太阳能辅助抽水蓄能发电技术的研究
太阳能辅助抽水蓄能发电技术的研究
摘要：基于槽式太阳能的基础上，建立了太阳能与抽水蓄能电站联合发电系统，设计与计算了其子系统的运行状况，理论分析了系统的经济性，本系统可以用于发电、海水淡化、环境保护，在技术和经济性上都具有研究使用以及推广的价值。
关键词：太阳能抽水蓄能电站经济性海水淡化环境保护Research on Power Generation Technology of Solar Assisted Pumped Storage
Abstract:On the basis of slot-type solar power,setting up co- generation system of the solar power and the pumped storage, which designing and calculating operation situation of its subsystem.This paper mainly analyzes the economy of this system, which has value of usage and promotion on technology and economy because this system can use for electricity generation , desalination and environment protection.
Key word:solar;pumped storage;economy;desalination;environment protection;
随着科技和经济的发展，世界对能源和淡水资源的需求日益增长，而传统的不可再生能源已面临枯竭，全球能源形势十分严峻[1]。传统能源的消耗造成环境污染和生态破坏，人类生存的环境压力变的
浅析光伏电站发电量与光伏组件衰减的关系
浅析光伏电站发电量与光伏组件衰减的关系 摘要：在光伏电站建设前期的项目可行性评估中，对光伏电站的发电量进行估算具有非常重要的意义，因为这将直接影响到项目的收益预期。目前系统设计人员常用软件来模拟第一年的发电量，本文将基于第一年估算的发电量，并试图计算随后24年发电量。 关键词：光伏电站组件衰减发电量估算 PVSYST模拟 1 前言 由于全球的能源危机问题，风能、太阳能等资源丰富的新能源逐渐占有重要的地位。世界太阳能光伏发电系统在近几年里保持持续高速增长，到2012年世界光伏发电累积装机容量已经达到102GW[1]，并且成为增长速度最快的发电技术，光伏发电在20多个国家实现平价上网。 随着核心器件光伏组件的技术不断突破，效率不断提升，光伏发电系统的度电成本会逐渐的逼近传统的火力发电成本，同时随着储能技术的不断发展，届时，光伏发电系统由于它的系统规模随意、安装要求门槛低等优点将会在世界各地更普遍的应用开来。 在整个光伏系统应用市场里，目前并网光伏系统占有绝对主导的地位，皆依赖于并网光伏技术的不断发展成熟、相应设备性能成本的不断研发进步以及各国政府在政策方面的积极推进。 2 光伏发电系统的原理 由于光伏发电系统根据实际的应用大体上分为并网系统和独立系统[2]，由于并网系统应用所占的份额较大，本文着重分析并网系统的发电量估算。 同时，由于系统规模和场合条件的不同，并网系统也有多种系统形式，本文对发电量的评估是按较大规模的光伏电站作为模型，且光伏电站所处的环境条件比较好。 图2-1为一个典型的大型地面电站的发电原理框图 图2-1 大型电站发电原理简图
整个系统主要由光伏方阵和交（直）流输变电组成，光伏方阵输出的直流电经过直流线路汇流后通过逆变器转变为波形规则、频率稳定的交流电，然后就地进行一次升压到中压后，在中压交流线路上进行汇流后再进行二次集中升压，最后接入电网进行并网。 根据图示，通常在产权点会安装一个有效的电能计量表对光伏电站发电量进行计量，这是最为准确的统计数据。根据最初几年的计量统计数据对模拟数据进行分析修正，可以较为准确的预估今后的发电量。 3 光伏电站发电量损耗因素分析[3] 要在项目前期比较准确的预估光伏电站的发电量，除了对光伏电站的系统结构有深刻的了解外，也必须对主要的设备性能参数有很深刻的了解。同时，如果要对发电量进行更长年限的预估时，则必须全面考虑长时间内外界环境因素的影响和电站运营状况的预估。 分析第一年光伏电站的发电量估算时，通常需要考虑的损耗因素如下： ⑴倾斜面太阳光辐照量修正； ⑵组件表面灰尘等异物挡光的影响； ⑶温度对光伏组件输出的影响； ⑷光伏组件的自身衰减； ⑸组串内组件的匹配损失； ⑹方阵前后排之间的阴影遮挡损失； ⑺直流线路损失； ⑻逆变器转换效率损失； ⑼本地变压器损耗； ⑽交流线路损失； ⑾主变压器损耗； ⑿电站自用电损耗； ⒀停机时间损失； 通常采用PVSYST软件模拟发电量时，没有考虑自用电和停机时间的损耗，只是考虑其它因素的一个综合数据。
抽水蓄能电站发电电动机的特点及选型设计分析
