第8章 其他新能源的发电与应用
新能源发电与控制技术ppt课件
天然气是我国第三大化石能源,但是储量同样贫 乏。2013年底,我国天然气储量为33000亿立方米, 占全球天然气总储量的1.8%,居全球第13位。而我 国天然气开发还处于早期阶段,这说明如果未来不断 探明新的天然气储量,则我国天然气的开采年限还会 不断延长。
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1.1.2 我国的能源资源消费现状
新能源发电与控制技术
第一章 导论 第二章 光伏发电及其最大功率点跟踪技术 第三章 光伏蓄电池与光伏控制器 第四章 风力发电技术 第五章 风力发电机组的控制技术 第六章 生物质能发电与控制 第七章 海洋能发电与控制 第八章 地热能发电与应用技术 第九章 储能技术
1ห้องสมุดไป่ตู้
第1章 新能源发电与控制技术导论
1.1 能源结构与能源储备 1.2 能源的分类与新能源特点 1.3 新能源发电技术 1.4 发展新能源的意义
新能源技术的关键是针对传统能源利用方式的先 进性和替代性,主要包含:①高效利用能源;②资源综合 利用;③可再生能源;④替代能源;⑤节能。
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1.3 新能源发电技术 1.3.1 新能源发电技术的应用
1. 风力发电 地球风能约为2.74×109MW,可利用风能为,是地
球2×107MW水能的10倍。只要利用上地球1%的风 能就能满足全球能源的需要。
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1.2.2 新能源特点
新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太 阳或地球内部深处所产生的热能。
新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统 能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解 决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石 能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源 分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意 义。
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新能源行业光伏发电系统建设方案
新能源行业光伏发电系统建设方案第一章光伏发电系统概述 (3)1.1 光伏发电原理 (3)1.2 光伏发电系统分类 (3)1.3 光伏发电系统发展现状 (4)第二章项目前期准备 (4)2.1 项目可行性研究 (4)2.1.1 可行性研究概述 (4)2.1.2 市场调研 (4)2.1.3 技术方案比选 (4)2.1.4 经济效益分析 (5)2.1.5 风险评估 (5)2.2 项目选址与规划 (5)2.2.1 选址原则 (5)2.2.2 选址流程 (5)2.2.3 规划设计 (5)2.3 项目投资估算 (5)2.3.1 工程费用 (6)2.3.2 流动资金 (6)2.3.3 建设期利息 (6)2.3.4 税费 (6)2.3.5 预留费用 (6)第三章光伏组件选型及设计 (6)3.1 光伏组件类型及特点 (6)3.1.1 晶体硅光伏组件 (6)3.1.2 薄膜光伏组件 (6)3.1.3 其他类型光伏组件 (7)3.2 光伏组件选型原则 (7)3.2.1 转换效率 (7)3.2.2 成本效益 (7)3.2.3 可靠性 (7)3.2.4 环境适应性 (7)3.2.5 尺寸与重量 (7)3.3 光伏组件设计要点 (7)3.3.1 组件结构设计 (7)3.3.2 组件电气设计 (8)3.3.3 组件材料选择 (8)第四章逆变器及控制系统设计 (8)4.1 逆变器类型及特点 (8)4.2 逆变器选型原则 (8)4.3 控制系统设计要点 (9)第五章电气设计及设备选型 (9)5.2 