能源基础知识及典型能源系统
能源基础知识
第一章能源基础知识本章内容概要本章内容是节能计量工应具备的能源基本知识。
主要包括能源基本概念、能源环境、节能基本概念、企业能耗及计算等基本的应知应会。
其中能源基本概念要求掌握能源的定义、分类；节能基本概念要求掌握节能的的含义、理念以及能源效率等一般知识；企业能耗要求掌握企业能耗的分类、燃料的种类、热值及其表达式，会进行企业能耗的计算等。
本章内容是该岗位人员应具备的知识、理论的基本素质。
节能计量工应经常注意这些基本应知应会的学习、补充，以夯实基本知识。
一、填空题：△1．能是物质的属性，是的能力。
△2．简单的说，能量的来源就叫。
△3．我国能源消费结构中，工业企业约占 %。
△4．能的最普通的形式是，它是一个系统中分子热运动的功能。
△5．物体或系统由于其位置或状态而具有的能量叫做。
△6．物体因运动而具有的能量被称为。
△7．在能源消费方面，中国是以为主的国家之一，也是世界用最多的国家。
△8．煤炭是指和的统称。
△9．无烟煤又称或，是煤化程度最高的一种煤，因其燃烧时无黑烟而称无烟煤。
△10．1981年我国政府提出资源节约与并重，把节约放在首位的方针，成为国家实施可持续发展，保护环境和的长期战略目标。
△11．太阳辐射到地球表面上的能量称之为。
△12．世界能源消费结构以为主，我国以为主。
△13．是指能源消费在品种、数量和质量等方面的组分构成。
△14．现行《中华人民共和国节约能源法》是自年月日开始执行的。
△15．能源管理是为了达到一定的能源、经济、环境与社会目标，通过、、监督、控制等手段，有效利用能源的活动。
△16．在国家能源消费结构中通常只包括煤炭、石油、、水电、五种常规能源。
△17. 从角度，通常将能源分类为：一次能源与二次能源，常规能源与新能源，可再生能源与非可再生能源，商品能源与非商品能源。
△18．现在人们所利用的能源，按其来源大致可分为类。
第一类是来自的能量，第二类是来自的能量，第三类是来自的能量。
△19．一次能源是从自然界直接取得，并不改变其基本和的能源。
新能源工程的主要内容及基础知识概要
新能源工程的主要内容及基础知识概要绪论1、名词解释：什么是新能源和可再生能源（NRSE）？2、简答：能源是如何分类的？第一章太阳能工程1、简述：我国太阳能资源的分布特点；2、简述：太阳能的特点；3、名词解释：太阳能集热器；4、太阳能热水器的类型如何划分？5、简述：显热贮热、潜热贮热和化学贮热的基本原理；6、太阳电池根据硅材料结构如何划分？7、太阳能光伏发电有哪些优点的和缺点？第三章风能工程1、什么是启动风速、切除风速、有效风速？其值分别是多少？2、影响风速的主要原因有哪些？风能量大小跟哪些因素相关？3、简述：我国风能资源的区域划分？4、风能资源有哪些优点和缺点？5、简述：风力机如何分类？（可画图说明）6、风力机由哪些主要部件组成？7、风力机调向和调速（限速）有哪些类型？8、风力机有哪些具体的应用？结合我国资源、能源与生态环境的发展，谈谈你对风能利用的看法和思考。
第四章水能1、简述：我国陆上水资源的分布情况及特点；2、简述：水力发电原理及水头的概念；3、小型水电站按落差集中方式，区分成哪几种类型？其水工建筑物包括哪些部分？4、水轮机有哪些类型？其各自的基本原理怎样？5、简述：抽水蓄能电站的原理。
第五章地热能1、什么是地热能？地热能的成因如何？2、地热能的贮存形式有哪几类？3、简述：地热能的利用条件有哪些？4、简述：我国地热能资源的分布特点及类型；5、地热能直接利用有哪几种形式？6、简述：二种地热水发电的基本原理。
第七章后续能源技术1、核能的概念；简述核裂变与核聚变的基本原理；2、简述核反应堆的分类；3、氢的制造技术有哪些？简述其原理；4、还有哪些后续能源新技术？各章内容简要绪论第一节新能源和可再生能源的含义、能源分类一、新能源和可再生能源的含义（一）能源：可以从其中获得能量（如热、光、动力）的资源。
（二）新能源和可再生能源（NRSE，New and Renewable Sources of Energy）：1981年8月10-21日，“联合国新能源与可再生能源会议”：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源来不断取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点在于开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能等;在我国，习惯性称“新能源”，主要指：除常规能源和大型水力发电之外的生物质能、风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能等能源资源。
能源有关知识点总结
