新能源发电技术资料
新能源发电技术研究
新能源发电技术研究一、引言随着全球经济的不断发展，世界各地的国家也逐渐重视环境保护和可持续发展。
在这种情况下，新能源发电技术逐渐成为人们关注的热点。
尤其是在能源需求增长迅猛的中国，新能源发电技术的研究和应用至关重要。
本文将介绍和分析新能源发电技术的研究现状、发展趋势、应用前景和存在的问题。
二、新能源发电技术概述新能源发电技术是指以太阳能、风能、水能等作为主要能源，采用先进的技术手段进行变换和利用，以发电为主要目的的技术体系。
新能源发电技术不仅能够减少对传统能源的依赖，促进经济的可持续发展，也有利于缓解环境污染和全球气候变化。
目前主流的新能源发电技术主要包括太阳能发电、风能发电、水能发电、地热能发电等。
三、太阳能发电技术研究太阳能发电技术是指利用太阳能转换成电能的技术体系。
目前，太阳能发电技术主要包括光伏发电技术和太阳能热发电技术。
1. 光伏发电技术光伏发电技术是指利用光伏效应，将太阳光转换为电能的技术体系。
光伏发电技术具有占地面积小、环保节能、运营可靠等优点，而且随着技术的不断创新和改进，其发电效率也不断提高。
目前，全球光伏发电设备的发电能力已经达到几十千兆瓦，大幅度推动了太阳能发电技术在全球的广泛应用。
2. 太阳能热发电技术太阳能热发电技术是指利用太阳能释放热量，通过发电机转换为电能的技术体系。
它与光伏发电技术相比，具有对天气变化不那么敏感、储能能力强等特点。
目前，太阳能热发电技术也已经有了广泛的应用，尤其是在欧洲和北美等地区，太阳能热发电站已经成为常见的发电设施。
四、风能发电技术研究风能发电技术是指利用风能驱动发电机产生电能的技术体系。
目前，风能发电技术已经成为新兴能源发电的主流之一，其发电成本不断降低，带动全球的风能发电设备保持着高速增长。
风能发电技术具有环保、可再生、运维成本低等优点，而且其发电方式并不受季节和时间的限制。
随着技术的不断创新和提高，风能发电的效率和发电容量也不断提高，未来的发展潜力仍然巨大。
新能源发电技术及其优势
新能源发电技术及其优势随着全球对环境保护的关注不断增强，新能源发电技术的发展备受瞩目。
本文将介绍几种常见的新能源发电技术，以及它们相比传统能源的优势。
一、太阳能发电技术太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，通过光伏发电技术，可以将太阳能转化为电能。
太阳能发电技术的优势在于：1. 环保节能：太阳能发电过程中无需燃烧化石燃料，不会产生空气污染物和温室气体，对减少全球暖化起到积极作用。
2. 持续稳定：太阳能是可再生能源，太阳光无时无刻不在，因此太阳能发电具有持续稳定的特点。
3. 分布广泛：太阳光普遍存在于地球各个地区，可以在全球范围内进行太阳能发电，降低了能源供应的集中风险。
二、风能发电技术风能是一种可再生的清洁能源，通过风力发电机转换风能为电能。
风能发电技术的优势在于：1. 环保低碳：风能发电不需要燃烧燃料，不会产生二氧化碳等温室气体和空气污染物，有助于改善空气质量。
2. 资源丰富：地球上的风资源分布广泛，无论是海洋还是陆地上，都可以利用风能进行发电。
3. 经济性：一旦建立了风力发电站，其运营成本相对较低，并且风能是免费的，可以降低能源的长期供应成本。
三、水力发电技术水力发电是利用水流的动能将能量转化为电能的一种技术。
水力发电技术的优势在于：1. 绿色环保：水力发电不会产生污染物，无烟尘和温室气体的排放，对环境友好。
2. 稳定可靠：水流是自然界中常见的能源，相比其他新能源发电技术，水力发电具有更高的可靠性和稳定性。
3. 多功能性：水电站不仅能发电，还能灌溉农田、调节河流水位等，对于水资源的综合利用具有重要意义。
四、生物质能发电技术生物质能发电是指利用生物质作为燃料，通过发电设备将其转化为电能的技术。
生物质能发电技术的优势在于：1. 再生性能源：生物质主要来自植物和废弃物等可再生资源，其再生速度较快，不会耗尽。
2. CO2减排：生物质能发电过程中释放的二氧化碳与植物吸收的二氧化碳基本相等，减少了温室气体的排放。
