新能源发电与并网技术PPT课件
新能源发电并网技术培训课件
放水发电:系统负荷高时, 将上库的水放下来推动水 轮发电机组(水轮机+发电 机)发电,以补充系统中电 能的不足。
因此,在电力系统中抽水蓄能电站既是电源
又是负荷,是系统内唯一的削峰填谷电源,具有
调频、负荷备用、事故备用的功能。
14
黑麋峰抽水蓄能电站
上水库
发电 系统
下水库
15
1.1 新能源发电技术概述
1 新能源并网运行基础知识
1.1 新能源发电技术概述
能源资源
能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、 石油、天然气、水能等,也包括太阳能、风能、生物 质能、地热能、海洋能、核能等新能源。 能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史, 人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然 气能源时期,目前正向新能源时期过渡,并且无数学 者仍在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源。 目前人们能利用的能源仍以煤炭、石油、天然气为主惠晶.
3
目录
1 新能源并网运行基础知识 2 新能源并网运行分析 3 新能源电力系统电压和频率 4 电力变换基础知识 5 电力变换电路 6 新能源发电并网技术
4
1 新能源并网运行基础知识
1.1 新能源发电技术概述 1.2 电网基本元件模拟 1.3 电网额定电压和标幺值
核电站:
核电厂发电的原理与火 电厂相似,都要有一个 热源,将水加热成蒸汽, 进而推动汽轮机旋转并 带动发电机转动而发出 电能。不同的是核电厂 所用的热源不是煤或石 油,它的热源是原子核 的裂变能。核电厂是利 用核裂变能转化为热能, 再按火电厂的发电方式, 将热能转换为电能,它 的原子核反应堆相当于 锅炉。
压水堆核电厂发电方式示意图
核电是一种清洁的能源,利用它可以大大
ppt-光伏发电并网及运行技术
目 录
光伏发电并网问题
光伏发电接入电网技术
光伏电站运行及评价
2.1 光伏发电并网的关பைடு நூலகம்技术点
针对集中式地面光伏电站
有功控制技术
无功电压控制技术 功率预测 故障穿越
GB-T 19964 2012 光伏发电站接入电力系统技术规定
针对分布式光伏系统
无功控制技术
GB-T 29319 2012 光伏发电系统接入配电网技术规定
逆变器 效率
98 96 94 92 90 800
3.3 光伏电站性能评价内容
光伏电站运行效率分析
光伏电站效率分析 光伏组件效率分析 光伏逆变器效率分析 电站运维优化方案 光伏组件衰减分析 光伏组件一致性分析 电站发电量预估 通过精细化评估提供电站运营方 和投资者一个可信的系统效率
谢 谢
对电压无功控制系统影响
DG启停,无功变化造成VQC动 作次数越界
QL QG
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24
t
1.3 光伏发电对电网的影响
配电网继电保护
线路发生故障后,继电保护以及重合闸的动作行为都会受到光伏发电系统的 影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著。
Substation
对有载调压分接头动作影响
高电压 :DG接入馈线,变压 器一次电压接近上限时 低电压:DG安装在LTC或者电 压调节器侧
Q
LTCXfmr
Power Gen
Area of Voltage
Feeder woltage profile at peak demand with DG Unit Off V o l t a g e Feeder woltage profile at peak demand with DG Unit On
新能源发电及并网技术 157页PPT文档
风电穿透功率10-15%,可能出现限风电现象,此时可配置日内滚 动计划系统
风电穿透功率超过15%,将对调度运行产生极大压力,应具备完整 的风电调度支持系统
大安变220kV主母线电压幅值(ab) 洮南变220kV主母线电压幅值(ab) 长山电厂220kV北母线电压幅值(ab)
P35
(3)安全稳定问题 风电大规模并网后,电网稳定运行的风险增加。
系统潮流多变,断面运行控制困难; 系统惯量下降,动态稳定水平降低; 故障后风电无法重新建立机端电压,导致电压失稳; 风电机组没有低电压穿越能力,在系统扰动造成电压的瞬
风力发电系统的基本结构和工作原理
离网型
并网型