设备选型原则 (9)5.3 电气设备安装与调试 (10)第六章光伏发电系统施工与管理 (10)6.1 施工准备 (10)6.1.1 设计文件审核 (10)6.1.2 施工现场踏勘 (10)6.1.3 施工队伍组织 (10)6.1.4 施工设备与材料准备 (11)6.1.5 施工方案制定 (11)6.2 施工过程管理 (11)6.2.1 施工进度管理 (11)6.2.2 施工质量管理 (11)6.2.3 施工安全管理 (11)6.2.4 施工环境保护 (11)6.2.5 施工信息管理 (11)6.3 施工验收与移交 (11)6.3.1 施工验收 (11)6.3.2 验收资料整理 (11)6.3.3 工程移交 (11)第七章光伏发电系统运行维护 (12)7.1 运行维护基本要求 (12)7.1.1 保证安全 (12)7.1.2 保持高效 (12)7.1.3 节约成本 (12)7.1.4 环保低碳 (12)7.2 运行维护内容 (12)7.2.1 日常巡检 (12)7.2.2 设备保养 (12)7.2.3 故障处理 (12)7.2.4 数据监测 (12)7.2.5 优化运行 (12)7.3 运行维护管理 (12)7.3.1 建立健全运行维护制度 (12)7.3.2 强化人员培训 (13)7.3.3 完善应急预案 (13)7.3.4 落实安全措施 (13)7.3.5 信息化管理 (13)第八章光伏发电系统安全与环保 (13)8.1 安全管理 (13)8.1.1 安全管理目标 (13)8.1.2 安全管理制度 (13)8.1.3 安全措施 (13)8.2 环保措施 (14)8.2.2 环保管理制度 (14)8.2.3 环保措施 (14)8.3 应急处理 (14)8.3.1 应急预案制定 (14)8.3.2 应急处理流程 (14)第九章光伏发电系统投资与效益分析 (14)9.1 投资分析 (14)9.1.1 投资构成 (14)9.1.2 投资规模 (15)9.1.3 投资风险 (15)9.2 效益分析 (15)9.2.1 经济效益 (15)9.2.2 社会效益 (15)9.3 投资回报期 (16)第十章光伏发电系统前景与展望 (16)10.1 光伏发电市场前景 (16)10.2 技术发展趋势 (16)10.3 政策与产业环境展望 (17)第一章光伏发电系统概述1.1 光伏发电原理光伏发电，简称PV，是一种将太阳光能直接转换为电能的发电方式。
新能源材料第八章熔融碳酸盐燃料电池MCFC
4、 γ-LiAlO2细料制备 α-LiAlO2细料在900℃反应几小时。 粒度<0.18um。
新能源材料第八章熔融碳酸盐燃料电池MCFC
反应温度为8000C时凝胶法制备的LiAlO2粉体 （a）硝酸铝为原料 （b）氧化铝为原料
新能源材料第八章熔融碳酸盐燃料电池MCFC
二、隔膜的制备 流延法（tape casting）是一种适合于大规模制备陶瓷支 持体和多层结构陶瓷的方法。现普遍用于MCFC隔膜制备。
生蠕变。 改进方法： 向Ni阳极中加入Cr、Al等元素，形成合金； 选择其他可替代Ni的阳极材料。 注：若使用煤制气为燃料，必须提高阳极的抗硫中
毒能力。
新能源材料第八章熔融碳酸盐燃料电池MCFC
2、阴极材料 要求：高的电子传导率、高的结构强度、在酸性熔融碳酸盐电
解质中具有低的溶解率。 阴极材料：由锂镍氧化物组成。NiO在现场烧结时进行锂化。 存在问题：镍溶解在电解质中，向阳极迁移，沉淀，最后可能
新能源材料第八章熔融碳酸盐燃料电池MCFC
五、双极板材料和制备 1、双极板材料：不锈钢或镍基合金钢制成。目
前最常使用的的是316L和310S不锈钢。 2、制备 实验室和小规模生产——机加工的方法在双极
板的表面刻绘出流道； 批量生产——冲压后焊接的技术加工。
新能源材料第八章熔融碳酸盐燃料电池MCFC
三、目前试验与研究的工作重点： 1、应用基础研究主要集中在解决电池材料抗熔盐腐蚀方面，
以期延长电池寿命； 2、试验电厂的建设正在全面展开，规模已达1MW~2MW。
第二节 熔融碳酸盐燃料电池的技术现状
一、国外的技术现状 1、美国 主要由FCE公司进行开发，已经实现商业化。 目前FCE公司出售的主打产品为DFC300型250kW MCFC发
新能源汽车结构与检修课件-第八章电动汽车整车控制系统
