04单元1：常规能源
新能源汽车行业介绍
动力电池组
动力电池组为纯电动汽车提供能量，其体积、 比能量、比功率、充放电循环寿命直接影响 整车的行驶性能 注：目前动力电池主要采用铅酸电池、镍镉 电池、镍氢电池、锂离子电池，同时超级电 容、飞轮电池也作为动力电池提供充分的电 能
类型及特点
驱动电机及控制器
驱动电机是将电源的电能转 化为机械能，主要有定子和 转子组成。 电机控制器可以高效、可控 的对驱动电机的转速和力矩 进行控制
并联结构主要有以下模式：
纯电动模式（发动机不工作，主要在中低速使用） 发动机工作模式（发动机驱动车辆同时向动力电池充电，主要在中高时工作） 混合动力模式（发动机和电动机同时工作，主要在告速和大负荷时工作）
类型特点
混联式混合动力系统
混联式在并联式结构上加装了一个发电机，发动机和电动机可以协同驱动车辆行驶，发动机和电动机可以单独驱动 车辆行驶，发动机还可以带动发电机为动力电池充电。
类型及特点
1）优点 使用方便、经久耐用、不污染 环境，是一种比较理想的电源 2）缺点 存在成本高、利用率低
主要以风能为驱动力新型低环保汽车，在汽 车行驶中会产生强大的气流，而风能汽车主 要利用这种气流通过风能发电系统，对动力 电池充电，最后通过动力电池为电机提供电 能，驱动车辆行驶。 英国风能环保公司推出一款“复仇女神”纯 电 动 跑 车 ， 可 在 8.5s 加 速 到 160KMh, 最 高 时速可达270kmh.
3. 目前主流的串联混动车型有：雪佛兰沃蓝达 4. 宝马i3增程式混合动力
类型特点
并联式混合动力系统
并联式结构在传统的汽车上加装了一套电能驱动系统，发动机和电动机均可以单独驱动车辆 ，也可以同时驱动车辆， 当动力电池动力不足时，发动机还可以带动电动机反转作为发电机给动力电池充电。由于并联式结构只有一个电动 机，因此无法实现混合动力模式为动力电池充电。
冀人版小学科学六上-《常用能源》教案
《14 常用能源》教案
一、教学目的
（一）知识与技能
1、了解生活生产中的能量是从哪儿来的。
2、认识各种能源，并对能源分类。
（二）过程与方法
能利用各种渠道分析能源的开发和利用给生活和环境带来的影响。
（三）情感态度与价值观
充分利用想象能力思考没有能源的生活。
二、教学重点
认识各种能源，并对能源分类。
能利用各种渠道分析能源的开发和利用给生活和环境带来的影响。
三、教学难点
充分利用想象能力思考没有能源的生活。
四、教学准备
学生在家查找相关资料
五、教学过程
（一）导入：
大家知道我们的日常生活中的能量都是从哪来的么？
（二）新课：
一、分析能量的来源
1、提问：生活和生产中的能量是从哪里来的？
2、看书还是能够的图，分析能量的来源。
3、提问：生活和生产中还需要哪些能量？这些能量是从哪里来的？
4、板书：能源。
解释能源的概念。
5、学生汇报自己知道的能源的知识，与同学交流和学习。
6、将自己知道的能源进行分类。
可再生资源不可再生资源
7、学生分析后思考，你觉得什么能源最好？。
初中科学能源的分类教案
初中科学能源的分类教案教学目标：1. 了解能源的分类，包括一次能源、二次能源和新能源。
2. 掌握各种能源的特点和应用。
3. 培养学生的环保意识和节约能源的习惯。
教学重点：1. 能源的分类。
2. 各种能源的特点和应用。
教学难点：1. 能源的分类和特点。
2. 新能源的开发和利用。
教学准备：1. PPT课件。
2. 相关能源的图片和资料。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 教师出示各种能源的图片，如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能等，让学生猜测这些能源属于哪一类。
2. 学生分享自己的猜测，教师总结并导入本节课的主题——能源的分类。
二、新课讲解（20分钟）1. 教师引导学生了解一次能源、二次能源和新能源的定义和特点。
一次能源：可以直接从自然界中获取并利用的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能等。