新能源发电技术在电力系统中的应用
新能源发电技术在电力系统中的应用随着人们对可持续发展和环境保护的关注不断增加，新能源发电技术在电力系统中的应用变得越来越重要。
新能源发电技术具有清洁、可再生、低碳排放等优势，对实现能源供应的可持续性和保护环境具有重要意义。
本文将介绍几种常见的新能源发电技术，并探讨其在电力系统中的应用。
一、风力发电技术风力发电技术是一种利用风能产生电力的技术。
它利用风机叶片的旋转驱动发电机产生电能。
风力发电技术具有风能资源广泛、排放零污染等优势。
在电力系统中，风力发电技术可以用于分布式发电和集中式发电。
分布式发电是指将多台小型风力发电机连接到电力系统中，可以在城市和农村等地方实现清洁能源的供应。
集中式发电是指将多台大型风力发电机装在一个集中发电场所，通过输电线路将电能传输到城市和工业区域。
二、太阳能发电技术太阳能发电技术是一种利用太阳能产生电能的技术。
太阳能电池是太阳能发电技术的核心设备，将光能转化为电能。
太阳能发电技术具有可再生、清洁无污染等优势。
太阳能发电技术在电力系统中的应用主要包括太阳能光伏发电和太阳能热发电。
太阳能光伏发电是指将太阳能转化为电能，常用于户用光伏系统和大型光伏电站。
太阳能热发电是指利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，再通过热发电装置将热能转化为电能，常用于太阳能热电联产系统。
三、生物能发电技术生物能发电技术是一种利用生物质燃料产生电能的技术。
生物质燃料包括农作物秸秆、森林废弃物、食品加工废料等可再生可持续的生物质资源。
生物能发电技术可以通过燃烧、气化、发酵等方式将生物质燃料转化为热能或燃气，再通过热发电或燃气发电装置产生电能。
生物能发电技术具有资源丰富、环境友好等优势，可以用于乡村区域的电力供应和生活垃圾的能量回收利用。
四、地热发电技术地热发电技术是一种利用地球内部的热能产生电能的技术。
地热能是地球内部的热能资源，可以通过地热发电装置将地热能转化为电能。
地热发电技术具有资源丰富、连续稳定等优势。
新能源发电技术资料
新能源发电技术资料随着能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视，新能源发电技术成为了当今世界发展的热点话题。
新能源发电技术与传统能源发电技术相比，具有环保、可持续、高效等优势，对于解决能源紧缺和减少二氧化碳排放具有重要意义。
本文将从太阳能、风能和水能等几个方面介绍新能源发电技术的相关资料。
一、太阳能发电技术资料太阳能是一种广泛存在且取之不尽的能源，通过太阳能发电技术可以将太阳辐射转化为电能。
太阳能发电技术主要包括光伏发电和热发电两种形式。
1. 光伏发电光伏发电是将太阳能转化为直流电能的过程。
光伏电池是光伏发电的核心组件，它将太阳光中的光子转化为电能。
光伏电池的主要材料是硅，通过P-N结构形成正负载流。
光伏发电系统通常由光伏电池组、逆变器、电网连接等组成。
根据需要，可以选择单晶硅、多晶硅、非晶硅等不同类型的光伏电池。
光伏发电技术广泛应用于太阳能电站、分布式发电和光伏扶贫等领域。
2. 热发电热发电利用太阳能将水加热为蒸汽，蒸汽驱动涡轮机产生动力，进而驱动发电机发电。
热发电系统包括太阳能集热器、锅炉、涡轮机和发电机等部件。
热发电技术常见的应用形式有塔式集热式、槽式和碟式等。
热发电技术广泛应用于太阳能热电站、工业生产和农村供热等领域。
二、风能发电技术资料风能是一种可再生的清洁能源，通过风能发电技术可以将风的动能转化为电能。
风能发电技术主要有风力发电和风能热泵两种形式。
1. 风力发电风力发电是利用风的动能驱动风轮旋转，通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电机一般由风轮、轴、发电机和塔架等组成。
根据风轮的形式，风力发电机可以分为水平轴风力发电和垂直轴风力发电两种。
风力发电技术广泛应用于风电场、离岸风电和家庭小型风力发电等领域。
2. 风能热泵风能热泵是利用风能将低温能量转化为高温能量的过程。