抽水蓄能电站发电电动机的特点及选型设 计分析 水力发电第36卷第7期 2010年7月 抽水蓄能电站发电电动机的特点及 选型设计分析 徐立佳 (中国水电顾问集团中南勘测设计研究院,湖南长沙410014) 摘要:对发电电动机的特点,额定容量,功率因数,额定转速和电压,电压调压范围以及结构型式,冷却方式, 起动和制动方式等方面进行了较全面的总结和分析.并介绍了黑麋峰和白莲河抽水蓄能电站发电电动机的参数,可 供参考. 关键词:发电电动机;参数;结构;制动;起动CharacteristicsandSelectionAnalysisofGenerator-motorofPumped-storagePowerStatio n XuLijia (HydroChinaZhongnanEngineeringCorporation,ChangshaHunan410014) Abstract:Thecharacteristics,theselectionofratedcapacity,powerfactor,ratedspeedandvol tageandvoltageregulatorrange, thestructuraltype,thecoolingmethodandthestartingandbrakingmethodsofgenerator-mot orwereanalyzedcomprehensively. Theparametersofgenerator-motorsforHeimifengandBailianhepumped—storagepowerstationswereintroducedherein. KeyWords:generator-motor;parameter;structure;brake;starting 中图分类号:TM341;TV743文献标识码:A文章编号:0559—9342(2010)07—0060—03
抽水蓄能发电电动机冷却方式研究
抽水蓄能发电电动机冷却方式研究 发表时间：2017-11-16T20:13:11.903Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：钱敏[导读] 摘要：随着电网容量的不断增大和用电需求的多样化，电网对安全性、稳定性、经济性和调节能力有了更高的要求，从电力系统的电力电量平衡和提高电网稳定性考虑，抽水蓄能发电电动机在现代电力系统中占有相当重要的位置。 （江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏 213300）摘要：随着电网容量的不断增大和用电需求的多样化，电网对安全性、稳定性、经济性和调节能力有了更高的要求，从电力系统的电力电量平衡和提高电网稳定性考虑，抽水蓄能发电电动机在现代电力系统中占有相当重要的位置。我国抽水蓄能发电电动机已逐渐从依赖进口，走上自主研发的道路，关键技术的创新正是大批将要兴建的抽水蓄能电站所用机组开发的基础。 关键词：发电电动机；通风系统；冷却方式引言 抽水蓄能发电电动机的每极容量、转速等参数一般高于常规电机，相对地，通风系统的设计难度也很大。冷却方式是决定发电电动机参数及结构的重要因素，采用模拟试验与计算分析相结合的方法研究不同的冷却方式能够达到的冷却效果，不仅可以掌握电机内流场现象的特点，而且能够预期电机各发热部件的温度分布。 1模拟试验方法 在通风冷却系统内具有流体流动相似特点的通风模拟试验能够反映电机整体流场现象的特点，本文分别对旋转挡风板结构、固定挡风板结构及带风扇的固定挡风板结构进行了通风模拟试验研究。掌握了不同冷却方式下的风量及上、下风道风量分配，检验是否存在空气流动漩涡和死区等流场现象，从而论证了三种冷却方式的优缺点。 试验的理论依据是相似法则，利用量纲分析的方法决定相似准则并正确处理试验数据。量纲分析的目的之一就是找出影响过程的各独立物理量正确地组合成无量纲数的方法。 电机通风系统包括旋转的压力元件和各种形状的风阻元件，但它有以下几个方面的流动特性：（1）风路全是由短的风道组成，截面多变化，因此局部阻力为主，沿程阻力很小只占10%左右； （2）全部压头由转子产生，压头正比于转子周速平方； （3）电机中转动部件中的气流产生很大的搅动作用，在风道中造成很高紊流度，深圳发电电动机的雷诺数约为4.29×107，处于充分紊流状态； （4）由于封闭循环系统中空气周而复始，没有外来气流影响，边界条件可以自动建立。 根据相似法则，深圳发电电动机通风模型以几何相似为基础，尺寸比例选用1∶2.5，使得模型具有适中的尺寸，安装方便，满足试验测量要求。 2冷却方式研究 通风系统的设计不仅要冷却各发热部件，使其温升低于要求的温升限值，更要控制温度的不均匀度，以避免定子铁心的翘曲、绝缘脱壳等问题。在通风系统的设计中，由通风系统各部分尺寸的选择来决定风量的大小，通过结构的优化来改善流道的条件以降低流道的压力损失，对于通风系统局部挡板、密封结构的设计可以避免流体产生风堵、死区、涡流等现象，因此，通风系统的设计是提供高效冷却条件，较小通风损耗的基础。本文涉及的深圳抽水蓄能发电电动机应用通风模型试验对固定挡风板和旋转挡风板的结构进行了试验论证，为深圳发电电动机通风冷却系统的选择提供了依据。另外，还进行了带离心式风扇的固定挡风板结构的试验，考核风量的增加及在阳江、敦化等发电电动机上应用的可能性。固定挡风板结构的通风模型示意见图1；旋转挡风板结构的通风模型示意见图2；带风扇固定挡风板结构的通风模型示意见图3。