能源有关知识点总结能源是生产和生活的重要基础，它是支撑人类文明发展和社会经济运转的基本要素。
能源主要包括化石能源、可再生能源和核能三大类。
本文主要从能源的种类、利用方式、发展趋势以及环境问题等方面进行总结。
一、能源的种类1.化石能源化石能源指的是煤炭、石油和天然气等经过数百万年地质作用形成的矿物燃料。
它是目前全球主要的能源来源之一，广泛应用于发电、工业生产以及交通运输等方面。
但化石能源属于不可再生资源，使用过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成不可逆转的破坏。
2.可再生能源可再生能源是指太阳能、风能、水能、生物质能和地热能等可以不断再生的自然资源。
与化石能源相比，可再生能源具有不污染、可持续利用等优点，被认为是未来能源的主要替代方向。
目前，可再生能源已经在全球范围内得到了广泛应用，成为了未来能源发展的主流趋势。
3.核能核能是指通过核裂变或核聚变等方式释放出的能量。
核能具有高效、清洁、稳定等特点，是一种重要的替代化石能源的能源形式。
但是，核能的安全问题、核废料处理等也是目前核能发展中需要解决的重要问题。
二、能源的利用方式1.发电发电是能源利用的主要方式之一。
目前世界上主要的发电方式包括燃煤发电、燃气发电、核能发电、水力发电、风力发电、太阳能发电等。
其中，燃煤和燃气发电是目前主要的发电方式，但由于其排放大量的温室气体和颗粒物等污染物，使得发展可再生能源发电成为了未来发电方式的主要方向。
2.工业生产工业生产是能源利用的重要领域，包括钢铁、化工、建材等行业。
这些行业对能源的需求量大，能源利用效率对工业生产的成本和生产效率有着重要的影响。
3.交通运输交通运输是能源消耗的重要领域，包括航空、航运、公路等各种运输方式。
石油为交通运输提供主要能源，但是由于石油资源的有限性，以及交通运输对环境产生的污染和温室气体排放增加，发展替代石油的清洁能源成为了未来交通运输发展的主要趋势。
三、能源的发展趋势1.可再生能源的发展随着环保意识的增强和技术的进步，可再生能源的发展成为了未来能源发展的主要方向。
新能源发电基础知识
新能源发电基础知识新能源发电是指利用可再生能源或清洁能源进行发电的过程。
随着环保意识的提高和能源需求的增加，新能源发电逐渐成为国家能源战略的重要组成部分。
本文将介绍新能源发电的基础知识，包括可再生能源的种类、发电原理以及发展前景等方面。
一、可再生能源的种类可再生能源是指在自然界中能够持续产生的能源，主要包括太阳能、风能、水能、生物质能等。
太阳能是指太阳辐射能量的利用，常用的方式包括光伏发电和太阳热利用。
风能是指利用风力转动风轮产生动力的方式进行发电。
水能是指利用水流或水位差产生的动力进行发电，包括水轮发电和潮汐能发电等。
生物质能是指利用植物和动物的有机物质进行发电，如生物质燃烧发电和生物质气化发电等。
二、新能源发电的原理不同的可再生能源发电方式有不同的原理。
光伏发电的原理是利用光伏效应将太阳能转化为电能，通过光伏电池板吸收光子能量产生电流。
风力发电的原理是利用风力转动风轮，带动发电机转动产生电能。
水力发电的原理是利用水流或水位差转动涡轮，带动发电机转动产生电能。
生物质发电的原理是利用生物质的燃烧或气化过程释放的能量产生热能，再通过热能发电机转化为电能。
三、新能源发电的优势与传统能源发电相比，新能源发电具有以下优势。
首先，可再生能源具有广泛的资源分布，能够有效减少对传统能源的依赖，降低能源安全风险。
其次，新能源发电过程中不会产生大量的二氧化碳等温室气体和污染物，对环境影响小，有利于减少大气污染和全球气候变化。
此外，新能源发电具有可持续性，能够长期满足能源需求，并能够创造更多的就业机会。
四、新能源发电的发展前景新能源发电在全球范围内得到了广泛的推广和应用。
随着技术的不断进步和成本的降低，新能源发电的发展前景十分广阔。
在中国，政府已制定了一系列政策和措施，鼓励和支持新能源发电的发展，如加大对光伏发电、风力发电等的投资和扶持力度。
同时，随着新能源技术的不断突破和创新，新能源发电的效率和经济性也将得到进一步提高，进一步推动新能源发电的普及和应用。
能源基础必学知识点
能源基础必学知识点1. 能源的定义：能源是指能够产生热、光、电、动力等形式的物质或现象。
2. 能源分类：能源可以分为传统能源和新能源两大类。
传统能源主要包括石油、煤炭和天然气等化石燃料，以及水力、核能等非可再生能源；新能源则是指太阳能、风能、地热能等可再生能源。
3. 能源转化：能源转化是指将一种能源形式转换成另一种能源形式的过程。
常见的能源转化包括燃烧、发电、能量储存等。
4. 能源利用效率：能源利用效率是指能源转换过程中能够转化为有用能量的比例。
提高能源利用效率可以减少能源浪费和环境污染。
