大工16春《新能源发电》大作业题目及要求--可就直接上交Word文档下载推荐.docx
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如果将这些储热的1%转化成电力,也将相当于有140亿千瓦装机容量,为美国现今发电能力的20倍以上。
海洋能利用最早是从利用潮汐能开始的。
11世纪就出现了潮汐磨坊。
1966
年法国建成朗斯潮汐电站,装机容量24万千瓦,是目前世界上规模最大的潮汐能发电站(见彩图)。
1981年中国江厦潮汐试验电站
第一台500千瓦机组正式投产。
世界
第一个波能转换装置的专利是法国于1779年取得的。
1965年,日本研制用于航标灯的波力发电装置获得成功。
现在日本、英国、挪威和中国等国家正在进行多种波力发电试验研究,其中较大型的是日本等5国在日本海试验的“海明号”波力发电船,
第一期试验年发电量19万度,
并初步成功地把电力输送到了岸上。
日本还建立了岸式波力发电试验站。
中国研制出采用对称翼型空气涡轮机的新型波力发电装置,装在南海海域航标灯浮上试用。
1881年法国人首先提出海水温差能利用的原理。
20世纪70年代以来,美国用在研究海洋热能转换的经费在世界上占居首位。
1979年,美国在夏威夷岛海域驳船上进行了50千瓦装机容量海水温差发电试验。
其后,日本在瑙鲁岛建立岸式试验性海水温差电站,装机容量100千瓦。
二、海洋能资源的分布及特点。
1、海洋温差发电是以非共沸介质(氟里昂-22与氟里昂-12的混合体)为媒质,输出功率是以前的1.1~1.2倍。
一座75千瓦试验工厂的试运行证明,由于热交换器采用平板装置,所需抽水量很小,传动功率的消耗很少,其他配件费用也低,再加上用计算机控制,净电输出功率可达额定功率的70%。
一座3000千瓦级的电站,每千瓦小时的发电成本只有50日元以下,比柴油发电价格还低。
人们预计,利用海洋温差发电,如果能在一个世纪内实现,可成为新能源开发的新的出发点。
2、潮汐发电汹涌澎湃的大海,在太阳和月亮的引潮力作用下,时而潮高百丈,时而悄然退去,留下一片沙滩。
海洋这样起伏运动,日以继夜,年复一年,是那样有规律,那样有节奏,好像人在呼吸。
海水的这种有规律的涨落现象就是潮汐。
潮汐发电就是利用潮汐能的一种重要方式。
据初步估计,全世界潮汐能约有10亿多千瓦,每年可发电2~3万亿千瓦时。
我国的海岸线长度达18000千米,据1958年普查结果估计,至少有2800万千瓦潮汐电力资源,年发电量最低不下700
亿千瓦时。
世界著名的大潮区是英吉利海峡,那里最高潮差为14.6米,大西洋沿岸的潮差也达4~7.4米。
我国的杭州湾的"
钱塘潮"
的潮差达9米。
据估计,我国仅长江口北支就能建80万千瓦潮汐电站,年发电量为23亿千瓦时,接近新安江和富春江水电站的发电总量;
钱塘江口可建500万千瓦潮汐电站,年发电量约180多亿千瓦时,约相当于10个新安江水电站的发电能力。
早在12世纪,人类就开始利用潮汐能。
法国沿海布列塔尼省就建起了"
潮磨"
,利用潮汐能代替人力推磨。
随着科学技术的进步,人们开始筑坝拦水,建起潮汐电站。
法国在布列塔尼省建成了世界上
第一座大型潮汐发电站,电站规模宏大,大坝全长750米,坝顶是公路。
平均潮差8.5米,最大潮差13.5米。
每年发电量为5.44
我国解放后在沿海建过一些小型潮汐电站。
例如,广东省顺德县大良潮汐电站(144千瓦)、福建厦门的华美太古潮汐电站(220千瓦)、浙江温岭的沙山潮汐电站(40千瓦)及象山高塘潮汐电站(450千瓦)
我国可开发潮汐能资源主要在福建和浙江两省,占全国的88.6%,各省分布情况见下表。
表:
我国可开发潮汐电站一览表省、地区装机容量(万千瓦)年发电量(亿千瓦时)
福建1032..82
浙江880.264.04
长江口北支70..80
广东64.7.20
辽宁58.6.
