新能源發(fā)電技術簡介

1、2022-2-121多種新能源的發(fā)電技術多種新能源的發(fā)電技術2022-2-1222022-2-123主要內(nèi)容主要內(nèi)容氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術 1空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電與應用技術 2地熱能發(fā)電與應用技術地熱能發(fā)電與應用技術 34海洋能發(fā)電與應用技術海洋能發(fā)電與應用技術 2022-2-1249.1氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術氫能及氫燃料電池發(fā)電與應用技術 1.1 氫能簡介氫能簡介作為二次能源的電能，可從各種一次能源中生產(chǎn)出來，例如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能、水力、潮汐能、地熱能、核燃料等均可直接生產(chǎn)電能。而作為二次能源的汽油和柴油等則不然，生產(chǎn)它

2、們幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機的出現(xiàn)、在開發(fā)新的二次能源的同時人們期待的新的二次能源。 2022-2-1257.1.2 氫燃料電池發(fā)電與應用技術氫燃料電池發(fā)電與應用技術 1、燃料電池的基本工作原理、燃料電池的基本工作原理2022-2-1262、燃料電池的分類、燃料電池的分類按按電電解解質(zhì)質(zhì)性性質(zhì)質(zhì)不不同同來來區(qū)區(qū)分分 按按工工作作溫溫度度范范圍圍不不同同 .堿性燃料電池（堿性燃料電池（Alkaline Fuel Cell，AFC） 質(zhì)子交換膜

3、燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC） 磷酸燃料電池磷酸燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC） 熔融碳酸鹽燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC） 固態(tài)氧化物燃料電池固態(tài)氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC） 低溫型燃低溫型燃料電池料電池 中溫型燃中溫型燃料電池料電池 高溫型燃高溫型燃料電池料電池 堿性燃料電池堿性燃料電池 質(zhì)子交換膜燃質(zhì)子交換膜燃料電池料電池 磷酸燃料電池磷酸燃料電池 熔融碳酸鹽熔融碳酸鹽

4、燃料電池燃料電池 固態(tài)氧化物固態(tài)氧化物燃料電池燃料電池 7.1.2 氫燃料電池發(fā)電與應用技術氫燃料電池發(fā)電與應用技術 2022-2-127各種氫能燃料電池展示各種氫能燃料電池展示2022-2-1283、燃料電池發(fā)電與控制技術、燃料電池發(fā)電與控制技術 燃 料重整系統(tǒng)空氣供應系統(tǒng)控制系統(tǒng)DC/AC變換系統(tǒng)剩氣循環(huán)系統(tǒng)排熱回收系統(tǒng)燃料燃料空氣電力熱輸出（高溫燃料電池）燃料電池發(fā)電系統(tǒng)構成框圖燃料電池發(fā)電系統(tǒng)構成框圖 2022-2-1299.1.2 氫燃料電池發(fā)電與應用技術氫燃料電池發(fā)電與應用技術 4、燃料電池的發(fā)展與應用燃料電池的發(fā)展與應用 近年來，許多國家和地區(qū)都將燃料電池技術與相關設施產(chǎn)業(yè)的開發(fā)

5、緊緊聯(lián)系近年來，許多國家和地區(qū)都將燃料電池技術與相關設施產(chǎn)業(yè)的開發(fā)緊緊聯(lián)系起來作為國家重點研發(fā)項目，例如美國的起來作為國家重點研發(fā)項目，例如美國的“展望展望21世紀（世紀（Vision 21）”、“自由自由車（車（Freedom CAR）”、“自由燃料（自由燃料（Freedom Fuel）”，日本的，日本的“新日光計新日光計劃（劃（New Sunshine Programe）”，以及歐洲的，以及歐洲的“焦耳計劃（焦耳計劃（JOULE）”等。等。燃料電池在電動汽車上也得到了很大的發(fā)展。燃料電池在電動汽車上也得到了很大的發(fā)展。 uPAFC利用余熱提供暖氣和熱水，可大幅增加能源綜合利用效率。 uPE