太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料
太阳能光伏发电原理与应用 实验报告 课题名称：太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级：12级应用光电子01 学生学号：1209040110 学生姓名：胡超 学生成绩： 指导教师：刘国华 课题工作时间：2015.6.1至2015.6.4
实验一、太阳辐射能的测量 下表是针对武汉市的日照情况，记录武汉市的某一天某一时段（每两分钟记 录一次）的太阳辐射强度： 太阳辐射监测系统 瞬时值累计值 时间 总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010
太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文
太阳能发电技术论文太阳能发电原理论文 利用太阳能的热电偶正向串联发电技术研究 [摘要] 根据热电偶传感器的测温原理逆向思维,与光电传感器串联制成光伏阵列类似,将热电偶串联产生的热电势转换为电能。测量端利用太阳能加热,参考端靠水冷却,初步研究热电势与热电偶材料 的直径、长度、补偿导线之间的关系,由此制造出的绿色发电机无污染,成本低,其结果论证了本方法的实用性与可行性。 [关键词] E型热电偶热电势补偿导线绿色发电机 一、引言 目前,能源告急,如何用绿色能源生产电能对我国可持续发展具 有很重要的现实意义,太阳能电池利用光电传感器中产生的电动势, 将其串并联得到太阳能电池阵列发电,类似地,我们利用热电偶传感 器中产生的热电动势,并将热电偶串联得到发电组件,其测量端采用 太阳能集中加热,参考端自然冷却,将来做成一种新型绿色发电机,成本有望比太阳能电池更低。本论文从此观点出发利用试验对太阳能热偶发电技术进行初步研究,通过对试验数据结果分析总结出一些规律,这对我们进一步研究新能源开发与利用十分有利。 二、热电偶的测温原理与串联 1.热电偶的测温原理 热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电动势,又称
塞贝克效应。本论文中逆向思维,不是用于测温而是利用产生的热电动势发电,具有创新性。 2.热电偶的串联 热电偶的基本定律有中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律。在试验前,我们根据中间温度定律、参考分度表可以对产生的热电动势进行估算。根据中间导体定律可知,加设补偿导线既不会降低热电动势,又可以节约成本,这对于实际生产具有十分重要的意义。 热电偶可串联使用,如下图2所示。但只能是同一分度号的热电偶,且参考端应在同一温度下。当热电偶正向串联,可获得较高的热电动势,其总热电动势的输出等于各热电动势输出之和,如式3,这正符合我们利用热电偶串联达到发电的目的。 三、试验过程 1.试验器材的选用 目前,我国工业上采用的4种标准化热电偶有4种分别是:镍铬-考铜(E型)、镍铬-镍铝(K型)、铂铑30-铂铑6(B型)、铂铑10-铂(S 型)。其特性曲线如图3所示,由图可知,我们选用E型最合理,这种热电偶在同等的温度差条件下产生的热电动势最大。 本次试验所选用主要材料及仪器清单如下表1所示: 2.试验数据
太阳能发电原理
太阳能发电原理 1、原理概述 太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池板将太阳能转换成电能的一种可再生清洁发电机制。当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被太阳电池板反射掉，另一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅原子，使电子发生越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成电位差。当外部接通电路时，在该电压的作用下，则会有直流电流流过外部电路产生一定的输出功率。 通常每块太阳能电池组件输出的直流电压较低，一般为35V。为了提高电压，达到逆变器最佳工作状态的额定输入直流电压，将一定数量的太阳能电池串联到一起形成回路，然后接入逆变器中，逆变器将输入的直流电转换成交流电。逆变后得到的交流电通过站内的升压变压器升至指定电压后并入电网。 图1 太阳能发电系统原理 2、系统部件 2.1 太阳电池 在太阳能光伏发电系统中，太阳能电池板占据着举足轻重的地位，它是将太阳能转换成电能核心部件。太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。用于制造太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带
