新能源及分布式发电技术期末复习教案资料

新能源及分布式发电复习
1.什么是新能源？
常规能源：技术比较成熟，已被广泛利用，在生产生活中起着重要作用的能源。

（水是常规能源，可再生能源）
新能源：目前尚未被大规模利用，有待进一步研究实验与开发利用的能源。

2.为什么要开发利用新能源？
（1）发展新能源经济是当今世界的历史潮流和必然选择
（2）发展新能源经济可为我国经济又好又快发展提供支撑
3.新能源分类？哪些能源属于新能源？
（1）大中型水电；（2）可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；（3）传统生物质能。

4.再生能源配额制。

再生能源配额制：指各省（区、市）均需达到使用可再生能源的基本指标，在电源中强
制规定必须有一定的可再生能源配额。

考核范围：除水电之外的可再生能源电力，包括风力发电、太阳能发电、生物质能发电、地热发电和海洋能发电等。

配额制具有一定的强制性；配额制带有一定的问责条款。

5.太阳能发电优点。

安全可靠；使用寿命长；运行费用少；维护简单；随处可见，不需要远距离输送；没有
活动部件、不容易损坏；无噪声；不需要燃料；不污染环境。

6.太阳能发电系统组成。

分类：利用太阳热能直接发电；将太阳热能通过热机带动发电机发电。

太阳能集热子系统；吸热与输送热量子系统；蓄热子系统；蒸汽发生系统；动力子系统；发电子系统。

槽式太阳能热发电系统：利用槽式抛物面反射镜聚光的太阳能热发电系统。

塔式太阳能热发电系统：采用多个平面反射镜来会聚太阳光，这些平面反射镜称为定日
镜。

由定日镜阵列，中心接收器，控制中心和发电系统组成。

碟式太阳能热发电系统——主要由碟式聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，目前峰值转换效率可达30%以上。

7.用硼掺杂的叫P型硅，用磷掺杂的叫N型硅。

8.独立光伏发电系统组成。

光伏发电系统是太阳能电池方阵、控制器、电能储存及变换环节构成发电与电能变换系统。

（按与电力系统的关系分为：增网型和并网型）
各元件作用：（1）太阳能电池方阵：将太阳能电池单体进行串并联并封装后，可以单独
作为电源使用。

（2）防反充二极管：其作用是避免由于太阳能电池方阵在阴雨天和夜晚不发
电时或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能电池方阵放电。

（3）蓄电池组：贮存电能并可随时向负载供电。

（4）控制器：判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点。

（5）逆变器：将直流电变换为交流电的设备。

9.并网太阳能光伏发电系统，可逆流系统，不可逆流系统的区别。

并网光伏系统发的电直接被分配到住宅内的用电负载上，多余或不足的电力通过连接电
网来调节；可逆流系统，为光伏系统的发电能力大于负载或发电时间同负载用电时间不相匹
配而设计。

不可逆流系统，指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量，电量不够时
由电网提供，即光伏系统与电网形成并联向负载供电。

10.风向——风吹来的方向；风速——风移动的速度，单位时间内空气流动所经过的距离。

11.光伏发电系统实现并网必须满足。

输出电压与电网电压同频、同相、同幅值；输出电流与电网电压同频、同相；符合电网的电能质量要求。

12.风力发电原理：利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发
电机发电。

风力机类型：1）水平轴风力机，2）垂直轴风力机，3）特殊风力机。

风力机必须有调速和调向装置。

调向装置：使风力机风轮的迎风面始终正对来流方向。

调
速装置：使风力机在风速变化时能保持不变，在风速过高时起过速度保护作用。

风力发电的优点：风能清洁无污染、可再生风能无需运输，风电场运维费用低。

缺点：易
受环境因素影响；出力具有间歇性和随机性；具有反调峰特性。

13.大规模风力发电并网的影响。

（1）增大调峰、调频难度；（2）加大电网电压控制难度；（3）局部电网接入能力不足；（4）风机抗扰动能力差，影响电网安全运行；（5）增加电网稳定风险。

（6）加大收购难度。

14.大规模风力发电并网技术问题。

（1）风电场联网方式和输电规划；（2）风电场联网对电网的友好对待；（3）风电场调度；（4）无功控制调节；（5）低电压穿越。

15.低电压穿越。

低电压穿越是指在风力发电机并
网点电压跌落时，风力
机能够保证并网，甚至向电网提
供一定的无功功率，支持电
网恢复，直到电网恢复正常，从
而“穿越”这一低电压时间
（区域）。

16.地热利用分为地热发电和直接利用。

17.地热资源分为：热水型（90°以上）；蒸汽型；地压型；干热岩型（150-650°）；岩浆型等。

18.闪蒸地热发电系统原理及特点。

当高压热水从热水井中抽至地面时，由于压力降低，
部分热水会沸腾“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机
做功。

地热源进入分离器部分热水闪蒸为蒸汽输送到汽轮
机转动发电。

优点：设备简单，易于制造。

相比于双循环系统利
用率较高。

缺点：设备尺寸大，容易腐蚀结垢，热
效率低。

对温度矿化度及不凝气体有较高要求。

19.双循环地热发电系统。

原理：利用地下热水来加热某种低沸点工
质，使其进入汽轮机工作的地热发电系统。

优点：热效率高，设备紧凑，汽轮机尺寸
小，适用于化学成分比较复杂的地下热水。

缺点：需要有相当大的金属换热面积，低
沸点工质价格较高，来源欠广，有些还易
燃易爆有毒，对金属有腐蚀性等。

双循环：地热流体的封闭循环和有机工质的密闭循环。

20.两种制冷机。

①溴化锂吸收式制冷机——以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂；②氨水吸收式制冷机——以氨为制冷剂，水为吸收剂。