广西壮族自治区38.0.92
山东11
..63
河北0..09
江苏0..04
合计.8.68
说明:
本次普查未包括台湾省资源,故表中未列。
河北省数字包括天津市;
江苏省数字中包括上海市。
这次普查中,根据调查研究的深度分为四类:
一类指已建、在建和具有初步设计深度的潮汐电站;
二类指已进行了一定地质勘探和规划设计工作的潮汐电站;
三类指已进行过现场查勘和初步规划的站点;
四类指未达到一至三类资源或开发条件较差的站点。
一到四类资源按装机容量计算,比重分别为0.18%、
2.85%、29.59%和67.54%;
按年发电量计算,其比重分别为0.21%、4.2%、
31.15%和64.63%。
上述统计数字表明,已做过一定工作的一至三类资源不足三分之一。
在潮汐能利用上,我国与世界各国一样,尚处在试验阶段。
虽然我国从1958
年开始利用潮汐建设一些小发电站,但因当时技术条件所限,质量较差,大部分已报废拆除。
我国已建成的最大的潮汐电站是浙江乐清县的江厦潮汐电站,装机容量3100千瓦,年发电量1070万千瓦时,已全部投产发电;
其次为山东乳山县白沙口潮汐电站,设计装机容量960千瓦,年发电量191万千瓦时,已有2台机组共160千瓦并网发电。
我国潮汐能资源理论蕴藏量占世界各国的3.7%,而可开发潮汐能资源按年发电量计算占世界各国的34%~44%。
可见我国潮汐能资源的可开发程度很高,开发条件比较好。
展望未来,潮汐发电具有诱人的前景。
相信不久的将来咆哮的海潮将会被人类充分利用,从而得到电力和别的好处。
三、对海洋能的利用发展趋势的展望。
海浪蕴藏的总能量是大得惊人的。
据估计地球上海浪中蕴藏着的能量相当于90万亿千瓦时的电能。
海洋能的利用目前还很昂贵,以法国的朗斯潮汐电站为例,其单位千瓦装机投资合1500美元(1980年价格),高出常规火电站。
但在海洋能利用的过程中,还能获得其他综合效益。
如潮汐电站的水库能兼顾水产养殖、交通运输;
海洋热能转换装置获得的富含营养盐深层海水,可用于发展渔业;
开路循环系统能淡化海水和提取含有用元素的卤水;
大型波力发电装置可同时起到消波防浪,保护海港、海岸、海上建筑物和水产养殖场等的效果。
目前在严重缺乏能源的沿海地区
(包括岛屿),把海洋能作为一种补充能源加以利用还是可取的。
随着世界能源需求的日益增长和海洋能利用技术的提高,从长远看,海洋能的利用将成为世界新能源的重要方面。
四、总结中国利用海洋能是从潮汐能开始的,在沿海已建成一些潮汐发电站,其中建在浙江乐清湾内的江厦港电站是中国最大的潮汐发电站,也是世界上
第三大潮汐发电站,80年代以来获得较快发展,航标灯浮用微型潮汐发电装置已趋商品化,与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置,已向国外出口,该技术属国际领先水平。
中国潮流发电研究始于20世纪70年代末。
温差发电研究始于20世纪80年代初,国家海洋局
第一海洋研究所在“十一五”期间重点开展了闭式海洋温差能利用的研究,完成了海洋温差能闭式循环的理论研究工作,并完成了250W小型温差能发电利用装置的方案设计。
进入21世纪尤其是十八大以来,随着传统能源的不断枯竭以及环保的压力,海洋能的利用将成为我国新能源发展的重要项目。
大连理工大学网络教育学院
太阳能的利用综述学习中心:
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专升本专业:
201*年春秋季学号:
********
201*年0*月0*日太阳能的利用综述一、太阳能利用现状能源问题关系我国经济发展、社会稳定和国家安全,以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展,是我国现代化建设中一项长期的重大战略任务。
党的十七届五中全会,在对我国
“
第十二个五年规划”建议中
,提出了三个重大转型,其中
第二个转型,就是从高碳向低碳转型。
经过几十年的努力,特别是经过“
十一五”,开发利用再生能源、清洁能源,已在我国形成相当的产业规模,其中太阳能的利用,可谓方兴未艾。
从世界范围来看,太阳能的利用技术已是当今世界各国索取新能源和利用新能源,进行节能、环保的重要研究项目之一。
太阳能是清洁、廉价的可再生能源,取之不尽用之不竭。
每年到达地球表面的太阳能辐射能约为目前全世界所消耗的各种能量的1万多倍。
我国有较丰富的太阳能资源,约有的国土年辐射时间超过2200小时,年辐射总量超过5000MJ/m2
。
全年照射到我国广大面积的太阳能相当于目前全年的煤、石油、天然气和各种柴草等全部常规能源所提供能量的2000多倍。
全国各地太阳年辐射总量为3340~MJ/
