资源将其转化为电能。
地热能发电技术主要包括地热蒸汽发电和地热热泵发电。
地热蒸汽发电通过利用地下高温热水产生蒸汽,再通过发电机转化为电能。
地热热泵发电则是利用地热能源产生低温热水,再通过热泵的工作原理将热能转化为电能。
五、生物质能发电技术生物质能发电是指利用生物质作为能源将其转换为电能。
生物质能发电技术主要包括生物质燃烧发电和生物质气化发电两种形式。
生物质燃烧发电通过将生物质燃烧产生高温高压蒸汽,再通过发电机转化为电能。
生物质气化发电则是将生物质气化产生合成气,再通过内燃机转化为电能。
六、电力供应情况随着新能源发电技术的快速发展,电力供应情况也呈现出明显的变化。
新能源发电技术研究报告解读随着全球对环境保护和可持续发展的关注日益增加,新能源发电技术在过去几十年里得到了越来越广泛的研究和应用。
本报告将对最新的新能源发电技术研究进行解读,以帮助读者了解这一领域的最新发展和前景。
一、背景介绍新能源是指能够替代传统能源并具有较低环境污染的能源形式,如太阳能、风能、水能等。
由于传统化石燃料对环境的负面影响日益显现,新能源发电技术成为人们重点关注的领域。
二、太阳能发电技术研究太阳能是一种广泛存在且资源丰富的新能源形式。
目前,太阳能光伏发电技术和太阳能热发电技术是最为成熟的两种太阳能发电技术。
太阳能光伏发电利用太阳能电池板将光能直接转化为电能,其优点是无污染、可再生且无噪音。
太阳能热发电则是利用太阳集热器将太阳能转化为热能,再通过热能驱动蒸汽涡轮机发电。
近年来,太阳能发电技术在高效转换、节能减排等方面取得了明显的突破,为可持续发展提供了重要支撑。
三、风能发电技术研究风能是一种广泛分布的、潜力巨大的新能源资源。
风能发电技术主要包括风力发电和风能海上开发两个方面。
风力发电通过风轮驱动发电机转子产生电能,适用于陆地和近海地区。
而风能海上开发则是针对海上风电资源进行的一种新型发电技术,其优势在于风能资源更加稳定、储量更丰富。
通过不断优化风力发电设备的结构设计和提高发电效率,风能发电在可再生能源领域发挥着越来越重要的作用。
四、水能发电技术研究水能是一种比较常见的新能源形式,其开发利用方式主要包括水力发电和潮汐能发电。
水力发电是利用水流驱动涡轮机,通过转动发电机产生电能。
潮汐能发电则是利用潮汐运动的涨落差驱动涡轮发电机发电。
随着水能发电技术的不断发展,正在探索新型水能发电设备的研制和系统优化,以提高发电效率和环境可行性。
五、新能源发电技术研究进展除以上提到的太阳能、风能和水能发电技术外,新能源发电的研究还涉及生物质能、地热能等等。
生物质能主要利用植物秸秆、垃圾等可再生生物质材料进行发电,具有广泛的适用性和低碳特性。
第1篇一、实验背景随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重,新能源技术的研究与开发成为当今世界的重要课题。
我国政府高度重视新能源产业的发展,大力推动能源结构的优化和能源消费方式的转变。
本实验旨在探讨新能源技术在实际应用中的创新实验,以期为我国新能源产业的发展提供有益的参考。
二、实验目的1. 了解新能源技术的基本原理和应用领域;2. 探索新能源技术在实际应用中的创新实验方法;3. 分析新能源技术的优缺点,为我国新能源产业的发展提供参考。
三、实验内容1. 新能源技术基本原理(1)太阳能技术:利用太阳能电池板将太阳光转化为电能。
(2)风能技术:利用风力发电机将风能转化为电能。
(3)生物质能技术:利用生物质资源(如秸秆、垃圾等)进行燃烧或发酵,产生热能或生物气体。
(4)地热能技术:利用地球内部的热能,通过地热发电或地热供暖等方式进行利用。
2. 新能源技术实际应用创新实验(1)太阳能光伏发电系统:采用太阳能电池板、逆变器、蓄电池等设备,实现太阳能发电、储能、供电一体化。
(2)风力发电系统:利用风力发电机将风能转化为电能,并配备储能装置,实现风力发电与电网的稳定对接。
(3)生物质能发电系统:采用生物质能锅炉、余热回收装置等设备,实现生物质能发电、供暖一体化。
(4)地热能发电系统:利用地热能发电机组,实现地热能发电、供暖一体化。
3. 实验结果分析通过对新能源技术实际应用创新实验的观察和分析,得出以下结论:(1)新能源技术具有清洁、可再生、环保等优点,是未来能源发展的重要方向。