21.生物质能是唯一的可再生能源，储存的是太阳能。

可做能源利用的有柴薪，牲畜粪便，制糖作物，水生植物，城市垃圾，城市污水等。

22.地源热泵：①地下水热泵；②河湖水源热泵；③土壤热泵。

23.常用的垃圾发电模式：生化法——填埋、产沼气后再发电；焚烧法——直接燃烧发电。

24.生物质能直接燃烧发电是利用生物质代替煤炭直接燃烧产生热和水蒸气进行火力发电。

分
为：炉灶燃烧和锅炉燃烧。

25.海洋能分为：潮汐能，波浪能，海洋温差能，海洋盐差能，海洋海流能等。

较稳定：温差能、盐差能和海流能。

不稳定：潮汐能与潮流能（变化有规律）；波浪能（变化无规律）。

26.潮位差（或潮差）：潮汐潮落所形成的水位差，即相邻高潮潮位与低潮潮位的高度差。

27.潮汐发电的三种形式：①单库单程电站（仅有一个水库，水轮机是单向式的在潮落时发电，整个发电过程是不连续的但是稳定的。

）；②单库双程电站（有一个水库，用双向水轮机，涨
潮和落潮时均可发电。

）；③双库电站（有两个水库，涨潮和落潮时均可以发电。

两个水库中，一个高位水库，一个低位水库，增加了水位调节的能力，实现了不间断发电）。

28.双库电站的工作原理。

29.封闭式系统。

优点：系统处于正压，汽轮机压降较大；工质
在闭路中循环，海水不凝性气；体对系统的影
响小，海水不需脱气。

缺点：二次换热，减小了可利用的温差；蒸发
器和冷凝器的体积较大，金属耗量大，维护困
难；温差小，需性能优良的热交换器；只可发
电，不能生产淡水；工质的泄露可能对环境造
成影响。

30.开放式系统。

优点：以海水为工作流体，不会因为工质泄
露而对环境造成破坏；如果采用表面冷凝器，
可兼制淡水；不许换热，热损少；结构简单。

缺点：需连续出去有害气体；系统处于负压，
汽轮机压降小，效率低，尺寸大；只有不到0.5%
的海水成为蒸汽，需泵入大量的海水。

31.温差能发电技术就是借助一种工作介质，使表层海水中的热能向深层冷水中转移，从而做
功发电。

有循环系统有开放式、封闭式和混合式三种。

32.海洋能中能量容度最大的可再生能源是海洋盐差能。

33.DG分布式能源；DP分布式电力；DER分布式供能（包含DP&DP）。

34.基于可再生能源的分布式发电技术技术。

太阳能光伏电池；风力发电机组；海洋能发电站；地热发电站；生物质能发电机组小水
电燃料电池。

35.燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。

36.储能技术。

抽水蓄能；蓄电池储能；超导储能；飞轮储能。

前2个较为常用。

37.聚波蓄能式波能转换装置利用狭道把广范围的波能聚集在很小的范围内，以提高能量的密度。

38.太阳能风筒（烟囱）发电。

太阳能烟囱发电技术优点：①太阳能烟囱发电技术是环境友好的清洁能源，不会象化石能源产生环境污染，几乎是取之不尽，用之不竭，对缓解日益严重的能源危机有重要意义。

②适合于建在人口稀少的闲置的土地上，这对于耕地面积锐减的当今世界也具有重要的现实
意义，特别适合于我国广阔的西部地区，为我国的西部大开发做出独特的贡献。

③很好的太
阳能转化技术，集热棚地面吸收的太阳能不但白天能够发电，而且晚上也能释放能量，保证
发电机组的连续运行。

④太阳能集热棚以及烟囱材料均可以使用现有的常规材料，设备较其
它发电技术简单，运行费用低;而且设备规模越大，功率越大，发电的效率也越高，经济性上适合于建立大功率的太阳能烟囱发电站。

⑤近年来用于改善局部地区的空气扩散，消除局部
空气污染。

太阳能烟囱发电技术缺点：①集热棚的透明材料，很容易被尘土盖上，不易清洗，使透明材料的热交换效率下降。

②在大风下，透明材料易被破坏。

③超高烟囱的防风防震的安全
问题也值得进一步探讨。

④与普通的风力机相比，大结构的太阳能烟囱内的涡轮发电机在经
济上是不合算的。

针对以上缺点，可以采取以下措施进行改进：①太阳能烟囱除了进行发电以外，还可以利用涡轮机旋转的动能直接抽取地下水，一方面适合于干旱地区农业灌溉，另一方面可进行
集热棚透明材料的清洗。

②可以在太阳能烟囱上安装风力发电机，利用风能和太阳能进行互补，一方面提高发电功率，另一方面削减大风对太阳能烟囱装备的破坏。

③可以对太阳能集
热棚和烟囱内温度场和流动场进行三维数值模拟计算，优化太阳能烟囱发电装备的结构和效率，目前我们正在从事这方面的研究工作。

④研究太阳能烟囱改善局部空气扩散，消除局部
的大气污染是太阳能烟囱技术的一个新的热点。