正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结。太阳能电池的核心技术就在这个“结”上，P －N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光子的能量，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。这样，在P－N结两端便产生了电动势，也就是通常所说的电压。如果分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。 图2 太阳能电池结构 目前，制作太阳能电池的原料有单晶硅、多晶硅、非晶硅等。由于生产能力的不断提高和和科学技术的不断进步，单晶硅以其较高的转化率，高稳定性，低衰减率，成为各太阳电池生产企业重点研发的项目。单晶硅太阳电池的生产工艺一般分五个流程完成：提纯过程拉棒过程切片过程制电池过程封
浅谈太阳能发电技术 吴丽丽
浅谈太阳能发电技术吴丽丽 发表时间：2019-12-12T10:10:01.630Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：吴丽丽 [导读] 摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。 山东电力工程咨询院有限公司 摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。因此，如何优化资源配置，提高能源的有效利用率，对人类的生存繁衍、对国家的经济发展都具有十分重要的意义。 关键词：新能源；太阳能发电；技术 1新能源的种类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、氢能、二氧化碳能、洋流能和潮汐能等。而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等能源，称为常规能源。常规能源在世界一次能源消费结构中约占总和的93%。 新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。 2太阳能发电概述 现在我们面临两个压力：一是化石能源短缺，二是环境污染与气候的变化，这都要求我们发展替代能源。 2.1太阳能光发电 光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，约占总成本的50%。太阳能电池的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。 2.2太阳能热发电 通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。太阳能热发电有多种类型，主要有以下五种：塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。前三种是聚光型太阳能热发电系统，后两种是非聚光型。在国际上,光热发电被看作重要的技术途径,并将之视为未来的主力能源。按欧洲能源中心的预测，在2050年,光热发电在能源构成中占20%~30%的比例，而到2100年，这一比例会达到60%~70%。 一般来说，太阳能光热发电形式有槽式、塔式、碟式（盘式）、菲涅尔式四种系统。 与光伏发电相比，光热发电能够将太阳的热量保存在工质中进行存储，在阴天和晚上释放出来，以实现连续发电，一年将有超过5000小时的满发运行时间，可以在电网中作为一个基础电源来承担调节作用，可以说光热发电的前景比光伏发电更好。 2.2.1槽式光热发电 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。 要提高槽式太阳能热发电系统的效率与正常运行，涉及到两个方面的控制问题，一个是自动跟踪装置，要求槽式聚光器时刻对准太阳，以保证从源头上最大限度的吸收太阳能，据统计跟踪比非跟踪所获得的能量要高出37.7%。另外一个是要控制传热液体回路的温度与压力，满足汽轮机的要求实现系统的正常发电。 槽型抛物面镜集热器是一种线聚焦集热器，其聚光倍率比塔式系统低得多，吸收器的散热面积也较大，因而集热器所能达到的介质工作温度一般不超过400℃，属于中温系统。这种系统容量可大可小，不像塔式系统只能是大容量才有较好的经济效益；其集热器等装置都布置于地面上，安装和维护比较方便；特别是各种聚光集热器可以同步跟踪，使控制成本大为降低。主要缺点是能量集中过程依赖于管道和泵，致使输热管路比塔式系统复杂，输热损失和阻力损失也较大。 槽式太阳能热发电的优点是： 系统结构简单，技术成熟，商业化运营经验丰富，是当前光热发电的主流路线。目前世界上太阳能发电的80%是槽式太阳能光热发电系统。 2.2.2塔式光热发电 太阳能塔式发电应用的是塔式系统。塔式系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台定日镜都配有跟踪机构，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍，集热器所能达到的介质工作温度在500~600℃。