(2)新能源技术在实际应用中存在一定的技术瓶颈,如储能技术、电网稳定性等问题。
(3)新能源技术具有广泛的应用前景,如家庭、工业、交通等领域。
四、实验结论本实验通过对新能源技术的实际应用创新实验,探讨了新能源技术在各个领域的应用,为我国新能源产业的发展提供了有益的参考。
在新能源技术的研究与开发过程中,应注重技术创新、产业链优化和产业生态建设,以实现新能源产业的可持续发展。
新能源技术创新实习报告引言:新能源技术的创新一直以来都是社会发展的关键领域之一。
为了更好地了解新能源技术的发展趋势和实践应用,我参加了一次为期两个月的新能源技术创新实习。
通过实习,我深入了解了新能源技术的研发过程、应用场景以及挑战,提升了自己的专业知识和实践能力。
本报告将详细介绍我的实习经历,并对新能源技术创新进行探讨和总结。
一、实习背景与目的1.1 实习背景本次实习是在一家新能源技术创新企业进行的,该企业专注于太阳能和风能等新能源技术的研发与应用。
实习期间,我主要参与了该企业的太阳能光伏发电系统的调试和优化工作。
1.2 实习目的通过实习,我希望能够深入了解新能源技术的应用现状和未来发展趋势,接触到实际项目,提升自己的技术能力和解决问题的能力。
同时,我也希望能够向导师和同事请教,学习他们在新能源技术领域的经验和技巧。
二、实习内容2.1 太阳能光伏发电系统调试和优化在实习期间,我参与了一项太阳能光伏发电系统的调试和优化工作。
通过与工程师团队的合作,我学习了光伏发电系统的构成和工作原理,了解了光伏组件的特性和输出功率的计算方法。
在调试过程中,我运用专业的仪器设备对太阳能光伏发电系统进行了测试和分析,发现其中的问题和潜在隐患。
通过分析测试数据,我找出了影响系统效率的关键因素,并与工程师团队一起提出了相应的改进方案。
在优化过程中,我独立完成了相关设备的调整和改造,并对系统进行了再次测试和评估。
2.2 技术研究和实践除了参与太阳能光伏发电系统的调试和优化,我还有机会参与了一些新能源技术的研究和实践项目。
通过参与这些项目,我扩展了自己的专业知识和技能,对新能源技术的应用前景和技术挑战有了更深入的了解。
我参与了一项关于风能利用的研究项目,通过模拟风力发电场景,评估了不同风机参数对发电效率的影响。
我还参与了一项关于储能系统的实践项目,了解了不同种类和容量的储能设备的特点及其在新能源系统中的应用。
三、实习收获实习期间,我不仅学到了许多新的专业知识,还提升了自己的实践能力和解决问题的能力。
新能源实验报告新能源实验报告引言:新能源是指相对于传统能源而言的一种清洁、可再生的能源形式。
随着全球能源危机的日益加剧以及环境污染问题的愈发突出,新能源的研究和应用变得尤为重要。
本实验旨在探究新能源的有效利用和应用,为未来能源发展提供科学依据。
一、太阳能实验太阳能是目前应用最广泛的新能源之一。
本实验通过搭建太阳能电池板发电系统,测试太阳能的转化效率。
实验中使用了不同类型的太阳能电池板,包括单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池板。
通过测量电池板的输出电压和电流,计算出太阳能的转化效率。
实验结果显示,单晶硅太阳能电池板具有最高的转化效率,而薄膜太阳能电池板则具有较低的转化效率,但其柔性和轻便的特点使其在特定场景下具有广泛应用前景。
二、风能实验风能是另一种常见的新能源形式。
本实验通过搭建风力发电机组,测试风能的转化效率。
实验中使用了不同类型的风力发电机组,包括垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机。
通过测量风力发电机的输出功率和风速,计算出风能的转化效率。
实验结果显示,水平轴风力发电机具有更高的转化效率,而垂直轴风力发电机则更适用于城市环境中的小型风力发电系统。
三、地热能实验地热能是一种利用地球内部热能的新能源形式。
本实验通过测量地下不同深度处的温度变化,探究地热能的潜力。
实验中使用了温度传感器将温度数据传输到计算机中进行分析。
实验结果显示,地下深度越深,温度变化越大,地热能的利用潜力也越大。
然而,地热能的开发和利用仍面临技术和经济上的挑战。