二次能源：需要通过人工加工转化的能源，如电能、沼气、氢能等。
新能源：近年来开发利用的新型能源，如核能、辐射能、地热能、潮汐能等。
2. 教师举例说明各种能源的应用，如煤炭和石油在发电厂和交通工具中的应用，太阳能在家电和照明中的应用，核能在发电中的应用等。
3. 教师引导学生了解新能源的开发和利用，以及新能源在环保和可持续发展方面的优势。
三、课堂互动（15分钟）1. 学生分组讨论：根据自己的了解，举例说明生活中可以节能减排的措施。
2. 各组分享讨论成果，教师总结并强调节能减排的重要性。
四、课后作业（5分钟）1. 学生完成课后练习，巩固本节课的知识。
2. 学生收集有关新能源的开发和利用的资料，准备下一节课分享。
教学反思：本节课通过图片和实例，让学生了解了能源的分类、特点和应用，培养了学生的环保意识和节约能源的习惯。
在课堂互动环节，学生积极参与，分享了自己的想法和经验。
但在讲解新能源的开发和利用方面，时间略显紧张，可以适当延长课堂时间，让学生更深入地了解新能源。
常规能源开发与利用-煤炭
（4）煤质指标与煤分类
• 水分（外部水、内部水和化合水）
• 灰分（煤完全燃烧后，其中矿物
质的固体残余物）
• 挥发分（在隔绝空气的条件下，
将煤加热到850℃左右，从煤中有 机物质分解出来的液体和气体产物 称为挥发分）
• 发热量（单位质量煤完全燃烧时
从2003年7月起，兖矿集团开始在下属的鲁 南化工厂建立万吨级中试装置，该装置从2004 年4月开始出油，至今一直在平稳运行。
兖矿计划设在新疆的煤制油厂采用兖矿研发 的低温费托合成煤间接液化技术，设计的年产 量为108万吨油品。
6）燃料电池
燃料电池（Fuel Cell）是发展中的发电技术， 它利用电化学过程，将燃料（氢气）的化学能转 化为电能，它的发电原理与常规化学电源类似， 因为没有热力学上的限制，能量转换过程的热效 率很高，可以将存在燃料和氧化剂中的化学能高 效（50％～70％）、环境友好地转化为电能， 发电过程不产生污染物。
煤质较好
含硫量小于1%的低硫煤约占65%
煤层埋藏较深，适于露天开采的储量很少，适于露 天开采的中、高变质煤更少 共伴生矿产种类多，资源丰富
我国的煤炭资源分布
• 中国煤炭资源和现有生产力呈逆向分布，造成 了“北煤南运”和“西煤东调”的被动局面。 大量煤炭自北向南、由西到东长距离运输，给 煤炭生产和运输造成了极大的压力。
MH
中高热值煤
21.01~24
HC
高热值煤
24.01~27
SH
特高热值煤
＞27
煤炭硫分等级划分标准
代号 SLS LS LMS MS MHS HS
等级名称 特低硫煤 低硫分煤 低中硫煤 中硫分煤 中高硫煤 高硫分煤
发电厂电气部分练习题
发电厂电气部分练习题发电厂电气部分填空1．按输出能源分,火电厂分为凝汽式电厂和。
答：热电厂变为的工厂，称为发电厂。
答：电能3.水电厂可分为、引水式水电厂和混合式水电厂。
答：堤坝式水电厂4.核电厂的系统由核岛和组成。
答：常规岛5. 自然界中现成存在，可直接取得和利用而又改变其基本形态的能源称为。
答：一次能源6. 由一次能源经加工转换的另一种形态的能源。
答：二次能源7.火力发电厂的能量转换过程为。
答：燃料的化学能→热能→机械能→电能8. 水力发电厂的能量转换过程为。
答：水的位能→动能→机械能→电能9.水电站所用的发电机为。
答：水轮发电机10.火力发电厂所用的发电机为。
答：汽轮发电机12.既可以是电力用户，又可以是发电厂的是电厂。
答：抽水蓄能电厂13. 是变换和分配电能的设备。
答：变压器14. 可将高电压变为低电压。
答：电压互感器15. 是限制短路电流的设备。
答：电抗器16.通常把生产、变换、输送、分配和使用电能是设备称为。
答：一次设备17.对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、件事和保护的设备称为。
答：二次设备18. 由一次设备，如：发电机、变压器、断路器等按预期生产流程所连成的电路，称为。
答：一次电路或电气主接线19．在对称三相电路中仅画出其中一相设备的连接用来表示三相电路的电路图称为_________。