风能热泵系统一般由风能热能转化装置、热泵系统和热源系统等组成。
风能热泵技术主要应用于供暖、供热和制冷等领域。
三、水能发电技术资料水能是一种丰富的可再生能源，在水能发电技术中主要应用于水力发电和潮汐能发电。
新能源发电技术
一、常见的新能源发电技术常见的新能源发电技术主要分为：地热能、海洋能、氢能、核能、太阳能、风能、生物质能、天然气水合物等发电技术。
1.地热能〔Geothermal Energy〕由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。
地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。
透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。
高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。
运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。
地热能是可再生资源。
地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。
开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类，因此，地热发电也分为两大类。
地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。
一次蒸汽法直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。
二次蒸汽法有两种含义，一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽（一次蒸汽），而是让它通过换热器汽化洁净水，再利用洁净蒸汽（二次蒸汽）发电。
第二种含义是，将从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽，压力仍高于当地大气压力，和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。
地热水中的水，按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的，必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。
对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电，有两种方法：一是减压扩容法。
利用抽真空装置，使进入扩容器的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功，这种系统称“闪蒸系统”。
低压蒸汽的比容很大，因而使气轮机的单机容量受到很大的限制。
但运行过程中比较安全。
另一种是利用低沸点物质，如氯乙烷、正丁烷、异丁烷和氟里昂等作为发电的中间工质，地下热水通过换热器加热，使低沸点物质迅速气化，利用所产生气体进入发电机做功，做功后的工质从汽轮机排入凝汽器，并在其中经冷却系统降温，又重新凝结成液态工质后再循环使用。
新能源发电技术的研究与发展
新能源发电技术的研究与发展随着人类社会不断发展，对能源的需求越来越高，同时能源的短缺和环境污染等问题也日益突显。
因此，开展新能源技术的研究和发展已成为各国的共同任务。
在众多新能源技术中，新能源发电技术的研究和应用尤其关键。
一、新能源发电技术的概况新能源发电技术是指通过利用自然界的可再生能源，如太阳能、风能、水力能、地热能等，实现电能的产生。
相较于传统的化石能源，新能源发电具有环保、低碳、可持续等优点。
太阳能是新能源发电技术中应用最广的，其利用太阳能电池板将光能转化为电能。
由于太阳能的供应量十分稳定，因此其利用范围和应用前景非常广阔。
另一种比较常见的新能源发电技术是风能发电，其通过风力转动叶片产生电能。