四、生物能实验生物能是一种利用生物质作为能源的新能源形式。
本实验通过研究生物质的燃烧特性,探究生物能的可持续性和环境影响。
实验中使用了不同种类的生物质,包括木材、秸秆和生物质颗粒。
通过测量燃烧产生的热量和废气中的污染物含量,评估生物能的利用效果和环境影响。
实验结果显示,生物质颗粒具有较高的热值和较低的污染物排放,是一种较为理想的生物能源。
结论:通过以上实验,我们可以得出以下结论:太阳能、风能、地热能和生物能都是具有潜力的新能源形式。
新能源专业技术报告范文英文回答:New Energy Technology Report.Introduction:The world is facing an urgent need to transition to sustainable energy sources in order to mitigate the effects of climate change and reduce carbon emissions. New energy technologies, such as solar, wind, geothermal, and hydropower, offer a promising path towards a clean and renewable energy future. This report provides a comprehensive overview of the latest advancements and challenges in new energy technologies, highlighting their potential and future development.Solar Energy:Solar energy has emerged as a leading renewable energysource, with its ability to harness sunlight and convert it into electricity. Solar photovoltaic (PV) panels have become increasingly efficient and cost-effective, making solar power a viable option for both residential and commercial use. Advances in thin-film solar panels and concentrated solar power (CSP) technologies are further expanding the potential of solar energy.Wind Energy:Wind power has also grown significantly in recent years, with large-scale wind farms being constructed in various locations around the world. Turbine designs have evolved to improve efficiency and reliability, while offshore wind farms offer the potential for even greater power generation. Research and development efforts are focused on optimizing blade designs and reducing noise pollution.Geothermal Energy:Geothermal energy utilizes heat from the Earth's crustto generate electricity or provide heat for buildings.Geothermal power plants are reliable and can operate 24/7, making