m2,中值为MJ/m2。
从我国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大,尤其是青藏高原地区最大。
全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小,尤其是四川盆地最低。
太阳能利用的基本原理,就是将太阳辐射能通过一定的手段(措施)
将其转换成热能或电能,加以利用。
我国太阳能利用从整体来看,起步比较晚,上个世纪七、八十年代开始研发,但工业化发展速度很快。
二、太阳能利用方式1、太阳能光热技术太阳能光热技术是指将太阳辐射能转化为热能进行利用的技术。
太阳能光热技术的利用通常可分直接利用和间接利用两种形式。
太阳能采暖技术是太阳能利用领域最成熟、最实用
、最环保并能产生巨大经济效益和社会效益的实用技术之一。
它的基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用
目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器等4
种。
通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(<
200℃
)、中温利用
(200~800℃
)和高温利用
(>
800℃
)。
目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。
太阳能光热技术分直接利用和间接利用两种形式:
常见的直接利用方式有以下四种方式:
(1)
、利用太阳能热水器提供生活热水;
最广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。
太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。
此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用,另外尚可能有强制循环用的水,以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。
依循环方式太阳能热水系统可分自然循环式和强制循环式两种:
自然循环式的储存箱置于收集器上方。
水在收集器中接受太阳辐射的加热,温度上升,造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差,因此引起浮力,此一热虹吸现像,促使水在除水箱及收集器中自然流动。
由与密度差的关系,水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。
此种型式因不需循环水,维护甚为简单,故已被广泛采用。
强制循环式的热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。
当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时,控制装置将启动水使水流动。
水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流,引起热损失。
由此种型式的热水系统的流量可得知(因来自水的流量可知),容易预测性能,亦可推算于若干时间内的加热水量。
如在同样设计条件下,其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处,但因其必须利用水,故有水电力、维护
(如漏水等)以及控制装置时动时停,容易损坏水等问题存在。
因此,除大型热水系统或需要较高水温的情形
,才选择强制循环式,一般大多用自然循环式热水器。
(2)
利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风;
目前技术比较成熟且应用比较广泛的是太阳能热水器及蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥等。
其他几种技术还处于研究开发阶段,且由于一次性投资较大,要想走向市场和大范围推广尚需时日
太阳能间接利用的主要形式有:
太阳能吸收式制冷;
太阳能吸附式制冷;
(3)
太阳能喷射制冷。
但目前也还处于研究阶段,有的仅仅制造出了样机,尚未形成定型产品和批量生产。
2、太阳能光电技术太阳能之所以引起全世界的关注,一个重要原因是:
由于这些年来人们对太阳能光电池所做的努力,已经使多晶硅光电池转化率达到15%,单晶硅光电池转化率是20%,砷化镓光电池是25%,在实验室中特制的砷化镓光电池甚至已高达35%-36%!