答：单线图20．发电厂或变电所中的___________按照设计要求连接而构成的电路称为电气主接线。
答：各种一次设备21. 根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为_________。
答：配电装置。
22.能接通正常工作电流，断开故障电流和工作电流的开关电器是_________。
答：断路器23.电气主接线中应用最多的开关电器是_________。
答：隔离开关24. _________起汇集和分配电能的作用。
答：母线25.在多角形接线中，检修一台断路器时，多角形接线变成___________，可靠性降低。
能源管理知识培训
能耗、节能量与节能 率
节能率：
指统计报告期比基期的单位产品（或产值）综合能耗降低率。 它是反映能源节约程度的综合指标，一般按年计算。节能率= （报告期单耗 - 基期单耗）÷基期单耗×100%
（制冷机）
PART 02
能源管理基础工作
当量热值是指某种能源本身所含的热量。具有一定品位的某种能源，其当量热值是固定不变的。等价热值是指 为了获得一个度量单位的某种二次能源（如汽油、柴油、电力、蒸汽等）或耗能工质
企业能源管理的主要内容
能源计划管理
建立能源管理 网络与制度
能源计量管理
能源统计管理
重点用能单位 的节能管理
能源/载能工质 原煤 焦碳 原油 汽油 柴油 天然气 液化石油气
平均低位发热量 20934 kJ/kg 28470 kJ/kg 41868 kJ/kg 43124 kJ/kg 42705 kJ/kg 38979 kJ/kg 50160 kJ/kg
参考折标煤系数 0.7143
0.9714 1.4286 1.4714 1.4571 1.3300 1.7143
➢重点用能单位应配备必要的便携式能源计量器具，以满足自检自查要求。
➢重点用能单位应定期对能源流向图、能源计量采集点和能源计量器具需要量进行评审，以符合实际状
5
能源计量器具配备 况。
➢对主要耗能品种必须实行分类、分级、分项计量。对年耗能量未超过年综合能耗千分之一的品种可忽
略不计。
➢重点用能单位应对能源计量器具配备、申购、验收、保管、使用、检定/校准、维护和报废处理等环节
国家可再生能源建筑应用示范项目——民和广馨花园太阳能光热系统检测分析
表４ １ ＃楼２ ８ 单元太 阳能 热水采 暧 系统 检测 结果
时 间 环 境 温度 ℃ 太 阳辐 照量 ＭＪ ｍ ／ 集 热系统 常规 能源 集 热系 太 阳能 保证率
得 热量ＭＪ 耗 热量ＭＪ 统效 率
１．７ １ １
７２ ．
１ ．９ ６５
根 据表 １ 数 据可 以看 出 ： ０
（ ）集热 器 循环 水温 度及 太 阳辐 照量 对 集热 系统 效 率 影响 非 １
常之 大 ，在 非采 暖 季 ．两 个 相 同 的太 阳能 系统 在 同 一 天其 得 热 量
及 系统 效率 可 差 一 倍 以上 ．因此 在 保 证 系统 使 用 温 度 的前 提 下 ． 尽 可 能 降低进 入 集热器 的水温 度有 利于 提 高得 热量 与 系统 效 率 ；
果 ． 因此 因地 制 宜地 总结 分 析设 计 施 工运 行 均 较成 功 的太 阳 能 光 热 系统 有 助于 提 高太 阳能 系统 在建 筑 中应 用 的技术 水平 。 ２ １ 年 ７ 和 １ 月 四川 省建 筑 科 学研 究 院 对竣 工 的 青 海 海 东 ００ 月 ２ Ｉ 地 区 民和 广 馨花 园太 阳能 光 热 系统 非 采 暖季 和 采 暖 季两 个 工 况 进 行 现 场 检 测 ．并 出具 能效 测 评 报 告 ，节 能效 益 和 节 费效 益 均 较 为 明显 ．本 文 对该 项 目进行 了 简要 的介 绍 与分析 。
１ ．非 采暖 期只 使用 热水 工况 检测 结果
表１ ６ １ ＃楼 ２ 单元太 阳能 热水 系统检 测结果
时 间 环境 温度 ℃
０ ．９ ９ １ ２ ２ ６．
太 阳辐照量 ＭＪ ｍ ／
夹点技术
07、简述化工节能的途径
技术节能：1.工艺节能化学工业技术中首先是化学反应器，其次是分离工程。化
学反应器又取决于两方面因素，即催化剂和化学反应工程。
（1）催化剂和化学反应工程