them an attractive baseload energy source. Exploration and drilling techniques have improved, expanding the availability of geothermal resources worldwide.Hydropower:Hydropower continues to be a major source of renewable energy, accounting for a significant portion of global electricity generation. Large-scale hydropower projects, such as dams and reservoirs, provide a reliable and dispatchable power source. However, concerns over environmental impacts and land use are leading to the development of smaller-scale and more sustainable hydropower technologies.Challenges and Future Development:While new energy technologies offer great potential, they face a number of challenges and limitations. Intermittency, variability, and grid integration issuesneed to be addressed for solar and wind energy. Geothermal and hydropower projects require careful environmental assessments and sustainable resource management.Future research and development efforts will focus on improving efficiency, reducing costs, and developing innovative energy storage solutions. Integration of new energy technologies with smart grids and artificial intelligence (AI) will enhance grid stability and resilience. Collaboration and policy support are crucialfor the widespread adoption and commercialization of new energy technologies.Conclusion:New energy technologies are essential for achieving a sustainable energy future and reducing our reliance on fossil fuels. Solar, wind, geothermal, and hydropower offer a diverse range of renewable energy sources with the potential to meet growing energy demands. By addressing the challenges and investing in research and development, we can accelerate the transition to a clean and sustainableenergy system.中文回答:新能源技术报告。
一、实习背景随着全球能源结构的不断调整和新能源产业的快速发展,新能源发电在我国能源结构中的地位日益重要。