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。塔式光热发电系统主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。 目前，国内外采用的定日镜大多是镜表面具有微小弧度的平凹面镜。和其他两种不同的是，塔式系统可通过熔盐储热，具有聚光比高、工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，适合大规模并网发电。塔式在大规模发电中最具有发展潜力，但是前期单位投资过大。 2.2.3碟式光热发电 碟式系统为点聚焦，于焦点处的太阳能接收器收集高温热能，加热工质，驱动发电机组，或在焦点处直接放置太阳能斯特林发电装置。这种系统具有寿命长、效率高（接收器内的传热工质能被加热到750℃左右）、灵活性强等特点，可以独立运行，非常适合作为边远地区的小型电源使用。 一般碟式太阳能热发电功率为10.25kW，聚光镜直径为5.10米。 碟式的热效率最高，结构紧凑、安装方便，非常适合分布式小规模能源系统，但斯特林热机关键技术难度大，目前仍处于试验示范阶段。
抽水蓄能机组水泵工况启动概述
抽水蓄能机组水泵工况启动概述 【摘要】近年来抽水蓄能电站在国内大量兴建，引发越来越多的人关注。但由浅入深介绍该型机组特点的文章为数不多，本文力求以浅显的原理介绍抽水蓄能机组的特点，以供非此专业人士快速熟悉抽水蓄能机组之用。由于作者水平有限，请各位专业人士不吝赐教，给予斧正。 【关键词】抽水蓄能机组；充气压水；变频启动装置；排气充水；排气造压 引言 抽水蓄能机组与常规水轮发电机组最大的区别就是不仅可以发电，还可以反向旋转以水泵的形式抽水。当电网电能超过负荷需求时，启动机组以水泵工况运行将下库水抽到上库暂时存放起来；当电网电能低于负荷需求时，启动机组以发电工况运行利用存储在上库的水能发电供给电网。机组将电能以水力势能的形式临时存储起来，实现了电能的存储，故而称为蓄能机组。抽水蓄能机组有效的均衡了电网负荷的峰谷差，确保电网的安全经济运行。 机组的水泵工况启动较发电工况启动更为复杂，以下将进行详细说明。 1、水泵启动方式 抽水蓄能机组水泵工况运行实质上是同步电动机运行。众所周知，同步电动机不可以直接启动，目前最为经济便捷的启动方式是变频启动方式。因此，抽水蓄能电站几乎均设置一台静止变频启动装置（SFC）。SFC拖动机组从零转速到额定转速，实现了同步电动机的平稳启动。这只是为启动机组提供了可能性，光有SFC还不能立即实现机组水泵方式启动。 为了尽量提高机组调节电网峰谷差能力，抽水蓄能机组容量被尽可能地增大。但受目前技术所制约，国内大型抽水蓄能机组单机容量最高已达300MW，即将向400MW，甚至更高的容量发展。然而就300MW容量机组来说，其转动惯量已达数百（kN·m）数量级。转动惯量越大，需要的启动转矩就越大，SFC 的容量也越大，而SFC的造价随着容量增加成倍增加。 因此，为尽量降低SFC的容量，人们想方设法减轻机组启动的阻力矩。水泵如能在空气中被启动，阻力矩的减少将是非常可观的。 2、充气压水 为实现水泵在空气中启动，在SFC拖动机组启动之前，需要将水泵轮暴露在空气中。这样就需要一套高压空气压缩系统，利用压缩空气将水位压低直到泵轮从水中完全脱离为止。这个过程就是抽水蓄能机组水泵工况启动的第一步：充气压水。
抽水蓄能机组调相工况简介
抽水蓄能机组调相工况简介 摘要：由于抽水蓄能机组在我国发展较晚，还有很多人，包括一些常规机组的建设者和运行人员都对抽水蓄能机组不太了解，本文简要的介绍抽水蓄能机组的特有工况：调相，以让更多的人增加对抽水蓄能机组了解。 关键词：抽水蓄能调相简介 1、抽水蓄能机组发展简介 在国外从最早的原始装置算起，抽水蓄能电站已有上百年的历史，但是具有近代工程意义的设施，则是近四五十年才出现的。 抽水蓄能建设早期是以蓄水为目的，在西欧的一些多山的国家里，利用工业多余电能把汛期的河水抽到山上的水库贮存起来，到枯水季节再放下来发电。这相当于是季调节的抽水蓄能工程。 从刚开始蓄能电站使用的单独工作的抽水机组和发电机组，到将水泵与水轮机和一台兼作电动机与发电机的电机连接在一起的而形成的三机式机组，1937年在巴西安装的佩德拉机组和1954年在美国安装的弗拉特昂机组则是可逆式机组的先声。从20世纪60年代起，可逆式机组就成为了主要的机型，开始得到广泛应用。 当时间进入到21世纪，无论是技术还是运营模式，抽水蓄能机组都得到的相当的发展。 2、抽水蓄能机组简介 抽水蓄能机组由可逆式水泵式轮机和发电电动机，配以常规的辅助设备，如调速器、球阀、尾水事故闸门、上库检修闸门、下库检修闸门、励磁系统等。 另外，抽水蓄能机组还有其特有的、区别于常规机组的设备：（参见图1） 换相开关或换相闸刀：由于水泵水轮机二种运行工况的水流方向相反，所以发电电动机二种运行工况旋转方向必须相反。