由于风能广泛分布于地球表面，因此在适当的地点进行风能发电，可以大大减少碳排放。
除此之外，水力发电、地热发电等新能源发电技术，也都有不同程度的应用和发展。
二、新能源发电技术的挑战虽然新能源发电技术具有很多优点，但是其研究和应用也面临着一些困难和挑战。
首先，新能源的不稳定性和间歇性，常常会使得其产生电量的波动非常大。
因此，在利用新能源发电时，需要考虑到能源的储存和平衡问题。
其次，新能源发电技术的资金投入和技术要求比较高。
部分新能源发电技术，如光伏发电，其建设和维护成本相对较高。
因此，对于大多数发展中国家来说，新能源发电技术的研究和应用仍需要大量的资金投入和技术支持。
最后一个问题是新能源发电技术与传统能源发电技术之间的协调。
传统能源发电技术具有先进的技术和成熟的产业链，但同时也带来了环境和资源的严重问题。
如何平衡新旧两种能源发电技术的关系，需要更为深入的探讨。
三、新能源发电技术的发展趋势随着新能源发电技术的不断发展，其应用和发展前景也日益广阔。
首先，在技术上，一些新型的新能源发电技术不断推出。
比如，类比植物叶片制作的人工叶片，可以大大提高风能发电的效率。
同时，有一些新的储能技术也已得到广泛应用，不仅能有效解决新能源发电的间歇性问题，还可以带动新的能源存储和利用产业的发展。
新能源发电技术的使用方法
新能源发电技术的使用方法随着全球对环境保护和可持续发展的需求不断增加，新能源发电技术成为解决能源危机和减缓气候变化的重要手段。
本文将介绍几种常见的新能源发电技术以及它们的使用方法。
1. 太阳能发电技术太阳能发电是目前应用最广泛的新能源发电技术之一。
它利用太阳能将光能转化为电能。
使用太阳能发电系统时，首先需要安装太阳能电池板。
这些电池板可以将太阳能吸收并将其转化为直流电。
然后，将直流电转换为交流电，并通过逆变器将其连接到电网或电池储能系统。
太阳能发电的使用方法包括：- 在屋顶或地面上安装太阳能电池板，以最大程度地吸收太阳能。
- 定期清洁电池板表面以确保其正常运行。
- 使用逆变器将直流电转换为交流电，并将其与家庭或工业电网连接起来，以实现用电需求。
2. 风能发电技术风能是一种清洁、可再生的新能源。
通过风能发电技术，风能可以转化为电能。
使用风能发电系统时，需要安装风力发电机。
风力发电机使用风轮来驱动发电机并产生电能。
电能可以储存在电池中或接入电网供应。
风能发电的使用方法包括：- 根据当地气候条件选择安装风能发电机的位置，最好是风力资源丰富的地区。
- 定期检查和维护风力发电机，确保其正常运行。
- 使用逆变器将直流电转换为交流电，以满足用电需求。
- 根据风能的变化，合理管理能源存储和用电需求。
3. 水能发电技术水能是一种可再生能源，可以通过水力发电技术将水能转化为电能。
水力发电技术包括水轮机、涡轮机和发电机等设备。
水压能将水流转换为机械能，然后再将机械能转化为电能。
水能发电的使用方法包括：- 确定水力发电系统的合理位置，选择具备较大水流的河流或瀑布等区域。
- 定期维护和清洁水力发电设备，确保其高效运行。
- 使用发电机将机械能转化为电能。
- 根据水流的变化，合理管理能源存储和用电需求。
4. 生物质能发电技术生物质能是指通过动植物等生物质材料转化而来的能源。
生物质能发电技术包括生物质燃烧、发酵和发酵发酵等方法。
新能源发电技术
（1）我国风力发电发展状况 本世纪初据中国气象科学研究院的初步测算在陆地离地 10m高度处，可开发储量为2.53亿kW；海上可开发储量为7.5 亿kW，总计约10亿kW。 2007年中国气象局风能太阳能研究中心提供的最新测算 数据，中国的可开发利用风力资源约为：陆上8亿千瓦，近 海1.5亿千瓦。主要分布在东南沿海及附近岛屿，内蒙古新 疆和甘肃河西走廊，以及华北和青藏高原的部分地区。 随着《可再生能源法》的实施和京都议定书协议生效， 国家加大了对可再生能源支持的力度，风力发电产业得到了 连续快速发展，出现了风电热。2008年我国新增风电装机容 量624.6万千瓦，累计装机容量为1215.2万千瓦，现规模已 位居世界第四，风电占全国电力装机总容量的1.5%。