为了更好地了解新能源发电技术,提高自身的实践能力,我于近期参加了新能源发电仿真实习。
本次实习旨在通过虚拟仿真软件,对新能源发电系统进行操作、调试和分析,掌握新能源发电的基本原理和运行特点。
二、实习内容1. 仿真软件简介本次实习所使用的仿真软件为iSolarSim,该软件是一款基于海量数据库、自研核心算法与三维仿真模型的光伏发电仿真软件。
它具有仿真准、评估快、操作简、场景全等特点,能够对光伏电站及周边地理信息进行全要素耦合精准仿真,提升评估精度。
2. 仿真操作(1)建立光伏电站模型首先,在软件中建立光伏电站模型,包括光伏组件、逆变器、直流配电系统、交流配电系统等。
在建模过程中,需根据实际工程情况进行参数设置,如光伏组件功率、逆变器效率、电缆长度等。
(2)运行调试完成模型建立后,进行光伏电站的运行调试。
通过调整逆变器输出电压、电流等参数,使光伏电站达到最佳发电效果。
同时,对电站进行监控,确保运行稳定。
(3)数据分析在仿真过程中,实时监测光伏电站的发电量、损耗、功率曲线等数据。
通过对比分析,评估光伏电站的发电性能和稳定性。
3. 仿真结果分析(1)发电量分析通过仿真结果可以看出,在晴朗天气下,光伏电站的发电量较高;而在阴雨天气下,发电量明显下降。
这与实际光伏电站的运行情况相符。
(2)损耗分析在仿真过程中,对光伏电站的损耗进行了详细分析。
包括光伏组件损耗、逆变器损耗、电缆损耗等。
通过优化设备选型和运行策略,降低损耗,提高发电效率。
(3)功率曲线分析通过分析光伏电站的功率曲线,可以了解电站的发电特性。
在晴朗天气下,功率曲线较为平稳;而在阴雨天气下,功率曲线波动较大。
三、实习总结1. 通过本次实习,我对新能源发电技术有了更深入的了解,掌握了光伏发电的基本原理和运行特点。
2. 仿真软件的应用使我能够从虚拟环境中对新能源发电系统进行操作、调试和分析,提高了自身的实践能力。
新能源实训报告新能源实训报告(通用5篇)在日常生活和工作中,报告十分的重要,我们在写报告的时候要注意语言要准确、简洁。
我们应当如何写报告呢?以下是小编整理的新能源实训报告(通用5篇),欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
新能源实训报告1理论联系实际越来越受到人们的普遍关注,在课堂里学习到的知识如何才可以很好的联系到实际生活?如何才可以将课堂里的知识带到社会实践当中去?这些都受到了社会的普遍关注。
为了更好的将课堂里学习到的理论知识与社会实践相结合,加深对光信息科学与技术专业的了解与认识,进一步明确自己所选的专业方向。
越来越多的大学生选择到实践当中去,用自己在课堂里学习到的知识与实践结合,让实践来检验自己所学的理论知识。
选择到苏州节能产品展会实习,也是为了更好的将自己在课堂书本学习到的东西很好的应用到社会实践相结合,更好了解本专业。
所以,我于20xx年12月19日至20日和全班同学在班主任和邵理堂博士及江苏太阳能协会秘书长程老师的带领下到连云港市的几家新能源企业参观实习。
实习性质:专业认知实习实习目的:所谓认知实习,就是更好的了解自己的专业,并通过两天的社会调查,认识实践,接触实践,以此来明确自己以后的专业方向。
实习过程:作为一个大二学生,我很清楚的知道,自己的专业技术,社会经验,语言交流,对事物的正确认知能力不丰富。
所以,在自己能力还很弱的情况下,我更乐意从最基本的东西学起、做起。
我们学校就在连云港市区,这为我们的出行减少了很多麻烦,19日9时我们按原定计划从学校准时出发,我们的第一站是光热业的领军企业——太阳雨太阳能公司,我们在这里受到了他们的热情招待,他们细心地为我们介绍了企业的文化,发展过程,能力,及未来趋势,在这里我见到了以往从未见过的真空管,打破了以往我对真空管狭隘的认识;之后我们参观了他们公司的各个部门,尤其是五金部让我影响深刻,在这之前,我根本我发想象这么大的公司,五金零部件有自己生产,这体现了他们对产品的重视,在没有信得过的提供商的时候,自己生产才是质量的最重要保证,由于时间比较紧张,我们只是进行了参观式实习,既无法进一步了解这一光热界的巨头,略感遗憾。