P14
1. 风力发电的基本原理及结构
恒速恒频风力发电系统
P15
1. 风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
P16
1. 风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
P17
G128-4.5MW 半直驱
2019年底Gamesa 在西班牙 Cabezo Negro安装了半直驱的G128--4.5MW风电机组 .风轮直径 128米,机头重量250吨
P3
中国的能源状况
中国是一个能源资源相对贫乏的国家,人均占有能源资源仅相当于世 界平均数的一半。
主要化石资源占世界资源的比例和排名
煤
11.6%
石油
1.7%
天然气
1.0%
第3位 第11位 第18位
P4
中国的能源状况
我国化石能源的结构:石油、天然气资源数量明显低于世界 平均水平,资源构成以劣质能源为主。
可再生能源发电并网.PPT
风能年度情景
整个印度风电能耗占比
整个印度
224 MUs(9 %)
风力发电 2011-12年: 20,807 MU
2012-13年: 27,925 MU
四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 一月 二月 三月
月份
风能年度情景
泰米尔那德风电能耗占比
泰米尔那德
四月
五月 六月 七月
总计 3,287,263 12亿人口
平方千米面积,
截止2013年5月31日
印度可再生能源潜力(MW)
来源
潜力
总装机容量
(MW)
(MW)
风能(陆上) 地源热泵 (<25MW) 生物1265
蔗渣发电
5000
2337
废物
2700
96
太阳能
>100000
• 可再生能源监管基金(RRF 机制):RRF机制是一项补充性商业机制, 旨在获得风能和太阳能发电的更好预测工具,该机制正在实施当中。
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印度电网规范(IEGC)相关条款
• 辅助服务:CERC条例规定提供辅助服务,包括但不限于低电网频率时 段的“负载平衡”。该方案目前正与利益相关方进行商讨。
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展望未来
2030 年
(十三计划) (十四计划) (中期十五计划)
(GW)
(GW)
(GW)
97
148
164
0.92
9.45
20
30
35
风能 太阳能
8
增加的可再生能源比重
情景 当前 2017年 2030年
能源比重(%) 容量比重(%)
6
12
13
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新能源发电及并网技术(风电光伏核电)PPT课件
3
直流输电技术介绍
4
核电技术简单介绍
3
P3
风力发电及并网技 术
1 风力发电的基本原理及结构 2 现代风力发电技术的发展概述 风力发电并网中的关键技术 4 未来风电技术发展的展望
P4
中国的能源状况
中国是一个能源资源相对贫乏的国家,人均占有能源资源仅相当于世 界平均数的一半。
主要化石资源占世界资源的比例和排名
天然气
P6
我国电源装机及发电情况
电源
煤电 水电 核电 风电
2009
装机容量
电量
(GW) 652 197 9.1 26
(%) 75% 23% 1.0% 3.0%
(TWh) 2987 513
70 26
(%) 82% 14% 1.9% 0.7%
合计
874
100%
3664
100%
P7
1、风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
P17
1. 风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
P18
G128-4.5MW 半直驱
2008年底Gamesa 在西班牙 Cabezo Negro安装了半直驱的G128--4.5MW风电机组 .风轮直径 128米,机头重量250吨
传动系统采用紧凑型设计,包含主轴(双轴承)、两级齿轮箱(1:37)和永磁同步 发电机;
P32
大规模风电接入电网的影响
对调峰调频 能力的影响
风电对电网 的影响
对无功功率 平衡与电压 水平的影响
对稳定性 的影响
对电能质量 的影响
P33
风电并网存在的相关问题
1、并网运行问题 (1)调峰问题 风电出力具有随机性、间歇性,反调
新能源发电与并网技术
2011.5.3