为此应使电动机运行时其旋转磁场的旋转方向与发电机运行时的旋转磁场方面相反，这就需改变三相绕组相序排列，所以发电电动机需加装相应的换相开关或换相闸刀SFC：变频启动装置，用于机组抽水调相工况启动，相当于抽水调相启动过程中的调速器； 拖动闸刀和被拖动闸刀、启动母线：为了满足抽水调相启动而专设的电气连接； 调相压水气系统：在机组抽水调相启动过程中和机组调相运行过程中，利用高压气将转轮室的水圧下去，使转轮在空气在旋转，即可以减少有功消耗，又可以减小机组的振动、噪音，减少对机组的损伤； 监控系统：为了适应抽水蓄能机组的各种工况，监控增设了抽水、抽水调相、发电调相等工况及相互转换程序。 目前抽水蓄能电站中广泛使用的混流可逆式水泵水轮机是以一个离心泵或混流泵的叶轮为基础，配以近似水轮机的活动导叶和固定导叶而形成的。为了同时满足水泵和水轮机两种工况的良好性能，它和常规水轮机有以下不同：1、转轮较矮；2、直径大；3叶片数目少，如华东天荒坪300MW 机组和华东宜兴250MW机组的转轮都只有9 个叶片；4、由离心泵转化而来，流道长，离心力大，流量下降快；5、水泵工况效率高。 3、抽水蓄能机组的工况简介 由于抽水蓄能机组同时具有抽水和发电两种功能，所以也就具有较常规水轮机组更多的工况: 机组顺序控制中出现的各种状态可分为稳态、特殊状态、特定的暂态、暂态四种。稳态可由操作员或成组控制逻辑进行选择，并可不受时间限制运行下去，它包括停机(ST)、发电(GO)、发电调
太阳能光伏发电技术及其发展前景
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太阳能发电原理及应用论文
太阳能发电原理及应用 指导老师： 关键词：半导体，蓄电池，光伏充电控制器 摘要：本文介绍了由本人所构想的一种新型干电池，由目前比较成熟的太阳能发电系统所得到灵感经过一定的理论分析和创造所发明的一种新型干电池。主要由太阳能半导体，蓄电池，光伏充电控制器构成。太阳能半导体产生“光生电流”，“光生电流”储存在蓄电池内，需要时通过电路释放出来，而光伏充电控制器则连接在半导体与蓄电池之间可以控制太阳能电池的输出电压, 可以保护电池不被过充, 同时, 也晚上太阳能电池不发电时, 防止蓄电池的电倒流。 正文 引言 我国是电池生产和消费大国，去年电池的产量和消费高达140亿只，占世界总量的1/3。平均每人每年3.5枚。但我国目前的废旧电池的回收情况却令人非常担忧。据有关部门统计，北京市每年消耗2亿只电池，共计6000吨，1999年回收了60吨，回收率仅为1％，2005年的回收率也只有5％，回收量实在是微乎其微。上海市每年小号电池约4.5亿节，但每年回收量约50吨，不足每年耗量的1％，最近，来自上海市环保部门的一份报告显示，含铅最多的铅蓄电池回收率也比较低，150万只报废电瓶四处抛散。所以我就想到了太阳能干电池，太阳能干电池所耗太阳能无限可再生和零排放能源，对当地环境没有影响，可重复使用对于偏于地区手电筒照明，个类儿童玩具，各类家用遥控器。 一方案设计 发电原理：硅原子的外层电子壳层中有4个电子。在太阳辐照时，会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，并同时在原来位置留出一个空穴。电子带负电；空穴带正电。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中搀入能够俘获电子的3价杂质，如：硼，鋁，镓或铟等，就成了空穴型半导体，简称p型半导体。如果在硅晶体中搀入能够释放电子的磷，砷，或锑等5价杂质，就成了电子型半导体，简称n型半导体。 p-n结内建电场：
浅谈太阳能热发电技术
浅谈太阳能热发电技术 发表时间：2017-08-04T11:13:47.110Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：吴越李敏[导读] 摘要：太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 （国网宁波供电公司中国宁波 315000；国网宁波市鄞州区供电公司中国宁波 315100）摘要：太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 关键词：太阳能；储能；新技术；热发电 1 引子 目前，太阳能发电方式主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电因太阳能电池成本不断下降和成熟的技术，在国内得到大规模应用，而太阳能热发电技术虽然在我国应用较少，但因其固有优势已经得到国家重视，一些新兴的太阳能热发电企业也已进入市场，具有较大的发展潜力。 2 新技术介绍 2.1 热发电技术介绍 2.1.1 太阳能热发电技术简介 太阳能热发电技术是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。 槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。随着在太阳能热发电领域的太阳光方位传感器、自动跟踪系统、槽式抛物面反射镜和槽式太阳能接收器等方面技术的发展，槽式太阳能热发电系统已经进入商业化和产业化阶段。 