新能源发电认知实习报告一、实习背景与目的随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重,新能源发电作为一种清洁、可再生的能源形式,越来越受到各国政府的重视和支持。
在我国,新能源发电已经成为能源结构调整和绿色低碳发展的重要方向。
为了加深我对新能源发电领域的了解,提高我的实践能力,我参加了新能源发电认知实习。
本次实习旨在通过实地参观和了解了新能源发电企业的生产流程、技术特点、运行模式等方面,使我更好地认识新能源发电行业的发展现状和趋势,增强我对新能源发电技术的认识和理解。
二、实习内容与过程在实习期间,我参观了多家新能源发电企业,包括太阳能光伏发电、风力发电和水电发电企业。
通过实地参观和与企业工作人员的交流,我对新能源发电有了更深入的了解。
在太阳能光伏发电企业,我了解了太阳能光伏板的制造过程,包括硅片制备、电池片组装、组件封装等环节。
同时,我还了解了光伏发电系统的运行原理和维护方法。
在风力发电企业,我参观了风力发电机的组装车间和运行控制中心。
通过实地观察,我了解了风力发电机的结构和工作原理,以及风力发电的运行模式和并网流程。
在水力发电企业,我参观了水电站的枢纽建筑物,包括大坝、发电机组、输电线路等。
通过实地参观和工作人员的讲解,我了解了水力发电的原理和过程,以及水电站的运行管理和维护保养。
三、实习收获与体会通过本次实习,我对新能源发电领域有了更深入的了解。
我认识到新能源发电作为一种清洁、可再生的能源形式,具有巨大的发展潜力和市场前景。
同时,我也意识到新能源发电技术的发展和应用需要克服一系列技术和管理上的挑战。
首先,新能源发电技术的研发和制造需要高水平的技术和设备。
例如,太阳能光伏板的制造需要高纯度的硅片和先进的电池片封装技术。
风力发电机的制造需要高性能的材料和精确的组装工艺。
这些技术和设备的研发和制造需要投入大量的资金和人力资源。
其次,新能源发电的运行和管理需要专业的技术和人才。
新能源发电企业的运行人员需要具备专业的技术知识和操作技能,以确保发电设备的正常运行和高效性能。
新能源发电技术课程报告专业:电力工程与管理班级:电力1101班*名:***学号:*********指导教师:**兰州交通大学新能源与动力工程学院太阳能热气流发电1太阳能气流发电技术1.1太阳能气流发电技术的工作过程太阳能热气流发电技术是利用太阳能和运用烟囱效应、涡轮机组发电技术进行发电的一种新的太阳能热发电技术,该技术具有资源丰富、清洁无污染、可再生、发电成本低、结构简单等优点。
本文在太阳能热气流发电系统的能量转换和输出功率理论基础上,设计搭建了一个小型的实验装置,对实验装置的温度场和烟囱出口风速进行了测量。
并通过改变系统几何尺寸,研究得出烟囱高度、烟囱直径、流道形式等几何尺寸对系统性能的影响规律。
同时,本文应用数值计算方法,在一定假设条件下,建立了太阳能热气流发电系统的数值计算模型。
采用FLUENT软件对太阳能热气流发电系统中的速度场和压力场进行了数值模拟,研究得出了集热棚直径、集热棚入口高度、烟囱形状、烟囱高度、烟囱直径等几何尺寸对系统性能的影响规律。
最后,本文对数值模拟的结果和实验结果进行了比较分析。
综合模拟和实验研究表明:在其他条件不变的情况下,集热棚入口高度对太阳能热气流发电系统的发电功率没有影响;烟囱直径存在最佳值,使系统的发电功率最大;太阳热气流发电系统的发电功率随集热棚直径、烟囱高度的增大而增大;烟囱形状为渐扩型时发电功率比较大,但其实际建造有困难;蓄热层黑度越高系统效率越高;集热棚和烟囱连接光滑流道比直角流道对系统更有利。
模拟和实验研究为实用性的太阳能热气流发电站的优化设计和建造提供了依据和指导,本文在研究了系统几何尺寸和形体变化对系统性能的影响的基础上设计了功率为200MW电站的合理尺寸。
1.2 太阳能气流发电的原理太阳能热气流发电,源于德国斯图加特大学J.S chlaich教授1978年提出的大胆构想。
该发电系统卞要由太阳能集热棚、导流烟囱和涡轮发电机组二部分构成。
集热棚采用透光目隔热的材料制成,用以吸收太阳辐射能量使棚内空气温度升高;位于集热棚中央的烟囱,高耸达数白米至上千米,烟囱上下自然压差有数十毛,在烟囱的抽吸和集热棚内热空气压力的联合作用下,烟囱引导棚内空气形成强大气流,驱动涡轮机带动发电机发电,其运行原理显然,太阳能热气流发电的能源直接来自太阳辐射,发电系统的作功工质来自空气,系统运行简便易行。