注意：对于热流而言，无论是夹点处还是远离夹点，都需满足：
△T≥△Tmin
二、问答题
01、简述我国的能源资源状况及特点：
经济发展速度快，人均水平低
能源消费总量大，人均能耗低
能源消费结构以煤为主，脱离世界能源消费的主流
能源消费引起的污染物排放，已使环境不堪重负
能源资源相对贫乏，长期能源供应面临严重的短缺
N：流股数目；
L：独立的热负荷回路数目；
S：可能分离成不相关子系统的数目。
b、换热单元数目目标原则
尽量消除回路，避免多余换热单元
29、换热网络面积目标：物流按纯逆流垂直换热时的近似面积，等于在冷热复合温焓图
上计算各区间垂直传热所需传热面积的加和，即：
分区后且垂直换热时，可保证最高输入温度的热物流与具有最
17、实用火用效率：ηe’=E收益/（E耗费-INE）
18、夹点技术：夹点技术是以化工热力学为基础，以经济费用为目标函数，对过程系统
整体进行优化设计和节能改造的技术。过程系统就是过程工业中的生产
系统，可分为三个子系统：工艺过程子系统、热回收换热网络子系统和
蒸汽动力公用工程子系统。
19、网络夹点：现行网络中，若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点
塔，采用热泵，采用中间再废气和中间冷凝器等。
（5）干燥设备
控制和减少过量空气，余热回收，排气的再循环，热泵干燥等。
3.化工过程系统节能
从系统合理用能的角度，把整个系统集成起来作为一个有机的整体
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特点：这种方式引用的河水流量越大，大坝修 筑得越高，集中的水头越大，水电站的发电量 也越大。但水库淹没造成的损失也越大！
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开发情况：
目前我国最高的大坝是四川省二滩水电站大 坝，混凝土双曲拱坝的坝高240m； 我国三峡水电站是世界上总装机容量最大的 水电站，也是总装机容量最大的坝后式水电站， 其总装机容量为18200MW。
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（2）我国的小水电资源
我国农村的小水电资源十分丰富。总蕴藏量约 为1.3亿千瓦，可开发利用量为8700万千瓦，居世 界第一。 占全国水能资源总蕴藏量6.76亿千瓦和可开发 利用量3.78亿千瓦的19.2%和23%。
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水电站示意图
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三、水电能资源开发的基本方式
由于河流落差沿河分布，因此采用人工方法集中 落差来开发水电能资源是必要途径，一般有筑坝 开发、引水式开发、混合式开发、梯级开发等基 本方法。 （一）筑坝式开发 1、坝后式开发 拦河筑坝形成水库，坝上游水位壅高，坝下游形 成一定的水位差，使原河道的水头损失，集中于 坝址。
单元1：常规能源发电技术
§1-2 水力发电技术（一）
主讲：雷声勇
内容提要
一、本课内容 （一）水电资源概述 （二）水力发电的基本原理 （三）水力发电开发利用方式 二、重点与难点 水电能资源开发的基本方式和水电站的类型
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二、水力发电的基本原理
水电站：是将水能转变成电能的工厂，其能量转 换的基本过程是：水能→机械能→电能。 水力发电基本原理：水电厂通过筑坝使其上游水 库中的水具有高势能，当水由压力水管流过安装 在厂房内的水轮机排至下游时，水流带动水轮机 旋转，水能转换成水轮机旋转的机械能，水轮机 驱动发电机，将机械能转换成电能。这就是水力 发电的基本过程。
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2、河床式水电站 厂房建在拦河坝上，是坝体的一部分。水位 差一般不超过50m .