（3）变桨距与偏航控制系统 风机叶片与轮毂之间采用的是非刚性联结方式，这时的 叶片可绕叶片纵梁进行桨矩调节，使叶片相对于风向具有不 同的攻角。从而当风速持续变化时，叶片桨矩角始终保持在 最佳的角度，从而使风力发电机组在不同的风速下始终保持 着其风轮的最佳转换效率，从而使电机的输出功率达到最大 值。 偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统，是风力发电 机组电控系统必不可少的重要组成部分。它的功能有两个： 一是控制风轮跟踪变化稳定风向；二是当风力发电机组由于 偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
（3）光伏发电系统运行方式的选择 太阳能光伏发电系统的运行方式可分为两类：独立运行 和并网运行。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储 能装置，主要运用于无电网的边远地区。由于必须要有蓄电 池做为储能装置，故整个系统的造价很高。在有公共电网地 区，光伏发电系统一般与电网连接，即采用并网运行方式。 并网型光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池，而将电网作 为自己的储能单元。由于蓄电池在储存和释放电能的过程中 伴随着能量的损失，且蓄电池的使用寿命仅5· 8年，报废的蓄 电池又对环境造成污染。所以省去蓄电池后的的系统不仅可 以大幅度降低造价，还具有更高的发电效率和环保性能，且 维护方便、简单。
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图1 光伏发电系统示意图
2.1 太阳能电池
过去30多年（1980年开始）始终是晶体硅光伏技术 为主 单晶硅硅电池 多晶硅硅电池 非晶硅硅电池
太阳能电池类型 1.单晶硅电池 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也 最为成熟。 在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模 生产时的效率为16-18%（目前20%）。 在大规模应用和工业生产中仍占据主导地 位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降 低其成本很困难，为了节省硅材料，发展 了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太 阳能电池的替代产品。
a + 光伏 阵列
电力电子 变换器
DC/DC 或者 DC/AC
-
b
AC 或者 DC
常用的MPPT控制算法
1、定电压跟踪法： 先求得或设置某一中心电压，通过控制使光伏阵列的 输出电压一直保持该电压，从而使光伏系统输出功率达到 或接近最大功率输出值。 2 、扰动观察法： 3、增量电导法 根据光伏阵列的 P/U曲线，当输出功率 为P最大时，即Pmax 处的斜率为零。
非晶硅太阳能电池板
光伏电池等效电路
当负载RL从0变化到无穷大时，即可得到如图所示太阳能 电池输出特性曲线。调节负载电阻RL到某一值Rm时，在曲 线上得到一点M，其对应的工作电压和工作电流之积最大， 即Pm=Im*Vm，将此M点定义为最大功率输出点（MPP）。
光伏电池的输出特性图
光伏组件发电功率受环境的影响
单晶硅电池
代表性生产厂家： 荷兰Shell Solar、西班牙Iso- foton，印度Microsol等厂家。
图4 单晶硅太阳电池
太阳能电池类型
2.多晶硅电池 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉， 而效率高于非晶硅薄膜电池。 其实验室最高转换效率为18%，工业规模生产的转 换效率为15-16%（目前，为18%） 多晶硅薄膜电池已经在太阳能电池市场上占据主 导地位.