由于烟囱为圆筒状高耸建筑,是形成气流的关键部分,又是发电系统的重要标志,故太阳能热气流发电又称太阳能烟囱发电。
根据太阳能热气流发电的基本原理,它具有以下基本特点:这种发电系统是集热棚、烟囱、涡轮发电机等传统技术的集成,建造集热棚和烟囱的材料是玻璃、水泥、沙石和钢材等常规材料;集热棚地表或棚内装设的特殊蓄热装置(如水箱等)在太阳充足时吸收的大量热量,在天阴或夜间仍会不断释放,形成气流继续发电,因此,可以提高供电连续性;这种电站不需要燃料,也不需要冷却水,只占用沙漠和戈壁滩等荒芜土地。
因此,电站的建设成本不高,一次性投资与建造同容量水电站相当,但不存在侵占耕地、破坏资源及库区移民等问题;电站运行时不产生任何污染,还可能利用其温室效应等改善局域环境,社会效益更为显著。
:太阳能热气流发电的原理图2太阳能发电技术的发展现状2.1高效太阳能热气流发电系统的可行性分析太阳能热气流(烟囱式)发电技术现状我国太阳能热发电技术的研发工作始于20世纪70年代末,由于工艺、材料、部件及相关技术未得到根本解决,国家相关政策及研发导向重视程度不够,研发经费不足,使热发电项目的研发相对滞后,至今研发太阳能热气流发电系统示范性电站的工作尚未进行。
因此,我国太阳能热发电技术与国外差距很大。
当今世界,能源危机与环境污染是人类面临的最大挑战。
开发利用可再生洁净能源是能源发展的战略方向,也是21世纪经济发展中最具决定性影响的技术领域。
大力开发利用新能源和可再生能源,是我国优化能源结构,改善环境,促进经济社会可持续发展的重要战略措施之一,尤其对解决边疆、海岛、偏远地区以及少数民族地区的用能问题,具有十分重要的作用。
新能源和可再生能源主要包括:太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能,其中水能总资源6.76亿kw,可开发的水能资源为3.78亿kw,目前己开发利用11%;风能资源总量为16亿kw,约10%可供开发利用,到2000年底累计建成26个风电场,形成了34万千瓦的发电能力;太阳能资源更为丰富,全球年能量消耗的总和只相当于太阳40分钟投射到地球表面的能量,太阳光日照地球一天的能量,大约相当于全球目前所有发电厂运行250年的总发电能量。
我国可利用太阳能的国土面积占2/3以上,约600万平方公单,全年平均日照时间在2200~3300小时之间,年总辐射量超过1670kwh/mzm,开发利用前景十分广阔。
据国家林业局发布的第一次全国荒漠化、沙化土地监测结果,在我国960万平方公单的国土面积中,荒漠化土地面积267.4万平方公单,占国土面积的27.9%,沙化土地面积174.31万平方公单,占国土面积的18.2%,这些不毛之地主要分布在我国西部和北部。
另据中科院地理湖泊所报导,在我国西部680万平方公单的土地面积中,沙漠和戈壁滩面积达126万平方公单,其中新疆的荒漠面积约占全疆面积的一半,而青藏高原约有2/3以上的土地为高原寒漠和永久冻土地区,面积达150万平方公单。
但是,正是这些广裹地区,太阳能资源极为丰富。
2.2太阳能热气流发电技术的国内外研究概况1978年德国Schlaich教授提出太阳能热气流发电设想之后,1982年德国和西班牙合作在西班牙的Manzanares建造了第一座太阳能热气流发电原型电站集热棚直径为250m, 烟囱高200m,功率为100kw,并一直运行至今。
此后,一些国家开始关注这一技术的发展。
如美国先后建立了多个不同型式的太阳能热气流发电模型电站,开展了一系列基础性研究。
而拥有充足沙漠和阳光的印度、南非和澳大利亚相继开展了太阳能热气流电站的工程设计研究和技术经济评估。
其中,印度拉贾斯坦的塔尔沙漠100M W太阳能热气流发电站计划,己通过论证并即将实施。
不幸的是由于印、巴之间的核竞赛而被迫夭折。
南非在其沙漠城锡兴的200M W的太阳能热气流发电站计划,在论证之中。
最近,澳大利亚的沙漠太阳能热气流发电站计划,据报导己通过论证进入筹建之中,该电站集热棚直径5OOOm,烟囱高1000m,功率200M W,计划总投资3~4.5亿欧元。