（2）充电结束阶段 车辆会根据BMS是否达到充满状态或是受到充电桩
发来的“充电桩中止充电报文“来判断是否结束充电。
满足以上充电结束条件，车辆会发送“车辆中止充电报 文”，在确认充电电流小于5A后断开。充电桩在达到操 作人员设定的充电结束条件，或者收到汽车发来的“车
性负载。如果在高压电路接通过程中不采取有效的防范措施， 高压电路在上电瞬间，由于系统电路容性负载的存在，将会对 整个高压系统电路造成上电冲击。为此，在上电过程中需要对 高压电路进行防电流瞬态冲击预充电。
电动汽车在接到有效启动的命令组合信号之后，整车管理 系统（VMS）低压上电，对高压电路系统进行高压上电前预诊 断，如果SOC达到一定值，电压正常，并且电路无绝缘和短路 等故障，接通防电流瞬态冲击预充电系统进行高压电路预充电。 如果高压电路预充电在约定的正常时间范围内完成，则系统允 许接通高压电路，否则禁止高压电路接通。
无论是在炎热的夏季还是在寒冷的冬季，用户在出门前就
可以通过手机指令实现远程的空调制冷、空调暖风和除霜功能。
（3） 远程充电控制 用户离开车辆时将充电枪插入充电桩，并不进行立即充电，
可以利用电价波谷并在家里实时查询SOC值，需要充电时通过 手机APP发送远程充电指令，进行充电操作
11. 整车CAN总线网关及网络化管理 （1）整车CAN总线
7.电动化辅助系统管理 电动化辅助系统包括电动空调、电制动、电动助力转向。
整车控制器应该根据动力电池以及低压电池状态,对 DC/DC、 电动化辅助系统进行监控。
电动车辆在正常使用中，电动空调、电制动、电动助力
转向等辅助功能是能源消耗的主要原因之一，并且随着环境 温度、不同路况等因素的变化而变化，在辅助系统的工作中 会引起不合理的应用与能量浪费，所以有效对车辆的辅助系 统进行管控可以节省部分能源。
第八章 混合动力电动汽车
第三节 BSG(BAS)和ISG混合动力系统
1、BSG混合动力系统，即驱动皮带--发电机--起动机(Belt Starter Generator或Belt Alternator Starter)系统，也叫 BAS Hybrid系统，。
2、ISG(Integrated Starter Generator)是集成的具有起动 机功能的发电机的缩写。
3.按能否外接电源进行充电
按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)和非插电式混合动力。如图所示， 插电式混合动力的特征是可由电能单独驱动，并配备一个大容 量的可外部充电的蓄电池组，显著的特性是可通过外部电源进 行充电，充电后可续航一定的里程。
1.区别于传统发动机的仪表标志
区别于传统内燃机的仪表标志有智能停机(Auto-Stop)标识，
ECO指示灯(瞬时油耗<4L/100km时，电池充电状态(SOC指示表)。
2.Hybrid车型的制动系统。 SGCM对HHV电磁阀进行PWM控制,在车辆从自动停止到发
动机重新起动的过程中，SGCM控制坡路保持阀打开的速率， 以缓慢降低制动压力的泄放，这样可以避免车辆起步前溜车 的危险和车辆起步后制动拖滞的发生 。 3.ECO空调模式
电路断开时SMR2和SMR3分步相继断开，如图所示， 然后 HVECU确认各个继电器是否已经断开，这样HV-ECU可确定通过流 过SMR1的电流可判断SMR2是否卡住。
2.驱动行驶工况控制策略 ３)加速和高速行驶工况 在加速和高速行驶工况，发动机和电动机必须联合协调工作， 才能让汽车获得良好的动力性能。当电池SOC大于下限值SOClow时，电动机和发动机共同工作驱动汽车行驶。 ４)减速制动工况控制策略 在减速制动工况下，根据电池SOC和整车制动转矩需求，电机再 生制动系统和机械制动系统可单独工作或同时工作。 ５)纯电动驱动工况 当油箱燃油量小于一定值，或者为了满足周围环保需要，纯电 动按钮被按下时，整车进入纯电动驱动工况。
【学生卷】初中高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》阶段练习(课后培优)(1)