6、MFC 的發(fā)電效率在輸出端只有35%-45%，但同時能獲得熱水。綜合效率能達到60%-70%，可以在低溫下工作，功率輸出密度高，可以小型化，操作容易。 uMCFC 工作溫度高，余熱溫度也變得非常高，可以和燃氣機、蒸汽機、等組合構成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。 uSOFC 是工作溫度最高的燃料電池，可以在沒有催化劑的條件下，在電池內(nèi)部進行天然氣的改質(zhì)反應，可望用于不需要改質(zhì)器的電源。 2022-2-12102 空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電是一種利用太陽能產(chǎn)生動力的發(fā)電方法空氣能發(fā)電是一種利用太陽能產(chǎn)生動力的發(fā)電方法。它是在大地表面豎設一座由地面至高空的管道系統(tǒng)，。它是在大地表面豎設一座由

7、地面至高空的管道系統(tǒng)，以大地表面空氣為工作介質(zhì)，利用地球引力將空氣壓縮以大地表面空氣為工作介質(zhì)，利用地球引力將空氣壓縮，利用太陽的光和熱加熱空氣，使管內(nèi)空氣獲得能量，利用太陽的光和熱加熱空氣，使管內(nèi)空氣獲得能量，產(chǎn)生熱壓膨脹力，與管外空氣柱壓力產(chǎn)生的浮舉力共同產(chǎn)生熱壓膨脹力，與管外空氣柱壓力產(chǎn)生的浮舉力共同作用到管道系統(tǒng)內(nèi)部，克服管內(nèi)空氣重力和驅動管內(nèi)空作用到管道系統(tǒng)內(nèi)部，克服管內(nèi)空氣重力和驅動管內(nèi)空氣輪發(fā)電機組旋轉發(fā)電。氣輪發(fā)電機組旋轉發(fā)電。2022-2-12112 空氣能發(fā)電與應用技術空氣能發(fā)電與應用技術空空氣氣能能發(fā)發(fā)電電方方式式 空氣能發(fā)電與水力發(fā)電方法類似，它們都是利用中間媒體克服工

8、作介質(zhì)重力而升至高空，利用工作介質(zhì)自重壓力產(chǎn)生的勢能推動工作輪機發(fā)電。不同之處是工作介質(zhì)不同：一個是液態(tài)、一個是氣態(tài)。 另一種空氣能利用的方法就是空氣源熱泵技術?？諝庠礋岜眉夹g是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源，經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供)暖或供應熱水，整個系統(tǒng)集熱效率甚高。2022-2-12124、空氣能發(fā)電技術原理圖、空氣能發(fā)電技術原理圖2022-2-1213空氣能發(fā)電機展示空氣能發(fā)電機展示2022-2-12149.3 地熱能發(fā)電與應用技術地熱能發(fā)電與應用技術9.3.1 地熱能概述地熱能概述 所謂地熱能(

9、geothermal energy)，簡單地說就是來自地下的熱能，即地球內(nèi)部的熱能。它有兩種不同的來源，一種來自地球外部，一種來自地球內(nèi)部。 地熱能是來自地球深處的可再生熱能。其儲量比目前人們所利用的總量多很多倍，而且集中分布在構造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。 在地球內(nèi)部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質(zhì)的碰撞過程中便轉變成了熱能。 2022-2-12159.3.1 地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電 地熱發(fā)電：地熱發(fā)電：是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術。地熱發(fā)電和火力發(fā)電的基本原理是一樣的，都是將蒸汽的熱能經(jīng)過汽輪機轉變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。地熱發(fā)電的過程，就