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开发情况：
现在世界上筑坝式水电站发电的最大引水流量依 次为： 我国的三峡水电站30924.8m3/s 葛洲坝水电站17953m3/s 巴西伊泰普水电站17395.2m3/s
4
1805.5
867.5 2799.7 1178.7 2317 1434.6 611.2 794.6 1416.9 1131.6
595.5
759.5 2252.2 1008.7 680 684.4 120.8 216.5 476.07 393.45
1210
108 547.5 170 1637 750.2 490.4 578.1 940.83 738.1
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开发情况
我国的长江上中游、黄河上中游、大渡河、乌江、 红水河、以礼河、龙溪河等所有大、中、小河流 的水是开发规划，都采用或初步拟定了水是梯级 开发方案。
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（五）特殊水电站 1、抽水蓄能水电站 抽水蓄能发电是水能利用的另一种形式，它不 是开发水力资源向电力系统提供电能，而是以 水体作为能量储存和释放的介质。主要作用： 对电网的电能的供给起重新分配和调节。 晚间 电能 机械能 机械能
问题与思考
下面关于电力运行情况是由国家发改委提供的数
据： 2008年全年全国发电量34334亿千瓦时，同比增长 5.2%，增幅回落9.4个百分点，其中火电27793亿 千瓦时，仅增长2.2%，水电5633亿千瓦时，增长 19.5%。全国发电设备累计平均利用小时数为4677， 同比下降337小时；其中火电4911小时，下降427 小时。全国日最高发电量发生在7月，达到112.9 亿千瓦时 。 结论：2008年水电发电量占全年发电量16.4%。
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6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 规划容量
金沙江 雅砻江 大渡河 乌江 长江上游 红水河 澜沧江 黄河上游 黄河中游 湘西 闽浙赣 东北
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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无压引水式水电站示意图 特点：渠末与下游河床厂房最多形成 100m左右 水位差，工作水头不高，装机容量不大，用于 小型水电站。 电气新技术 leishengyong@ 2010-3-21
有压引水式水电站示意图 特点：利用穿山遂洞从小游引水，可产生很高 的水头。装机容量大，用于大型水电站。
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（三）混合式开发 兼有前两种方式的特点。
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（四）梯级开发 特点：一般把河流分成几级，分段利用水头， 建设梯级水电站。
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筑坝式开发水电优点：
水库能调节径流，发电水量利用率稳定，能结合 防洪、航运等综合开发利用； 缺点：工程建设需统筹兼顾，工程建设周期长， 造价高，对生态环境影响大。
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（二）引水式开发 引水式开发在河道上布置一个低坝，进行取水， 并修筑引水隧洞或坡降小于原河道的引水渠道， 在引水末端形成水头差，布置水电站厂房开发电 能。 分类——无压引水式水电站、有压式水电站。前 者采用引水明渠，后者则采用有压引水渠道，即 加装压力装置。
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2、潮汐水电站 利用涨潮和落潮的水位差形成的水头发电。
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本课小结
本课共介绍了三个问题：
一、水资源情况； 二、水电厂的基本工作原理； 三、水电能资源开发的基本方式和水电站的类 型。其开发方式一般有：筑坝式开发、引水式 开发、混合式开发、梯级开发等。要求掌握每 种开发方式的特点及适用的条件。 课后复习内容：二、三。
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一、水电资源概述
1、我国十二大水电能源基础规划
项目名称 规划容量
5858 2346
已建拟建
3060 1130
规划待建
2798 1216
备注
单位； 万千瓦
金沙江
雅砻江
大渡河
乌江 长江上游 红水河 澜沧江 黄河上游 黄河中游 湘西 闽浙赣 东北
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水能
白天
抽水蓄能水电站示意图
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开发情况： 目前世界各国抽水蓄能机组发展很快，总装机容
量已达到11。65×106MW。 十三陵抽水蓄能电站，装机容量为80万千瓦，是 华北电网最大的抽水蓄能电站。 天荒坪抽水蓄能电站位于浙江省安吉县境内，总 装机容量180万千瓦。 广州抽水蓄能电站是目前世界上总装机容量最大 的抽水蓄能水电站，总装机容量2400MW。
已建或拟建
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 已建拟建 金沙江 雅砻江 大渡河 乌江 长江上游 红水河 澜沧江 黄河上游 黄河中游 湘西 闽浙赣 东北
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2、其它水电能资源 （1）努江和雅鲁藏布江水电能资源 ——怒江水电能资源。 发源于青藏高原唐古拉山南麓，在西藏流入 云南，在云南潞西县流入缅甸后，在缅甸毛淡棉 附近流入印度洋安达曼湾。全长3200KM。水能资 源的理论蕴藏量为3640.7万千瓦，其中，西藏地 区为1930.7万千瓦，云南地区为17100万千瓦。 ——雅鲁藏布江水电能资源 发源于西藏西南部，喜马拉雅山北麓的杰马 央宗冰川经墨脱县境内巴昔卡流出国境，进入印 度。
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开发情况 现在世界上已建的引水式电站的最高利用水头已
达到2000多米。 我国红水河上游2000年建成的天生桥二级引水式 电站 ，利用红水河湾的有利地形，修筑了三条直 径9米的引水渠道，各长9.28KM，利用水头181M， 电站装机容量132万KW。