一、选择题1．化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法错误的是A．开发利用太阳能、风能和氢能等新能源代替化石能源，利于实现低碳经济B．利用膜材料将含油污水中的油水分离，发生的是化学变化C．研究人员在分子水平上了解新型冠状病毒的病理，研制抗毒疫苗D．屠呦呦从青蒿中提取青蒿素对治疗疟疾有特效2．用下列实验操作或装置进行相应实验，正确的是A．用图甲所示操作配制银氨溶液B．用图乙所示装置制取乙酸乙酯C．用图丙所示装置制取硝基苯D．用图丁所示装置进行石油分馏3．下列说法正确的是A．可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热会发生变化B．物质燃烧的热化学方程式与物质燃烧热的热化学方程式书写一样C．使燃料充分燃烧，要有足够的空气；燃料与空气有足够小的接触面积D．新能源的优势，资源丰富，可以再生，没有污染或污染很少4．铅的冶炼大致过程如下：①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS+3O2焙烧2PbO+2SO2；③制粗铅：PbO+ CΔPb+CO↑；PbO+COΔPb+CO2。
下列说法错误的是A．浮选法富集方铅矿的过程，属于物理变化B．将l molPbS冶炼成Pb，理论上至少需要6 g碳C．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOD．焙烧过程中，每生成l molPbO转移6 mol电子5．化学与人们的生活、生产密切相关。
下列说法正确的是A．酒精和84消毒液混合使用能提高对新型冠状病毒的预防效果B．纳米铁粉可以去除被污染水体中的Cu2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成，同时也可以减少温室气体的排放D．5G时代某三维存储器能储存海量数据，其半导体衬底材料是单晶硅6．下列说法不正确的是A．宜德青花瓷所用青料“苏麻离青”是一种低锰高铁类含钴矿石，在适当的火候下呈现出蓝宝石般的鲜艳色泽，是一种天然有机材料B．红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机化合物结构的分析C．石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃D．Cu丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素7．下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的是化学变化的是①甲醇低温所制氢气用于新能源汽车②氘氚用作“人造太阳”核聚变燃料③偏二甲肼用作发射“天宫二号”火箭燃料④开采可燃冰，将其作为能源使用A．①②B．②③④C．①③④D．②③8．实验室中，从海藻里提取碘的部分流程如下图。
西交大能源环境学讲义第8章 节能及其它
第8章节能及其它8.1节能概述一.节能市场目前全世界都在提倡节能。
许多工业化国家也大力施行节能措施。
所有能源开发、转换、使用的地方都应节能。
1）煤矿：自燃，煤田气排放；油井：采油率低，排放油田气；2）电站、锅炉效率低；3）终端能源消费：产业、交通运输、民用等方面（滨川p80）a）社会体系的节能（管理）能源—环境友好城市（生态城市、生态环境城市）；集中供热与分散供热；生活方式转变（节约行动，在家办公，夏时制，奢侈能源税费制度等）；消除交通拥堵（城市结构，住处靠近单位、在家办公，时差上班，共同乘车，优势公交车，短路收费）；物流高效化（共同配送）b）技术能源利用系统优化（从高能到低能综合利用——热电联产）能量回收（余热利用，垃圾发电）各种技术产业：高效率技术、装备、工艺；交通运输：提高发动机效率，降低阻力、摩擦力民用：家电、办公机器（节能灯泡，空调），住宅及办公楼供热与制冷（建筑保温、遮光、隔热隔音）；太阳能房。
节能技术无处不在：磁悬浮列车——超导（低温氦气）；海水淡化——多层蒸发（底下加热，下层蒸发；凝结放热给上一层，是上层海水蒸发；如此数（4）层）；轿车车身钢材——质轻且满足强度，减轻自重以节油。
我国节能潜力非常大。
管理水平低；设备落后；发展阶段特点。