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
一. 能源的概念
能源
华北电力大学电气与电子工 程学院 刘其辉
资源
2011.5.3
Ⅰ: 能源的概念、分类与利用历史
——资源—— 在一定时期和地点,在一定条件下具有开发价值、能够满足或
提高人类当前和未来生存和生活状况的自然因素和条件,
称为资源。
包——括能气源候—资—源、水资源、矿物资源、生物资源、能源,等等。 能源就是能够向人类提供某种形式能量的自然资源及其转换物,
化石燃料与核燃料的能流密度大,各种可再生能源的能流密度 一般都比较小。
能量密度太小,则不利于开发利用,因为经济性太差。
标准煤: 各种燃料的热值是不同的,在统计能源的生产和消费时,
常定义一种假想的标准燃料,即标准煤。 标准煤的热值为 2.9×104 kJ/kg。
各种燃料均可按平均发热量折算成标准煤。
华北电力大学电气与电子工 程学院 刘其辉
如沼气、酒精、汽油,以及蒸汽、氢能等。电能是最重要的二
次能源。 华北电力大学电气与电子工 程学院 刘其辉
2011.5.3
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
自然界中一次能源的初始来源,大致有三种情况: ① 来自地球以外天体(主要是太阳)的能量,例如能以光和 热的形式直接利用的太阳能,以化石或生物体等物质形式存 储的能量,以风、水流、波浪等形式体现的能量; ② 来自地球内部的能源,主要是核能和地热能; ③ 地球与其他天体相互作用产生的能量,例如月亮、太阳引 力变化形成的海洋潮汐能。
2011.5.3
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
——能源的属性—— (2)开发费用和设备造价 化石能源与核燃料,探、采、加工、运输,需投入大量人力、 物力。发电设备单位容量的初期投资较小。
新能源发电技术ppt课件
中国潮汐能的理论蕴藏量达到1.1亿千瓦,
在中国沿海,特别是东南沿海有很多能量密度
较高,平均潮差4~5m,最大潮差7~8m。其中
浙江、福建两省蕴藏量最大,约占全国的80.9%。
我国的江夏潮汐实验电站,建于浙江省乐清湾
北侧的江夏港,装机容量3200kW,于1980年正
式投入运行。
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核能发电
核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方 式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代 替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。
17
潮汐能发电
18
潮汐能
潮汐能就是潮汐所具有的能量。 潮汐涨落的动能和位能可以说是一种取之不尽用
之不竭的动力资源 “蓝色的煤海” 潮汐能的大小直接与潮差有关,潮差越大,能量
越大
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第一,潮汐的幅度必须大,至少要 有几米。
第二,海岸的地形必须能储蓄大量 海水,并可进行土建工程。
利用潮汐发电必须具备两个物理条件
20
潮汐能发电原理 21
利用海水的涨落及其所造成的 水位差来推动水轮机,再由水轮 机带动发电机来发电
动能(势能) 机械能 电能
潮汐发电站的优缺点
优点:
可再生能源,对环境污染相对于火力,核能等污染较小
缺点:
发电量没有火力,核能发电稳定和大,同时必须建设在海 边
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潮汐能发电技术在我国的应用
我国已发布《核电中长期发展规划 (2011―2020年)》,到
2020年我国在运核电装机将达到5800万千瓦,在建3000万千瓦,
总装机容量将达到8800万千瓦。预计2030年核电装机规模将达到
1.6亿~2亿千瓦,占一次能源消费总量的比重将提高到5%~6%。
2024版新能源PPT模板
新能源PPT模板•新能源概述与发展趋势•太阳能利用技术及应用领域•风能发电技术及应用前景探讨•生物质能转化技术与实践案例分享目录•地热能开发利用现状及挑战•海洋能开发利用前景展望新能源概述与发展趋势新能源定义及分类定义分类国内外发展现状对比国内发展现状国外发展现状未来趋势预测与挑战未来趋势挑战政策支持与市场机遇政策支持各国政府纷纷出台政策扶持新能源产业的发展,包括税收优惠、补贴政策、优先并网等。