太阳能塔式发电系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。 太阳能碟式发电也称盘式系统。主要特征是采用盘状抛物面聚光集热器，其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线。由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度。 2.1.2 太阳能热发电技术的优势 太阳能热发电技术效率较光伏发电高。目前光热转化效率为80%，热电转化效率是30%，二者相乘得出光伏热发电的转化效率为24%，而硅光电池的转化效率为22%，相比较光伏热发电转化效率具有优势。 太阳能热发电直接产生工频的三相交流电，比光负荷风电相比，更适合跟电网的配合。太阳能热发电利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在没有太阳的情况也也能在几小时内带动汽轮发电，连续稳定发电和调峰发电的能力较强。 太阳能热发电技术避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本，而且整个生产环节产业链没有污染很大、耗能很高的环节，有效避免了制造光伏电池过程中的高耗能和高污染。 太阳能热发电具有高温特性，高温光热不仅可以发电，还能用于高热化工、热电联供等领域，实现太阳能热能的高效综合利用。如在煤制油高热化工领域，目前技术情况下四吨煤可以制一吨油，用光热来做是两吨半煤就可以制一吨油，耗损低、能耗少、污染少。 2.1.3 太阳能热发电技术的应用状况 太阳能光热发电在国际上已成为可再生能源的发展热点。早在上世纪八十年代，国外就已建造了装机容量500千瓦以上的各种不同形式的太阳能光热发电站20余座，其中美国加州的碟式太阳能光热发电一号及二号装机容量分别达到了850兆瓦和750兆瓦，太阳能光热发电已经开始商业化运作。 在国内，随着国家对可再生能源的日益重视，光热发电产业的发展十分迅猛。 “十五”期间，中国科学院电工研究所、工程热物理所等科研机构和一些太阳能企业，已开始了光热发电技术的项目研究。目前，我国科学家已经对碟式发电系统、塔式发电系统以及槽式聚光单元进行了研究，掌握了一批太阳能光热发电的核心技术，如高反射率高精度反射镜、高精密度双轴跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等，现在正着手开展完全拥有自主知识产权的100kW槽式太阳能热发电试验装置。 我国内蒙古西部、青海中部、西藏西南部是太阳直接辐射资源最丰富的地区，年辐照量都在1800kWh/m2以上，最适合太阳能热发电；西部北部其他地区的直射资源较丰富，年辐照量在1400-1800kWh/m2之间，也比较适合太阳能热发电。以上两类地区占我国国土面积一半以上，所以我国太阳能热发电潜力巨大。 2.2 储能技术简介 太阳能热发电技术必须配以大规模储能技术才能实现对传统能源的替代。下面我就储能相关技术做下简单的介绍。 2.2.1 储能技术简介 电网就好比运送电力的物流企业，唯一的区别就是：这个物流没有仓储。电力系统是被誉为目前人造的最为复杂的系统，可遗憾的是在这个系统中居然没有仓储，这也直接导致了这个系统中“产品”从生产到消费“瞬时完成、实时平衡”的特点已然成为天经地义的真理，对现阶段电力系统特征产生了深远的影响。随着电网负荷峰谷差的日益拉大、间歇式可再生能源的快速发展，“瞬时完成、实时平衡”对电网提出了日益严峻的挑战。 2.2.2 大规模储能技术的应用
太阳能辅助抽水蓄能发电技术的研究
太阳能辅助抽水蓄能发电技术的研究 摘要：基于槽式太阳能的基础上，建立了太阳能与抽水蓄能电站联合发电系统，设计与计算了其子系统的运行状况，理论分析了系统的经济性，本系统可以用于发电、海水淡化、环境保护，在技术和经济性上都具有研究使用以及推广的价值。 关键词：太阳能抽水蓄能电站经济性海水淡化环境保护Research on Power Generation Technology of Solar Assisted Pumped Storage Abstract:On the basis of slot-type solar power,setting up co- generation system of the solar power and the pumped storage, which designing and calculating operation situation of its subsystem.This paper mainly analyzes the economy of this system, which has value of usage and promotion on technology and economy because this system can use for electricity generation , desalination and environment protection. Key word:solar;pumped storage;economy;desalination;environment protection; 随着科技和经济的发展，世界对能源和淡水资源的需求日益增长，而传统的不可再生能源已面临枯竭，全球能源形势十分严峻[1]。传统能源的消耗造成环境污染和生态破坏，人类生存的环境压力变的