近年还发表了一些太阳能热气流发电技术相关的研究报告,内容涉及结构模型、能量转换、发电质量控制以及可能产生的环境效应等方面。
但是,二十年来太阳能热气流发电始终未能得到大规模推广。
主要原因在于,发达国家一直坚定地维护其以油、气为主体的优势能源结构,只是近年由于受环境和资源的双重压力,才开始重视对再生能源的研究开发。
但是,作为太阳能热气流发电思想的发源地欧洲,由于缺乏丰富的沙漠太阳能资源,因而也就缺乏进一步推进这一技术的热情和动力。
至于大多数发展中国家,由于经济技术不发达,有些甚至尚处在解决温饱问题阶段,故虽拥有丰富的沙漠太阳能资源,也无力开发利用。
唯独我国,从国情出发,非常适合于大规模开发太阳能热气流发电,其对改善我国的能源结构,缓解我国的能源与环境的矛盾,意义重大而深远。
3太阳能热气流发电技术特点传统的发电方式相比,新型的太阳能热气流发电系统具有设计简单、取材方便、运行可靠、运动部件少、维修方便、维修及运营成本低廉、无环境污染、昼夜运行连续稳定、使用周期长等特点。
具体体现在以下几个方面:(1)能量收集稳定,技术简洁廉价,荒漠环境改善。
(2)研究表明,影响电站运行特性的因素有云遮、空气中的尘埃、集热器的清洁度、土壤特性、环境风速、大气温度叠层、环境气温及大篷和烟囱的结构质量等。
3.1太阳能热气流发电环境效应太阳能与风能存在着天然的季节互补、气候互补性和昼夜互补性。
实施联合开发,必将降低发电容量的峰谷波动,提高供电稳定性和电能品质,从而提升资源利用效益。
众所周知,所有荒漠化、沙化地区的生态环境都非常脆弱。
土地表层干旱松散是沙化内因,频繁强劲的大风吹蚀是沙化外因。
故成功的治理经验是:造林种草、防风治沙,形成良性循环的生态系统。
采用太阳能热气流发电,可以使大面积的荒漠化、沙化地表被集热棚覆盖,切断了裸露的沙源。
若再合理布置风电机组群,组成大面积分层、立体风机阵列,从而形成风场屏障和风力阻尼。
这就从沙源和风势两个方面缓解了沙尘暴的强度。
此外,由于太阳能热气流电站的导流烟囱高耸入云,其所产生的强烈上升热气流与高空冷气流相会,形成积雨云,增加了局部降雨的机会。
而在地下水较富集地区,更可利用部分电能抽水浇灌,因而实现荒漠绿化也是完全可能的。
3.2太阳能热气流发电对我国能源发展的影响由于太阳能热气流发电的单元规模可达到50~300M W,因而太阳能热气流发电是实现太阳能大规模开发的重要途径;我国的荒漠化、沙化面积约占国土总面积的1/3,在这些地区,太阳能资源极为丰富。
这就为我国大规模开发太阳能热气流发电变荒为宝提供了物资资源条件,并为本世纪上半叶乃至中叶即聚变能实现之前扭转我国能源困境提供了一条有效途径;大规模开发太阳能热气流发电,应同时大幅度提高电力在我国终端能源结构中的比例,落实以电力为中心的能源建设方针;充分利用节余的燃煤,转型发展煤的液化、气化以弥补我国油、气资源之不足,提高国家的能源(石油)安全;发展基于太阳能热气流发电的电解制氢和海水淡化,可进一步缓解我国油、气、水资源的压力;密切关注聚变研究的进展,为保障本世纪下半叶及以后我国能源持续发展作好准备。
3.3太阳能热气流电站新技术1.立式集热板太阳能热气流发电系统由于目前的太阳能烟囱效率普遍较低,为提高太阳能热气流电站的运行效率提高其竟争性,一些新的太阳能热气流发电技术也在积极研发之中。
青岛科技大学的周艳博士结合了太阳能烟囱发电和太阳能集热技术提出了一种依托于高楼建筑的立式集热板太阳能热气流发电系统。
该系统的主要部分有立式的集热墙、蓄热装置、绝热层透平发电机组成。
传统的大面积集热棚贝立式的烟囱外墙和选择性吸收涂层所代替,因而大大节省了系统的占地面积,集热器和建筑物绝热外墙之间形成的通道代替传统的太阳能烟囱。
空气在烟囱内被自下而上不断加热密度减小,从而引起浮升运动带动底部的透平机发电。
这样的设计使得太阳能热气流发电可以适用于人口稠密的城市地区。
2.螺旋型太阳能集热棚为解决太阳能热气流电站集热棚占地面积大、材料消耗高等问题,华中科技大学的李卉梓、陈念桥等人在2009年提出了螺旋型太阳能集热棚的概念。
通过对该集热棚电站系统的模拟分析表明相对于西班牙Manzanare*电站,在同等输出功率下新型电站的集热棚半径减小了25 %,材料用量减少了44 %,因此显不出明显的经济性和商业优势。