这些政策为新能源企业提供了良好的发展环境和市场机遇。
市场机遇随着全球对环保和可持续发展的关注度不断提高,新能源市场将持续扩大。
特别是在电动汽车、智能电网、分布式能源等领域,市场潜力巨大,为投资者和企业提供了广阔的发展空间。
太阳能利用技术及应用领域太阳能光伏发电原理简介光伏效应指光照在半导体材料上,使其产生电压和电流的物理现象。
光伏发电系统组成包括太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池等组成部分。
光伏发电过程太阳光照在太阳能电池板上,产生直流电,经过控制器和逆变器转换为交流电,供给负载使用或储存到蓄电池中。
晶体硅太阳能电池板薄膜太阳能电池板多晶硅太阳能电池板性能比较01020304太阳能电池板类型及性能比较太阳能热水器原理及优势分析工作原理优势分析节能环保,与电热水器和燃气热水器相比,太阳能热水器运行费用低;安全可靠,不存在漏电、漏气等安全隐患;使用寿命长,维护简便。
太阳能建筑一体化太阳能交通工具太阳能发电站太阳能海水淡化太阳能应用领域拓展风能发电技术及应用前景探讨风能资源评估方法选址策略考虑因素评估工具与技术030201风能资源评估与选址策略风力发电机组类型及性能参数风力发电机组类型性能参数介绍机组选型原则风力发电并网技术挑战与解决方案并网技术挑战解决方案政策与标准支持1 2 3风能应用领域市场前景展望技术创新与发展趋势风能应用领域及市场前景生物质能转化技术与实践案例分享生物质资源种类及特点概述01020304农业废弃物林业废弃物动植物油脂城市生活垃圾生物质燃烧和气化过程分析燃烧过程01气化过程02燃烧与气化比较03包括直接燃烧发电、生物质气化发电、生物质沼气发电等。
新能源发电与并网技术(3)-3
– 当采用定子电压定向时,vsd = Vs , vsq = 0 忽略暂态过程及定子电阻上的压降:
vsd = −ωs ψsq = Vs vsq = ωs ψsd = 0
ψsq = − ψsd = 0 Vs ψsd = Ls isd + Lm ird = 0 ψsq = Ls isq + Lm irq = − Vs
isq = − Lm irq Ls ψsd = Ls isd + Lm ird = ψ s ψsq = Ls isq + Lm irq = 0 Lm ird isd = − Ls Ls
ψs
3ωS Lm ψ s irq ps = 2 Ls qs = − 3ωS ψ s (ψ s − Lm ird ) 2 Ls
ωs
ωs
Lm ird isd = − Ls
Lm irq Vs − isq = − ωs Ls Ls
新能源发电与并网技术 电气与电子工程学院
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3.7 双馈异步风电机组
(2) 动态模型
3 3 Lm ps = vsd isd = − Vs ird 2 2 Ls 3 3 ⎛ Vs 2 Vs Lm ⎞ qs = − vsd isq = ⎜ irq ⎟ + Ls 2 2 ⎝ ωs Ls ⎠
– 双馈电机的定子侧有功(或电磁转矩)、定子侧无功分 别由转子电流的d 、 q轴分量决定。
新能源发电与并网技术
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3.7 双馈异步风电机组
(2) 动态模型
• 定子输出功率 – 当采用定子磁链定向时, 忽略暂态过程及定子电阻上的压降: ψ sd = ψ s ,ψ sq = 0
vsd = −ωs ψsq = 0 vsq = ωs ψsd = ωs ψs
新能源发电与并网技术(2)-2
新能源发电与并网技术
电气与电子工程学院
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2.4.2 光伏发电的数学模型
2、输出特性
M点:最大功率点。 Um:最大功率点电压。 Isc Im:最大功率点电流。
Im
M
A
Pm:最大功率, Pm=Um*Im。 填充因子(Fill Factor, O FF)(硅电池0.75-0.8) 最大转化效率:
新能源发电与并网技术
电气与电子工程学院
27
2.5 光伏并网系统体系结构
3、串型结构 光伏组件串联构成光伏阵列给 光伏并网发电系统提供能量。 一串输出电压150-450V,功率 可达几个千瓦。 优点:无阻塞二极管,阵列损 耗降低;抗热斑和阴影能力增 强;多串MPPT;扩展和冗余 能力强。 缺点:仍有热斑和阴影问题, 逆变器数量多。
I L = I ph − I D − I sh