节煤、节电二.节能原理1 能质（书p244）用Exergy and 无Anergy 的定义任何能都可表示为：E n = E + A能质系数表示能的质量的高低： = E / En 即单位能中所具有的拥。
用“拥”表述热力学二定律：2热平衡3拥平衡8．2个别节能技术家电；节能电动机；风机水泵节能；工业锅炉节能；建筑节能8.3热电联产联合热电（又称“同时发热发电”）就是比较热门的话题之一。
普通发电厂的能源效率低于35％，而多达65％的能源都作为热白白浪费掉了。
联合热电就要将这部分热用来发电或者为工业和家庭供热，因此可使能源利用率提高到85％以上，大大节约了初级能源。
《储能技术》 第8章习题答案[3页]
![《储能技术》 第8章习题答案[3页]](https://img.taocdn.com/s3/m/678c75e2fbb069dc5022aaea998fcc22bcd143ab.png)
第8章习题答案8-1 请简述储能成组、集成技术的概念。
解：成组技术：电池成组技术将电池单体通过成组方式组合成比电池单体能量等级更高的电池模组，是大容量储能系统的核心技术之一。
储能电池模组的成组方式主要有三种：直接串联、先串后并和先并后串。
集成技术：与成组技术类似，集成技术是将电池模组整合成储能电站的技术。
电池模组通过串并联的方式进行组合后与储能变流器（PCS）连接，将直流电变为交流电，再通过升压变压器提高电压等级，进而汇聚成储能电站。
8-2 请简述储能平抑新能源出力波动、跟踪计划出力、削峰填谷和调频控制的原理。
解：平抑新能源出力波动：风电场、光伏电站等新能源发电站的出力具有较大的波动性，其并网发电后会引发电网出现电力平衡等一系列问题。
为了平抑新能源出力的波动，可在电网配置一定容量的储能，通过储能系统的充放电调节，减小新能源的出力波动；跟踪计划出力：考虑到了新能源场站的随机间歇性，储能电站通过跟踪控制补偿新能源场站实际功率与发电计划的差值，以满足运行调度要求；削峰填谷：在电力负荷处于低谷期时，电网向储能系统充电；在电力负荷处于高峰期时，储能系统向电网放电；调频控制：发电机运行如遇负荷突增情况时，根据发电机及负荷的频率调节特性，在储能电站、传统机组以及综合负荷的共同作用下，使系统达到新的稳定运行点。
8-3 请简述多储能单元间功率分配策略的原理。
解：在对储能电站内部的各个储能单元进行功率分配时，需要考虑每个储能单元的容量、电池荷电状态（SOC）、待充放电功率等因素的影响。
在各储能单元的荷电状态、额定功率和容量均相同的情况下，可以采用均分法对每个储能单元的充放电功率进行分配；在各储能单元的额定功率和容量不同时，可以采用比例法对每个储能单元的充放电功率进行分配；在各储能单元的荷电状态不同时，应以它们的SOC为约束条件进行功率分配。
8-4 一台120KVA不间断电源共有32节12V238Ah串联的蓄电池，若将其以20%的负载率放电30分钟后，试问该不间断电源剩余容量占比。
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固态氧化物燃料电池（SOFC） 是工作温度最高的燃料电池，可以在没有
催化剂的条件下，在电池内部进行天然气的改质反应，可望用于不需要改 质器的电源。
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五种燃料电池的主要特点
燃料电池
典型电解质
工作温度 (℃)
优点
缺点
转换效率 （%）
碱性燃料电池
KOH H2O
60 23
燃料电池实用化需要满足3个条件： 1.性能好； 2.寿命长和可靠性高； 3.经济性。
目前研制的燃料电池，这3个条件还不能都达到。因 此，要在继续研究第一代燃料电池，并促进其实用化的同时， 还必须开发效率更高的第二代燃料电池—熔融碳酸盐燃料电 池和第三代燃料电池—固体电解质燃料电池。
将来到了氢能时代，以氢为燃料，可望得到效率很高 的燃料电池。
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燃料电池的发展史
燃料电池并不是什么新的发明，自1839年W. R. Grove制作了第一只燃料电池和1959年F. T. Bacon制 作了第一只实用型燃料电池，对燃料电池的研究已经 有一百七十多年的历史，但是直到20世纪90年代才实 现了技术上的真正突破。