新能源--太阳能未来的大规模利用是用来发电。
利用太阳能发电的方式有多种。
目前已实用的主要有以下两种。
①光—热—电转换。
即利用太阳辐射所产生的热能发电。
一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。
前一过程为光—热转换,后一过程为热—电转换。
②光—电转换。
其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。
太阳能光电转换系统主要由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池、负荷等部分组成。
其中
,光电池组件由多个单晶硅或多晶硅单体电池通过串并联组成,其主要作用是把光能转化为电能;
充放电控制器主要用来控制蓄电池的充电和放电,并具有反向放电保护功能和极性反接电路保护功能,还能够实现对系统的监控和数据采集;
蓄电池为系统的储能设备,它的主要作用是将太阳能电池所产生的电能储存起来,在用户需要时提供能源。
在现有太阳能光电池的发电模式中,多数采用方位固定的大面积的平板式光电转化模式。
这一模式的广泛利用
,有赖于有大规模的廉价的并有一定转化率的光电池的供应。
但是,如果能有高转化率的聚光光电池供应,亦即这一光电池不仅在通常太阳光的辐照下能维持25%至35%的光转化率,而且能在聚光条件下,如将太阳光聚光300至700倍,仍能维持较高转化效率和较长工作寿命的话,(当然,这一聚光光电池必须伴有一效率较高的散热系统,否则会被太阳烧蚀,将能期望用较少量的聚光电池,获得较大的光伏电能。
3、光化学转换技术光化学转换技术亦称光化学制氢转换技术,就是将太阳辐射能转化为氢的化学自由能,通称太阳能制氢,属于另一类太阳能利用途径。
是目前太阳能应用的三种主要技术方式之一。
这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。
它包括光合作用、光电化学作用
、光敏化学作用及光分解反应。
光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。
其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。
植物靠叶绿素把光能转化成化学能,实现自身的生长与繁衍,若能揭示光化转换的奥秘,便可实现人造叶绿素发电。
目前,太阳能光化转换正在积极探索、研究中。
三、对太阳能的利用发展趋势的展望我们相信随着科技水平的逐步提高,我国太阳能利用也将在更多的领域得到有效、合理、大规模的应用。
1、在高层建筑应合理利用太阳能光热及光电技术,不但能有效缓解电力供应的压力,也更加节能环保,在我国具有广阔的应用前景。
2、在太阳能光化学转换方面,我国也应加大基础研发的支持力度,争取在此领域内走在国际先进行列。
3、在太阳能干燥技术的应用方面也会有一定的发展,特别是一些小型、简易的太阳能干燥室,在太阳日照条件好,而经济又欠发达的偏远地区,有较好的应用前景。
4、太阳能利用技术的几点建议:
(1)、太阳能利用技术应引起政府部门、大专院校及全国人民足够的重视。
(2)、增加科研投入,不断提高太阳能利用的效率,降低利用成本。
(3)、希望我国政府对太阳能利用技术给予政策上的充分鼓励与扶持,增加科研、生产等方面的经费投入并加大宣传力度。
四、总结太阳能热利用是人类太阳能利用开发中一个重要内容,在最近几十年里必将得到了实质性的发展,诸多技术日趋成熟并形成了产业。
目前,太阳能热利用正朝着高技术、高品味、大规模的方向发展。
随着我国经济建设规模的不断扩大,环境问题越来越引起全社会的广泛关注,传统的能源结构已经不能适应经济、社会和环境的可持续发展要求,因此促进可再生能源的开发利用已经成为我国能源建设的一项紧迫任务,目前中国政府已经着手订立《中华人民共和国可再生能源促进法》
,以鼓励和支持中国可再生能源行业的健康有序发展。
相信中国的太阳能产业能借着这股东风,在激烈的国际市场竞争中健康发展,也使太阳能利用这种具有可持续发展理想特征的能源技术进入中国的能源结构并成为能源主体的构成之一。
我们相信,人类的未来将是一个太阳能时代的未来!
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