I ph = I sc qU D ⎛ ⎞ I D = I 0 ⎜ exp − 1⎟ AkT ⎠ ⎝
I0:无光照时的饱和电流
q = 1.6 × 10−19 C
电子的电荷
k = 1.38 × 10−23 J/K 波尔兹曼常数
A:常数因子,正偏电压大时取1, 小时取2,一般取1.3。 T:环境绝对温度,K。
4、多支路结构 优点: (1) 每个DC/DC变换器具有独立的MPPT电路;(2) 集中的并网逆变器提高了逆变效率、降低了系统成本、 增强了可靠性; (3)良好的可扩充性;(4) 逆变器功率不受 限。 适合具有不同型号、大小、方位、受光面等特点的支路 的并联,适合光建一体化形式的分布式能源系统应用。
新能源发电与并网技术
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8
2.4.1 光伏发电的原理
新能源发电与并网技术 第2章风力发电及其并网技术
22
2.2.2 风力发电机
1 恒速恒频异步风力发电机 FSIG
Pe jQe
异步发电机 Γ 型等值电路:
U s
Is
Xm
Xs
Rr / s
Xr
异步发电机注入电网的功率和功率因数角为:
Pe
Re[US (
U S
jX
m
//(
Rr s
)* ] jX)
sRr Rr2 s2 X
2
U
S
2
tan1( Rr2 X (X X m )s2 )
18
2.2.2 风力发电机
1 恒速恒频异步风力发电机 FSIG 异步电机转差率 为:
异步电机定子三相绕组电流产生转速等于同步转速n1的旋转磁 场,当转子转速n小于同步转速n1时,转差率0<s<1,异步电机 从电网吸收有功和无功,异步电机工作在电动机状态;当异步 电机在风力机的驱动下转速超过同步转速,转差率s<0时,电机 吸收原动机机械功率转换为电磁功率并向电网输出,异步电机 处于发电机状态。
在实际工程中,风力发电系统中的发电机类型主要集中于:基于鼠 笼式异步发电机的恒速恒频风电机组、基于绕线式双馈异步发电机 的变速恒频风电机组和基于永磁式同步发电机的直驱型风电机组。
17
2.2.2 风力发电机
1 恒速恒频异步风力发电机 FSIG
电
齿轮箱
网
鼠笼型感 应发电机
软启动 装置 无功补偿
升压 变压器
,SPs称作转差功率。风力机输出到
发电机转子轴上的机械功率Pm、网侧变流器从电网吸收的有功
Pg有关系: Ps Pm Pr Pg Pr sPs
双馈发电机输出到电网的有功功率Pe为:
新能源发电及并网技术
1. 风力发电的基本原理及结构
1.2 风力机的类型P9源自1. 风力发电的基本原理及结构
1.2 风力机的类型
P10
1. 风力发电的基本原理及结构
风力机基础理论
贝茨(Betz)理论
假定风轮是理想的,没 有轮毂,叶片无穷多, 并且对通过风轮的气流 没有阻力。纯粹的能量 转换器。 根据该理论可 以计算风轮获取的风能 和功率。
节特性明显,增加系统调峰难度。
负荷曲线
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
负荷曲线 风电功率曲线 等效负荷曲线
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104112120128136144 时间(h)
风电出力曲线
P33
功率(MW)
风力发电系统的基本结构和工作原理
离网型
并网型
P14
1. 风力发电的基本原理及结构
恒速恒频风力发电系统
P15
1. 风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
P16
1. 风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
P17
G128-4.5MW 半直驱
2019年底Gamesa 在西班牙 Cabezo Negro安装了半直驱的G128--4.5MW风电机组 .风轮直径 128米,机头重量250吨
由于风电出力快速增 长,导致白城电网同发 风电场母线电压最低下 降到213kV,并大幅波 动。
kV
235
230
225
220
215
210
7:40
7:45
7:50
7:55
8:00
8:05
新能源发电与并网技术
第4页,共267页。
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
——能源的属性——
(2)开发费用和设备造价
化石能源与核燃料,探、采、加工、运输,需投入大量人力、物力。 发电设备单位容量的初期投资较小。