5. 能源消耗：能源消耗是指社会经济发展和人类生活活动中对能源的需求并转化为有用能量的过程。
全球能源消耗量不断增加，而能源资源有限，所以节约能源是当务之急。
6. 能源安全：能源安全是指国家对能源供应的可靠性和稳定性的保障。
全球能源供应面临着多种挑战，包括能源资源储备不足、能源供应链中断、能源价格波动等问题。
7. 可持续能源：可持续能源是指对能源资源的利用方式，既能满足当前的能源需求，又不会对未来的能源供应造成负面影响。
可持续能源的发展是未来能源发展的方向。
8. 能源政策：能源政策是指政府为了促进能源发展和保障能源安全而采取的措施和政策。
能源政策的制定需要考虑经济、环境和社会等多个因素。
9. 温室气体排放：燃烧化石燃料和其他能源形式会产生大量的温室气体，包括二氧化碳、甲烷和氮氧化物等。
这些温室气体的排放是导致气候变化的主要原因之一。
10. 能源技术创新：能源技术创新是指通过科技手段开发新能源资源、改进能源转化和利用技术，以实现能源的高效利用和可持续发展。
能源技术创新对于解决能源问题具有重要的意义。
能源的基本知识
能源的基本知识一、概念【能源】顾名思义，是能量的来源或源泉。
是能够从自然界直接获得的含有能量的物质，如煤炭、石油、核燃料、水、风、生物体等；或从这些物质中再加工制造出的新物质，如焦炭、煤气、液化气、煤油、汽油、柴油、电、沼气等。
因此能够说，能源是能够提供某种形式能量的物质，即能够产生机械能、热能、光能、电磁能、化学能等多个能量的资源。
【燃料热值】燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量(指固体或液体)或单位的体积(指气体)的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度(普通为环境温度)对所释放出来的热量。
固体或液体发热量的单位是：千卡／公斤或千焦耳／公斤。
气体燃料的发热量单位是：千卡／原则立方米或千焦耳／原则立方米。
燃料热值有高位热值与低位热值两种。
高位热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的全部热量，即在燃烧生成物中的水蒸汽凝结成水时的发热量，也称毛热。
低位热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量，也称净热。
高位热值与低位热值的区别，在于燃料燃烧产物中的水呈液态还是气态，水呈液态是高位热值，水呈气态是低位热值。
低位热值等于从高位热值中扣除水蒸汽的凝结热。
燃料大都用于燃烧，多个炉窑的排烟温度均超出水蒸汽的凝结温度，不可能使水蒸气的凝结热释放出来，因此在能源运用中普通都以燃料的应用基低位发热量作为计算基础。
各国的选择不同，日本、北美各国均习惯用高位热值，而我国，前苏联、德国和经济合作与发展组织是按低位热值换算的，有的国家两种热值都采用。
煤和石油高低位热差约 5％左右，天然气和煤气靠近 10％左右。
【原则燃料】原则燃料是计算能源总量的一种模拟的综累计算单位。
在能源使用中重要运用它的热能，因此，习惯上都采用热量来做为能源的共同换算原则。
由于煤、油、气等多个燃料质量不同，所含热值不同，为了便于对多个能源进行计算、对比和分析，必须统一折合成原则燃料。
原则燃料可分为原则煤、原则油、原则气等。
国际上普通采用原则煤、原则油指标较多。
分布式能源基础知识
分布式能源基础知识什么是分布式能源？分布式能源是指将能源产生和使用的过程分散在地理空间范围内的一种能源模式。
传统的能源系统主要依赖于集中式发电，即通过大型发电厂集中产生能源，然后通过输电线路将能源传输到用户。
而分布式能源系统则通过在用户附近安装小型能源设备（如太阳能电池板、风力发电机等），将能源产生和使用紧密结合起来。
分布式能源的优势分布式能源具有以下几个优势：1.降低能源损耗：传统的集中式能源系统需要通过输电线路将能源从发电厂输送到用户，输送过程中会有能源损耗。
而分布式能源系统将能源直接产生在用户附近，减少了输电损耗，降低了总体能源损耗。
2.提高能源供应可靠性：传统的集中式能源系统会存在单点故障的风险，一旦发电厂发生故障，整个系统就会中断供应。
而分布式能源系统由多个小型能源设备组成，分散在地理空间上，一台设备出现故障时，其他设备仍然可以继续供应能源，从而提高能源供应的可靠性。
3.减少对传统能源的依赖：传统能源主要依赖于化石燃料，如煤炭、石油和天然气等。
这些能源的产生和使用会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成严重影响。
分布式能源系统主要利用可再生能源（如太阳能、风能等）产生能源，减少了对传统能源的依赖，降低了环境污染。
