可再生能源 汪建文

第一章：可再生能源

能量：物体对外做功的能力

能源：能直接或经过转换而获取某种能量的自然资源

能量形式：机械能热能电能辐射能化学能核能

能源品质评价（能源利用难易程度及对环境的影响程度）：1、储量2、储能的可能性与的连续性3、能量密度和能流密度（煤：2.74KJ/kg, 石油：4.32KJ/kg,太阳能能流密度：300-800kj/(cm^2·a年)

4、开发费用和利用设备费用

5、运输费用与损耗

6、能源品味

7、对环境影响含能体能源：可以直接存储过程性能源：无法直接存储

可再生能源：不会随其本身的转化或人类的使用而日益减少的一种能量资源。可再生能源特点：1、能流密度较低，高度分散2、资源丰富可再生

3、清洁干净

4、太阳能风能潮汐能等具有间歇性和随机性

5、开发利用的技术难度大

种类：1、大中型水电2、新兴可再生能源（小水电，太阳能、风能生物质能，地热能，海洋能）3、传统生物能

第二章：太阳能

太阳能特点：优势：广泛（可直接开发利用）、清洁、永久（估计50亿年）；缺点：分散、间歇、地区性、效率低、成本高。

中国太阳能分布特点：高值中心（青藏高原）、低值中心（四川盆地）都在北纬22°~ 35°；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，除西藏和新疆外，基本上是南部低于北；南方北纬30°~ 40°，随着纬度增加，太阳能增长。

太阳能电池优点：可再生能源；不会给地球增加热负荷；低污染、无噪音；维护简单，寿命可达20年；可离网供家庭使用，可并网；受地域及天气影响较大；发电装置需较大面积；转化效率低，发电成本高。

太阳能集热器（承担能量转换的核心部件）：平板型集热器（直晒式、透明盖板式）、真空管集热器、热管型集热器、聚焦型集热器（点聚焦、线聚焦）。

太阳能热水系统：自然循环热水系统、强制循环热水系统、直流式热水系统。

太阳能热水工程（太阳能锅炉）：串并联热水工程（家用）、联集管式热水工程。

太阳能热泵系统（高效制热装置，用少量的高品位热能提升低品位能量的品质，克服局限性）：太阳热源热泵系统（最基本）、直接膨胀式系统、并联式系统、混合式系统。

太阳能光热发电(热能-机械能)：槽式，塔式（应用最广），烟囱式和碟式系统。

太阳能制冷：以电制冷、以热制冷（吸收式，喷射式、吸附式）。

吸收式：利用溶液浓度变化获取冷量，制冷剂在一定压力下蒸发吸热，再用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。

吸附式：利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附、解吸附过程实现制冷循环。喷射式：制冷剂气化吸热。

第三章：风能

风能：地球上最具活力的可再生能源；空气流动产生的动能；来源：太阳照射到地球表面，受热不同产生温差，引起大气的对流运动形成风。

风能特点：取之不尽，用之不竭；就地取用，不需运输；分布广泛，分散使用；环境友好，生态友好；周而复始，可以再生；能量密度低；能量不稳定；地区差异大。

风力发电：优点：清洁、基建周期短、规模灵活；缺点：能量密度低、不稳定、地区差异大、

噪声和视觉污染、占地多、成本较高、对鸟类有伤害。

风力机:将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械。

叶尖速度比：叶尖速度与风速之比。

切入风速：开始发电时，轮毂高度处的最低风速

切出风速：风电机组保持额定功率输出时，轮毂的最高风速。

风力发电的环境影响：正面影响：减少污染物排放、减少一次能源开发造成的环境问题、环保性优于可再生的水电、美化景观、旅游效益；土地占用率极小；负面影响：噪声、视觉影响，对鸟类生活的影响；

风能利用发展趋势：由高风速的强风地带向中低风速的弱风地带发展；由正常气象向异常气象区域发展，如台风多发地带；由平坦地形向复杂地形发展，由陆上向海上发展，欧洲正向海洋开发大规模风电；由大型机向小型机方向发展；由联网型向分散型发展，发展中国家、雪原、孤岛，偏僻地区等电网较小，适用于分散型电力系统。

风力发电厂选址因素：1、风能资源2、电网连接3、地质条件4、交通条件5、地形条件6、社会经济因素

其他技术风力提水风力制热

第四章：生物质能

生物质能（唯一可再生的碳源）：生物质：通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物以及排泄和代谢的所有有机物质生物质能：以生物质为载体、通过光合作用，将太阳能转化为化学能后固定和储存在生物体内的能量。

生物质的组成：糖类、淀粉类、木质素（苯丙烷）、纤维类。

生物质主要来源：能源作物（林业作物、农作物）；废弃物（林业废弃物、农作物废弃物、动物排泄物、城市固体垃圾）。

生物质能的特点：原料广泛，价格低廉，取之不尽、用之不竭；唯一可存储和运输的可再生能源；类似化石燃料的组成，低硫低碳燃料；能量密度低，低位热值约为煤的2/3和石油的1/3；有机物水分含量较高（50%~95%）。

利用技术：1、直接燃烧2、热化学转化3、生物化学转化（沼气）4、植物油技术（生物柴油）

垃圾发电难点：中国的垃圾质量差（热值低，加油、助燃煤）；燃烧二次污染—二恶英。

生物柴油：以各种油脂（植物油、动物油脂、废餐饮油等）为原料，经热裂解等技术生产出的一种液体燃料；优质的石油、柴油代用品。优点：优良的环保、润滑、安全、燃料、可再生性能；以一定比例与柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。

酯化：将植物油与甲醇或乙醇在催化剂和230~250℃温度下进行反应，生成生物柴油，并获得副产品—甘油。

乙醇应用优点：技术比较成熟，工艺比较完善；液体燃料，能量密度大，易于储存、运输，使用方便；可以生物降解，燃烧后排放对环境污染较小；可作为内燃机燃料，单独使用，也可以与汽油、柴油混合使用；价格与汽油、柴油的价格接近，燃料费用增加不多。缺点：油耗增加；汽化潜热大，影响燃烧速度，动力性下降；在燃烧过程中产生乙酸，对汽车金属特别是铜有腐蚀作用；优良溶剂，易对汽车的密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀，溶涨，软化或龟裂作用；易吸于水，车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后，容易发生液相分离。