10、是把地下熱能首先轉變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。地熱能發(fā)電是利用高溫地熱資源進行發(fā)電的方式。 所不同的是，地熱發(fā)電不像火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料。2022-2-12169.3.1 地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電 地地熱熱電電站站類類型型 利用地熱蒸汽發(fā)電：利用地熱蒸汽發(fā)電：系統(tǒng)最簡單，經(jīng)濟性也高，主要分布在幾系統(tǒng)最簡單，經(jīng)濟性也高，主要分布在幾個地熱帶上，如美國的蓋塞爾斯、意大利的拉德瑞羅、日本的個地熱帶上，如美國的蓋塞爾斯、意大利的拉德瑞羅、日本的松川、墨西哥的塞羅普利托等。松川、墨西哥的塞羅普利托等。 利用地下熱水發(fā)電利用地下熱水發(fā)電 其余地熱發(fā)電系統(tǒng)其余地熱發(fā)電系

11、統(tǒng) ：正在研究的全流系統(tǒng)和干熱巖發(fā)電系統(tǒng)正在研究的全流系統(tǒng)和干熱巖發(fā)電系統(tǒng) 閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)閃蒸地熱發(fā)電系統(tǒng)(又稱減壓擴容法又稱減壓擴容法) 雙循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)雙循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)(又稱中間介質(zhì)法又稱中間介質(zhì)法) 2022-2-12179.3.1 地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電 地熱能發(fā)電方式：地熱能發(fā)電方式：蒸汽型地熱發(fā)電蒸汽型地熱發(fā)電G123456789圖9-7 蒸汽型地熱發(fā)電 1-地熱井地熱井 2-濕蒸汽濕蒸汽 3-熱水熱水 4-蒸汽蒸汽 5-汽水分離器汽水分離器6-抽氣抽氣 7-汽輪發(fā)電機組汽輪發(fā)電機組 8-凝汽器凝汽器 9-循環(huán)水泵循環(huán)水泵 2022-2-12189.3.1 地熱能發(fā)電地熱能發(fā)電

12、 地熱能發(fā)電方式：地熱能發(fā)電方式：熱水型地熱發(fā)電熱水型地熱發(fā)電 G21345678910111213 圖圖9-8 熱水型閃蒸地熱發(fā)電熱水型閃蒸地熱發(fā)電 1-熱水井 2-地下熱水 3-除氣器 4-閃蒸器 5-排水泵 6-旁通閥 7-汽輪發(fā)電機組 8-凝汽器 9-凝結泵 10-循環(huán)水泵 11-抽氣器 12-射水泵 13-冷卻水源2022-2-12197.4.1 海洋能概述海洋能概述 海洋能的特點海洋能的特點 1可再生性：由于可再生性：由于海水潮汐、海流海水潮汐、海流和波浪等運動周和波浪等運動周而復始，永不休而復始，永不休止，所以海洋能止，所以海洋能是可再生能源；是可再生能源； 2屬于一種潔凈屬于一

13、種潔凈能源，無污染；能源，無污染； 3能量多變，具能量多變，具有不穩(wěn)定性，有不穩(wěn)定性，運用起來比較運用起來比較困難；困難； 4總量巨大，但總量巨大，但分布不均、分分布不均、分散，能流密度散，能流密度低，利用效率低，利用效率不高，經(jīng)濟性不高，經(jīng)濟性差差。 2022-2-12207.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 潮汐能發(fā)電潮汐能發(fā)電 潮汐是海水受太陽、月球和地球引力的相互作用后，所發(fā)潮汐是海水受太陽、月球和地球引力的相互作用后，所發(fā)生的周期性漲落現(xiàn)象。生的周期性漲落現(xiàn)象。 潮汐過程線潮汐過程線2022-2-12217.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 鏈式海流發(fā)