太阳能发电原理)
太阳能发电原理及应用 （一）太阳能电池是如何工作的？ 晶体硅ｎ/ｐ型太阳电池的工作原理：当ｐ型半导体与ｎ型半导体紧密结合连成一块时，在两者的交界面处就形成ｐ－ｎ结。当光电池被太阳光照射时，在ｐ－ｎ结两侧形成了正、负电荷的积累，产生了光生电压，形成了内建电场，这就是“光生伏打效应”。从理论上讲，此时，若在内建电场的两侧面引出电极并接上适当负载，就会形成电流，负载上就会得到功率。太阳能电池组件就是利用半导体材料的电子学特性实现Ｐ－Ｖ转换的固体装置。 （二）太阳能系统基本组成 如上图所示，太阳能发电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。 （三）各部分的作用为： 太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。效率是选购逆变器时的重要标准之一。效率越高，意味着在将光电组件产生的直流电转换成交流电的过程中产生的电量损耗就越少。可以这样说，逆变器的质量决定了发电系统的效益，它是太阳能发电系统的核心。 （四）太阳能发电系统的设计需要考虑的主要因素： 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？ 系统的负载功率多大？ 系统的输出电压和频率是多少，直流还是交流？ 系统每天需要工作多少小时？ 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？ 负载的情况，电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？ 系统图解 系统图解
浅谈太阳能光伏发电技术及应用
浅谈太阳能光伏发电技术及应用 太阳电池的基本原理是光生伏特效应、系统组成、维护、故障排除。光伏发电具有资源可再生、洁净环保等多项优势。光伏发电系统由太阳电池板、蓄电池组、控制器、直流--交流逆变器等部分组成。分析了各组成部分的功能，介绍了光伏发电技术在通信、工业、边远地区、应用、维护、故障排除等方面情况。 标签：光伏发电基本原理系统组成应用维护故障排除 一、太阳能光伏发电现状 能源是人类社会存在与发展的重要物质基础。目前世界能源结构是以煤炭、石油、天然气等化石能源为主体的结构。而化石能源是不可再生的资源，大量消耗终将枯竭，并且生产和消费的过程中有大量污染物排放，破坏生态环境。为保证人类稳定、持久的能源供应，必须优化现存的以资源有限、不可再生的化石能源为主体的能源结构，建立资源无限、可以再生、多样化的新能源结构，走经济社会可持续发展之路。为保护人类赖以生存的地球生态环境，必须采取措施减少化石能源的耗用，大力开发利用清洁、干净的新能源和可再生能源，走与生态环境和谐的绿色能源之路。可再生能源，包括太阳能、风能、植物生能源、水能、地热能、海洋能、是广泛存在、用之不竭、可以自由素取、最终可依赖的初级能源。直至近二三百年化石能源得以大规模开发使用之前它一直是人类赖以生存与发展的能源来源。近年来，可再生能源的开发利用得到了日益增强的重视与支持，取得了一些重要进展，大大增强了人类在化石能源衰竭后仍能依赖可再生能源可持续发展的信心。太阳能利用主要有光热利用、光伏利用和光化学利用这三种主要形式。我国低温光热利用已经具有可观的规模，它成本低、使用方便、安全可靠，已经为全国广大人民所接受。 对太阳能发电的优势国内外太阳能利用现状，光伏发电的工作原理及运行方式做处出了简介，的处理本课题研究的目的与任务，光伏发电是利用半导体界面的光身伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这钟技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，配合上蓄电池组、控制器、逆变器等部分就形成了光伏发电装置。 二、光伏发电的基本原理和光伏发电的主要优势 太阳电池板是光伏发电系统的核心。太阳电池板单体是光电转换的最小、单元，尺寸一般为4～200cm2不等。太阳电池板单体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20～25mA，功率50瓦特一般不能单独作为电源使用。将太阳电池单体进行串并联且封装后，就成为太阳电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦作为电源使用的最小单元。太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上，就构成了太阳电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率。 1.光伏发电的基本原理