可再生能源,开发费用主要是开发能源的一次性投资,设备造价比较高;而 运营费用很低。
自然界中一次能源的初始来源,大致有三种情况: ① 来自地球以外天体(主要是太阳)的能量,例如能以光和热的形
式直接利用的太阳能,以化石或生物体等物质形式存储的能量,以风、 水流、波浪等形式体现的能量;
② 来自地球内部的能源,主要是核能和地热能; ③ 地球与其他天体相互作用产生的能量,例如月亮、太阳引力变化形
能、氢能、核能 新能源利用技术:高效利用能源、资源综合利用、替代能源、节能等新技
术
2011.5.3
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉 第13页,共267页。
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
“新”与“旧”的区别
“新”与传统的“旧” 能源利用方式和能源系统相对立 。 “旧”:以化石燃料为主的传统能源利用形态;
(3)存储的可能性与供能的连续性
化石燃料都比较容易存储,也便于连续供应。
太阳能、风能等可再生能源则不易保存, 能量供应也可能有波动性和间断性。
2011.5.3
华北电力大学电气与电子工程学院 刘其辉
第5页,共267页。
Ⅰ: 能源的概念、分类与利用历史
——能源的属性—— (4)运输费用与损耗
运输过程本身也要投资并消耗能源,远距离运输的成本和损耗会影响 能源的使用。
新能源是指由于技术、经济或能源品质等因素而未能大规模使用的能源, 如太阳能、风能、海洋能、地热、生物质、氢能等。
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2011.5.3
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版本1.0-110503
Ⅰ: 1.1 能源的概念、分类与利用历 史
1.一次能源和二次能源(按形成条件)
以天然形态存在于在自然界中,可直接取得而不需改变其基本 形态的能源,称为一次能源。
简单说,一次能源就是自然界中现成存在的天然能源。如煤炭、 石油,及风能、地热能等。
为了满足生产和生活的需要,有些能源通常需要经过加工进行 直接或间接的转换才能使用。由一次能源经加工转换而获得的 另一种形态的能源,称为二次能源。
在中国,新能源指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变 发电之外的一次能源。
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版本1.0-110503
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
新能源及主要特征 新能源:
技术上可行;经济上合理;环境和社会可以接受;能确保供应 和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。 包含两方面: 新能源体系:可再生能源(风能、太阳能、生物质能、水能、海 洋能)和地热能、氢能、核能 新能源利用技术:高效利用能源、资源综合利用、替代能源、节 能等新技术
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版本1.0-110503
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
2.常规能源与新能源(按发展应用状况)
常规能源是指在当前的技术水平和利用条件下,已被人们广泛 应用了较长时间的能源, 现阶段主要是指煤炭、石油、天然气、水能、核(裂变)能。 这类能源,使用较普遍,技术较成熟。
新能源是指由于技术、经济或能源品质等因素而未能大规模使 用的能源, 如太阳能、风能、海洋能、地热、生物质、氢能等。 这类能源,已经开始或即将被人们推广利用,但目前还没有被 大规模使用,有的甚至还处于研发或试用阶段。
2011.5.3
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版本1.0-110503
Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
常规能源和新能源的分类是相对的,不同历史时期会变化,这 取决于应用历史和使用规模。
例如在1950年代,核(裂变)能属于新能源,现在有些国家已把 它被归为常规能源。
有些能源虽然应用的历史很长,但正经历着利用方式的变革, 而那些较有发展前途的新型应用方式尚不成熟或规模还小,也 被归为新能源。