14、電裝置：鏈式海流發(fā)電裝置： 它主要由它主要由降落傘降落傘、環(huán)狀鏈條環(huán)狀鏈條、驅動輪驅動輪和和發(fā)電機發(fā)電機組成。組成。一般在環(huán)狀鏈條上裝有多個降落傘，鏈條在降落傘的帶一般在環(huán)狀鏈條上裝有多個降落傘，鏈條在降落傘的帶動下會轉動，同時使驅動輪轉動，驅動輪與船上發(fā)電機動下會轉動，同時使驅動輪轉動，驅動輪與船上發(fā)電機相連。當降落傘順著海流方向時。由于海流的作用，降相連。當降落傘順著海流方向時。由于海流的作用，降落傘張開，當降落傘轉到與海流相對的方向時，傘口收落傘張開，當降落傘轉到與海流相對的方向時，傘口收攏，帶有降落傘的鏈條的運動使驅動輪轉動。掛有降落攏，帶有降落傘的鏈條的運動使驅動輪轉動。掛有降落傘的

15、鏈條自動地向驅動輪的下游漂移，所以降落傘和鏈傘的鏈條自動地向驅動輪的下游漂移，所以降落傘和鏈條的方向可以始終與流速較大的海流的方向保持一致。條的方向可以始終與流速較大的海流的方向保持一致。海流能發(fā)電原理及應用海流能發(fā)電原理及應用 2022-2-12227.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 鏈式海流發(fā)電裝置鏈式海流發(fā)電裝置 海流能發(fā)電原理及應用海流能發(fā)電原理及應用 2022-2-12237.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 波浪能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用 波浪鴨裝置波浪鴨裝置 .波動水柱裝置波動水柱裝置 “壩礁壩礁”波浪能利用裝置波浪能利用裝置 波波浪浪

16、能能利利用用裝裝置置2022-2-12247.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 波浪能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用 波浪鴨裝置：波浪鴨裝置：他的形狀設計成能最大限度地吸收波浪能他的形狀設計成能最大限度地吸收波浪能的形狀。從左邊過來的波浪使波浪鴨擺動，波浪鴨右邊做成的形狀。從左邊過來的波浪使波浪鴨擺動，波浪鴨右邊做成柱形，使右邊的海面不再有波浪，能量從搖擺軸上獲得。這柱形，使右邊的海面不再有波浪，能量從搖擺軸上獲得。這個裝置的效率比較高，該裝置需要解決這樣兩個問題：個裝置的效率比較高，該裝置需要解決這樣兩個問題：需需要把低速的搖擺運動轉換成發(fā)電機需要的高速轉動；要把低速的搖

17、擺運動轉換成發(fā)電機需要的高速轉動；需要需要把電能從一定水深中活動的裝置上輸送到較遠的地方去。把電能從一定水深中活動的裝置上輸送到較遠的地方去。2022-2-12257.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 波浪能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用 波動水柱波浪能發(fā)電裝置波動水柱波浪能發(fā)電裝置 波動水柱波浪能發(fā)電裝置工作原理波動水柱波浪能發(fā)電裝置工作原理 波動水柱波浪能發(fā)電裝置波動水柱波浪能發(fā)電裝置 ：當波浪遇到部分浸在水中的當波浪遇到部分浸在水中的空腔時，空腔中水柱會上下波動，從而引起上部氣體或液體空腔時，空腔中水柱會上下波動，從而引起上部氣體或液體的壓力變化?？涨豢赏ㄟ^某種渦輪機與大氣相連，并從渦輪的壓力變化?？涨豢赏ㄟ^某種渦輪機與大氣相連，并從渦輪機獲得能量。這類裝置的主要優(yōu)點是可以把低速的波浪運動機獲得能量。這類裝置的主要優(yōu)點是可以把低速的波浪運動變成速度較高的氣流，設備可以不浸在海水中。變成速度較高的氣流，設備可以不浸在海水中。2022-2-12267.4.2 海洋能發(fā)電原理及應用海洋能發(fā)電原理及應用 波浪能發(fā)電原理及應用波浪能發(fā)電原理及應用 “壩礁壩礁”波浪能利用裝置