“燃料电池”这个名称是蒙德（Mond）和莱格（ Langer）在1889年首次采用的。
1. 一般化学反应的反应物是直接接触的，不能形 成电子的定向流动，对外没有电流(功)输出。
2. 电化学反应, 反应物之间不能直接接触，有电 解质隔开，电子必须经过外电路才能到达负极, 在外电路形成了电子的定向流动，对外有电流 (功)输出。
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不同发电方式的发电效率与电厂规模的关系
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各类发电厂排气比较(单位，kg/106 kwh)
地热资源可分为热水层、干蒸汽田、湿蒸汽田、干热岩层。
·热水层。热水层由地下水受大地热流升温而形成，具有常温 以上到90℃的低温热水，离地面较近，使用方便，用得最广。
·干蒸田层。干蒸田层在盆地或河流三角洲的泥沙地带形成， 埋地较深（约数千米），压力较高，温度在150℃左右，是 理想热源。
·湿蒸汽田。湿蒸汽田是高温水系统，水温度为150~400℃，当域靠近岩浆层，埋地深 处压力较高，出地面时会产生饱和蒸汽，当温度压力降低后，就形成干湿水汽混合物。 湿蒸汽田虽好，但地球上这种资源并不多。
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8.1.2 氢燃料电池发电与应用技术
2、燃料电池的分类
碱性燃料电池（Alkaline
Fuel Cell，AFC）
按 电 解 质 性
质子交换膜燃料电池
按
（Proton Exchange Membrane Fuel Cell， PEMFC）
工 作 温
磷酸燃料电池
度
质
（Phosphoric Acid
33
8.2.1 概 述
8.2.1.1 地热及分类
·干热岩层。干热岩层位于靠近岩浆的干岩层。利用这部分能量时需采用复杂的办法， 如通过深层钻孔、注水方法取出热量。干热岩层地热能最为丰富，可获取的热量巨 大，是将来可利用的热源。
·干热岩和地压两类尚处于试验阶段，开发利用很少，未来可能有大规模发展的潜力。 ·岩浆型资源的应用还处于课题研究阶段。
燃料电池(Fuel Cells, FCs)是一种将燃料储存的化学能通过 电化学反应（不经过燃烧过程）直接转化为电能的电化学发电装置。
以氢气为燃料的FC，仅有的产物是水和热量等。
其主要特点是由于反应过程中不涉及到燃烧过程，因而其能量 转换效率不受“卡诺循环”的限制，能量转换的效率可高达60-80%， 实际使用效率是普通内燃机的2-3倍。且具有燃料多样化、噪音低、排 气干净、对环境的污染小、没有转动部件、模块化结构、可靠性、运 行性和维修性好等优点。
范
不
Fuel Cell，PAFC）
围
同
熔融碳酸盐燃料电池
不
来
（Molten Carbonate
同
区
Fuel Cell，MCFC）
.
分
固态氧化物燃料电池
（Solid Oxide Fuel Cell，
SOFC）
低温型燃
料电池
中温型燃
料电池
高温型燃
料电池
1. 碱性燃料电池 2. 质子交换膜燃
34
8.2.1 概 述
8.2.1.2 我国的地热资源
我国地热资源分布的特点：藏滇、台湾、东南沿海及滇川有4个温泉密集带，广阔的平 原地区虽无温泉出入，但地下深处蕴藏着丰富的热水及热卤水资源。
我国地热资源丰富的地带如下
☆ 藏滇地区。西藏地区和云南省 腾冲火山区是我国地热资源最 丰富的地方。
80
(1) 启动快 (2)室温常压下工作
(1)需以纯氧作氧化剂 (2)成本高
70
磷酸燃料电池
H3PO4
固体氧化物燃料 电池
ZrO2 Y2O3
熔融碳酸盐燃料 电池
Na2CO3
200
对CO2不敏感
(1)对CO敏感
(2)工作温度高
(3)成本高
40
(4)低于峰值功率输出时性
能下降
(1)可用空气作氧化剂
1000
4
8.1.1 氢能简介
l）所有元素中，氢重量最轻。
2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在 能源工业中氢是极好的传热载体。
氢
3）氢是自然界存在最普遍的元素
的 特