4.促进能源的共享和交易：分布式能源系统可以将多个用户的能源产生和使用紧密连接起来，实现能源的共享和交易。
用户可以将自己产生的多余能源卖给其他用户，形成能源市场，促进能源的高效利用。
分布式能源的主要组成部分分布式能源系统主要由以下几个组成部分构成：1.能源产生设备：包括太阳能电池板、风力发电机、生物质能发电设备等。
这些设备通过将太阳能、风能、生物质能等可再生能源转化为电能或热能。
2.能源储存设备：由于可再生能源的不稳定性，分布式能源系统需要储存设备来存储多余的能源，以便在夜间或无风、无光的时候供应能源。
常见的能源储存设备包括电池组、储热系统等。
3.能源管理系统：能源管理系统是分布式能源系统的核心部分，负责控制能源的产生、储存和使用。
能源基础知识
第一章能源基础知识第一节能源的概念通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。
第二节能源与自然资源的区别能源与自然资源的区别：在能源与自然资源的概念中，二者的区别是：⑴能源与自然资源的概念外延是交叉关系，即有一些自然资源不属于能源，如，铁矿石、铝土等；而有一些自然资源本身也属于能源，如煤、石油、天然气等。
另外有一些能源就不属于自然资源，如，核电、水电、火电等。
⑵自然资源必须直接来源于自然界，而且具有自然属性；而能源则不同，它既可以直接来源于自然界，也可以间接来源于自然界，既具有自然属性又具有经济属性。
第三节能源分类能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。
根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。
首先根据产生的方式以及是否可以再利用能源可分为一次能源与二次能源、可再生能源与不可再生能源。
一次能源：从自然界取得的未经任何改变或转换的能源，包括可再生的水力资源与不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中包括水、石油与天然气在内的三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。
二次能源：一次能源经过加工或转换得到的能源，包括电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光与沼气等。
一次能源转换成二次能源会有转换损失，但二次能源有更高的终端利用效率，也更清洁与便于使用。
可再生能源：指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。
可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能与海洋能等。
不可再生能源：泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源。
如煤与石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的地质年代而形成的(故也称为“化石燃料”)，一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”。
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• 一次能源是指自然界现成存在、可直接取得 而又不改变其基本形态的能源，或称初级能 源。
• 如原煤、原油、天然气、生物质能、水能、核燃 料，以及太阳能、地热能、潮汐能等。
• 二次能源是指由一次能源经过加工转换成另 一种形态的能源产品。
• 如煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、电、 蒸汽等。
• 能的性质主要体现在四个方面：守恒性 、转换性、传递性、不等价性(能量转 换的限制性)。
• 节能的途径
• 结构节能：产业结构调整、企业结构调整 、产品结构调整。
• 管理节能：提高意识、规章约束、管理措 施（合理组织生产、加强计量收费等）。
• 技术节能：提高效率（通过改进工艺、设 备、控制等），替代节约（以气代油、以 煤代油，减少自用油），回收利用（回收 放散天然气、余热、余压等）。
• 节能量：满足同等需要或达到相同目的 的条件下，能源消费减少的数量。
基础知识及典型能源系统
湖南省发改委节能监察中心
内容
• 能源的基本概念 • 能源统计基础知识 • 节能量计算 • 主要耗能设备及典型能源系统
能源基本概念
• 能源是指煤炭、石油、天然气、生物质 能和电力、热力以及其他直接或者通过 加工、转换而取得有用能的各种资源。