第一部分:绪论
目录
能源的概念、分类与利用历史 能源与可持续发展战略 新能源的发展现状与趋势 能量转换系统与新能源发电形式
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版本1.0-110503
Ⅰ: 能源的概念、分类与利用历史
➢ 能源的概念 ➢ 能源的分类 ➢ 能源利用历史
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Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
如沼气、酒精、汽油,以及蒸汽、氢能等。电能是最重要的二 次能源。
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Ⅰ:能源的概念、分类与利用历史
自然界中一次能源的初始来源,大致有三种情况: ① 来自地球以外天体(主要是太阳)的能量,例如能以光和 热的形式直接利用的太阳能,以化石或生物体等物质形式存储 的能量,以风、水流、波浪等形式体现的能量; ② 来自地球内部的能源,主要是核能和地热能; ③ 地球与其他天体相互作用产生的能量,例如月亮、太阳引 力变化形成的海洋潮汐能。
常定义一种假想的标准燃料,即标准煤。 标准煤的热值为 2.9×104 kJ/kg。
各种燃料均可按平均发热量折算成标准煤。
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——能源的属性—— (2)开发费用和设备造价 化石能源与核燃料,探、采、加工、运输,需投入大量人力、 物力。发电设备单位容量的初期投资较小。 可再生能源,开发费用主要是开发能源的一次性投资,设备造 价比较高;而运营费用很低。
(7)能源品位 能源品味反映的是能源利用的方便程度。 一般来说,二次能源要比一次能源品味高。 能直接变成机械能和电能的能源(如水力和风能),要比那些 必须先经过热利用环节的能源(如化石燃料)的品位高。
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二. 能源的分类
能源种类很多,通常按其形态特征或转换与应用的层次 等标准分类,具有多种分类方法
(3)存储的可能性与供能的连续性
化石燃料都比较容易存储,也便于连续供应。 太阳能、风能等可再生能源则不易保存, 能量供应也可能有波动性和间断性。
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——能源的属性—— (4)运输费用与损耗 运输过程本身也要投资并消耗能源,远距离运输的成本和损耗 会影响能源的使用。 太阳能、风能、地热能难以运输。化石燃料可以运输,但要考 虑运输的成本和耗能。
一. 能源的概念
能源
资源
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——资源—— 在一定时期和地点,在一定条件下具有开发价值、能够满足或 提高人类当前和未来生存和生活状况的自然因素和条件, 称为资源。 包括气候资源、水资源、矿物资源、生物资源、能源,等等。
——能源—— 能源就是能够向人类提供某种形式能量的自然资源及其转换物, 即能量的源泉,包括所有的燃料、流水、阳光、地热、风等, 通过适当的转换手段可使其为人类生产和生活提供所需的能量。 例如煤和石油等化石能源燃烧时提供热能,流水和风力可以提供 机械能,太阳的辐射可转化为热能或电能。
(5)对环境的影响
化石燃料燃烧过程中会排放CO2等温室气体,甚至还有一些有 毒的或腐蚀性物质,对环境影响较大。
核燃料有放射性污染及废料处理的问题。
可再生能源大多对环境的影响较小。
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版历史
——能源的属性—— (6)蕴藏量 化石燃料等非再生能源,蕴藏量是有限的,总有用完的时候。 太阳能、风能等可再生能源,可以循环使用,不断的得到补充, 即使每年更新的数量有限,长期来看,也是无穷无尽的。
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——能源的属性—— (1)能流密度 即在单位空间或单位面积内,能够从某种能源获得的功率。 化石燃料与核燃料的能流密度大,各种可再生能源的能流密度 一般都比较小。 能量密度太小,则不利于开发利用,因为经济性太差。
标准煤: 各种燃料的热值是不同的,在统计能源的生产和消费时,