4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为 142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。
(2)可用天然气或甲烷 工作温度过高
>60
作燃料
(1)可用空气作氧化剂
650
(2)可用天然气或甲烷 工作温度过高
>60
作燃料
质子交换膜燃料 含氟质子交换
电池
膜
80～100
(1)寿命长 (2)可用空气作氧化剂 (3)室温工作 (4)比功率大 (5)启动迅速 (6)输出功率可随意调 整
(1)对CO非常敏感 (2)反应物需要加湿
宇宙开发用的燃料电池采用的是纯氢和纯氧，价格 昂贵，作为民用的燃料电池必须另辟蹊径。有的提出采用 化石燃料改性的、含有杂质二氧化碳的氢气，并用空气代 替纯氧，用磷酸代替氢氧化钾碱性电解质。
用改性的燃料气体，用磷酸作电解质的燃料电池需 用大量高价的铂金作催化剂，所以当时许多人认为，燃料 电池不可能用于民用。
7
8
以氢－氧燃料电池为例说明其工作原理
氢氧燃料电池的原理图
9
阳极反应： H 2 2H 2e
阴极反应：1
2
O2
2H
2e
H2O
总的反应：
H2
1 2
O2
H2O
电极的名称规定:
正极，阳极，Anode 负极，阴极，Cathode
Cathode
10
电化学反应与一般化学反应的区别
开发的热点和方向。
19
8.1.2 氢燃料电池发电与应用技术
3、燃料电池发电与控制技术
燃 燃料料
燃料 重整系统
控
制
系 空气
空气
供应系统
统
DC/AC 变换系统
剩气 循环系统
电力 （高温燃料电池）
排热 回收系统
热输出
燃料电池发电系统构成框图
20
8.1.2 氢燃料电池发电与应用技术
3、燃料电池发电与控制技术
24
25
26
27
28
8.2 地热能发电与应用技术
目录
概述 地热发电技术
地 热空调 地 源热泵 地热发电存在的主要问题
29
羊八井地热电站
30
地热电厂
31
冰岛地热发电
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8.2.1 概 述
8.2.1.1 地热及分类
地球的半径为6370km，从内到外为地核、地幔和地壳。地壳的厚度为30~40km，地 核的温度约为5000℃，由内到外逐渐降低。地壳不是最好的传热体，只有通过比地壳 更好的传热体才能利用地下的热能，如水或岩浆，因此地壳的凹陷处可以获得较强形 式热能，比如盆地的温泉或火山。
热管理
余热回收
燃料 供给
燃料处理器 (汽油或甲烷)
H2
燃料
电池堆
燃料电池控制器 -空气管理 -燃料管理 -传感器
DC/DC 变换器
DC/AC 变换器
蓄电池
220V/50Hz 负载
电力控制器
中央动力控制单元
燃料电池发电系统框图
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8.1.2 氢燃料电池发电与应用技术
4、燃料电池的发展与应用
近年来，许多国家和地区都将燃料电池技术与相关设施产业的开发紧紧联系 起来作为国家重点研发项目，例如美国的“展望21世纪（Vision 21）”、“自由 车（Freedom CAR）”、“自由燃料（Freedom Fuel）”，日本的“新日光计 划（New Sunshine Programe）”，以及欧洲的“焦耳计划（JOULE）”等。 燃料电池在电动汽车上也得到了很大的发展。
料电池
1. 磷酸燃料电池
1. 熔融碳酸盐燃
料电池
2. 固态氧化物燃
料电池
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• 按照开发时间顺序，一般将磷酸燃料电池称为第一代燃料
电池，熔融碳酸盐燃料电池称为第二代燃料电池，固态氧 化物燃料电池称为第三代燃料电池。
• 以电解质的种类对燃料电池进行分类是目前较普遍采用的
方法。
• 其中MCFC、SOFC和PEMFC型燃料电池是当前国内外研究和
由于一种能将机械能转化为电能的装置—发电 机的问世，使人们对燃料电池的兴趣推迟了大约60年 。当时制约燃料电池研究的另一个原因是电化学热力 学方面有进展而电极反应动力学方面没有取得进展。