• 包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能 、核能、风能、太阳能、地热能、生物质 能等一次能源和电力、热力、成品油等二 次能源，以及其他新能源和可再生能源。
• 能的不等价性(能量转换的限制性)
主要是能量在转换与传递过程所表现出 来的限制性和方向性
• 限制性:如机械能可以全部转换为热能，而 热能却不可能无条件地全部转换为机械能
• 方向性：如高温物体可以自发地向低温物 体传递热量，但低温物体不能自发地把热 量传递给高温物体。
能源统计基础知识
• 能的计量单位：焦耳、千瓦时与卡 • 焦耳(J)是法定计量单位规定的 电石
耗能工质能源等价值
单位耗能工质耗能量
折标准煤系数
2.51 MJ/t（600 kcal/t）
0.085 7 kgce/t
1.17 MJ/m3（280 kcal/ m3）
0.040 0 kgce/ m3
0.88 MJ/m3 （210 kcal/ m3）
0.030 0 kgce/ m3
• 1kgce＝29.27MJ＝7000kcal（大卡）
• 国外制冷量单位，1冷吨(RT)相当于在24小 时内，将1吨0℃水冻成冰的每小时制冷量 1RT＝1.39×107J／h＝3.86kW
当量值与等价值
• 当量值
• 按物理学电热当量、热功当量、电功当量 折算的各种能源所含的实际能量。
• 具有一定品位的某种能源，其当量热值是 固定不变的，如汽油的当量热值是42054kJ /kg，电的当量热值（即热功当量）为3600 kJ/kWh。
能源名称
平均低位发热量
折标准煤系数
原煤
20 908 kJ/kg（5 000 kcal/kg）
0.714 3 kgce/kg
洗精煤
26 344 kJ/kg（6 300 kcal/kg）
0.900 0 kgce/kg
汽油
43 070 kJ/kg（10 300 kcal/kg）
1.471 4 kgce/kg
• 热量单位卡有20℃卡、国际蒸汽表卡及热 化学卡。
• 20℃卡是指1克纯水温度从19.5℃升高至20 .5℃所需要的热量。
• 卡与焦耳的换算关系为：
• 1卡 = 4.1868（焦耳） 1大卡=1000卡
• 能量单位之间的换算
• 1卡 = 4.1868焦耳
• 1千瓦时=3600千焦
• 固体燃料的低位发热量等于29.27MJ（7000 kcal）计为1千克标准煤：
• 等价值：
• 生产单位数量的二次能源（或耗能工质） 所消耗的能源折算成一次能源的数量。
• 由于等价值实质上是除当量热值外，加上 了能源转换过程中的能量损失，它与能源 加工转换技术有关。随着技术水平的提高 ，等价热值会不断降低，因此等价值是个 变动值。
• 当量热值与等价热值相差在转化效率。
• 当量值＝等价值 × 转化效率 • 等价值＝当量值 ÷ 转化效率
11.72 MJ/m3（2 800 kcal/ m3）
0.400 0 kgce/ m3
60.92 MJ/kg
2.078 6 kgce/kg
能源消费量计算案例
节能量考核
• 节能：《中华人民共和国节约能源法》 所称节约能源（以下简称节能），是指 加强用能管理，采取技术上可行、经济 上合理以及环境和社会可以承受的措施 ，从能源生产到消费的各个环节，降低 消耗、减少损失和污染物排放、制止浪 费，有效、合理地利用能源。
综合能耗计算通则
• 综合能耗计算通则
• 计算综合能耗时，各种能 源折算为一次能源的单位 为标准煤当量
• 用能单位实际消耗的燃料 能源应以其发热量为计算 基础折算为标准煤量。低 （位）发热量等于29307 千焦（kJ）的燃料，称为 1千克标准煤（1kgce）
综合能耗计算通则
各种能源折标准煤参考系数
、功和热量的基本单位。
• 焦耳的定义：为1安培（A）电流通过1欧姆 （Ω）电阻1秒钟（s）所消耗的电能。
• 由于焦耳的数值很小，通常用焦耳的倍数 来表示，如千焦（kJ、103J），兆焦耳（M J、106J），吉焦耳（GJ、109J）。
• 1千瓦时=3600千焦
• 卡的定义为1克（g）纯水在标准气压下 温度升高1摄氏度（℃）所需的热量
热力（当量值）
—
0.034 12 kgce/MJ
电力（当量值） 3 600 kJ/（kW·h）[860 kcal/（kW·h） 0.122 9 kgce/（kW·h）
电力（等价值） 按当年火电发电标准煤耗计算
蒸汽（低压）
3 763 MJ/t（900 Mcal/t）
0.128 6 kgce/kg
综合能耗计算通则
• 能量的守恒性:能可以传递、可以转换，但 总量保持不变，既不能创造，也不消失。 这就是热力学第一定律：能量守恒定律。
• 能量的转换性
不同能量形态之间是可以相互转换的， 即能量具有转换性。
• 能量的传递性
指在系统经历状态变化过程中，系统通 过边界可以由作功或传热的方式向外界 传递能量。
• 例如，热量是由于系统和外界的温差引起 的能量传递。