交直流供电系统
图6 交直流供电系统
太阳能广告牌
太阳能交通灯Βιβλιοθήκη 太阳能车站太阳能飞机
2.3 并网光伏系统
并网光伏电站投资巨大、建设期长，需要复杂的 控制和配电设备，占用大片土地，目前其发电成 本远高于目前市场电价。 住宅并网光伏系统，特别是与建筑结合的住宅屋 顶并网光伏系统，投资小，有诸多优越性，在发 达国家备受青睐，发展迅速。 住宅并网光伏系统的主要特点，是所发的电能可 直接分配到负载上，多余或不足的电力通过联接 电网来调节。根据系统是否允许向电网馈电，可 分为可逆流与不可逆流并网光伏发电系统
太阳能供电系统的特点
不必拉设电线，不必挖开马路，安装使用方便；
一次性投资，可保证二十年不间断供电（蓄电池 一般为5年需更换）； 免维护，无污染。
系统可分为：
直流供电系统和交直流供电系统两种。
直流供电系统
图5 直流供电系统
控制器作用： 控制蓄电池组的放电、充电过程，防止过冲和过放； 最优化能量管理（最佳工作点跟踪、温度补偿等）； 光伏系统工作状态显示； 光伏系统信息存储等。
新能源发电技术
太阳能发电技术
风力发电与并网技术
大规模储能技术
太阳能发电技术
主要内容
一、开发利用太阳能的战略意义
二、太阳能光伏发电
太阳能电池
离网光伏系统 并网光伏系统
三、太阳能热力发电
槽式热力发电装置 塔式热力发电装置
碟式热力发电装置
一、开发利用太阳能的战略意义
化石燃料的储量有限，全球石油还可开 采约45年，天然气大约61年，煤炭可开 采约230年，铀大约71年。如果再考虑到 现在世界石油消费量大约每年增长2%， 这样每隔35年，消费量将增加一倍。 目前主要依靠化石燃料提供能量。化石 燃料储量与日递减，面临化石能源枯竭 的危机。
根据是否有储能装置，分为有储能系统和无储能 系统。有储能系统主动性强，在电网掉电、停电 情况下可正常供电。
太阳能发电不产生任何废弃物，没 有污染，无噪声等公害，对环境无 不良影响，是理想的清洁能源。 太阳能发电系统建设周期短，方便 灵活。而且可以根据负荷的增减， 任意添加或减少太阳电池容量，避 免了浪费。
二、太阳能光伏发电
光伏发电系统组成： 太阳能电池组 太阳能控制器 蓄电池 逆变器
dP dI I U 0,即： dU dU dI I dU U
60
P/W
Pn-1 P3
Pn P4 P5
40 20 P1
P2
0
5
10
U/V
15
20
25
2.2 离网光伏系统
太阳能电池发电，蓄电池贮能，独立为负载供电， 不联接公网。
广泛应用于太阳能建筑、微波通讯、基站、电台、 野外活动、高速公路等。也可用于无电山区、村 庄、海岛。
优点: 太阳能取之不尽，用之不竭，照射 到地球上的太阳能要比人类消耗的能量 大6000倍。只要在美国阳光丰富的西南 部沙漠地区，建立一个面积为100哩 ×100哩的巨型光伏电站，所发的电力 可以满足全美国的用电需要。太阳能发 电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料 市场不稳定的冲击。
太阳能随处可得，可就近供电，不 必长距离输送，避免了输电线路等 损失。 太阳能不用燃料，运行成本很低。 太阳能发电没有运动部件，不易损 坏，维护简单，特别适合于无人值 守情况下使用。
光照强度： • 电压基本不变 • 电流线性影响
温度： • 电流影响较小（正 温度系数） • 电压影响较大（负 温度系数）
在光伏系统中，通常要求光伏电池的输出功率保持在最大， 也就是让光伏电池工作在最大功率点，从而提高光伏电池的 转换效率。MPPT就是一个不断测量和不断调整以达到最优 的过程，它不需要知道光伏阵列精确的数学模型，而是在运 行过程中不断改变可控参数的整定值，使得当前工作点逐渐 向峰值功率点靠近，使光伏系统运作在峰值功率点附近。
多晶硅太阳能电池板
太阳能电池类型
3.非晶硅电池 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率 较高，便于大规模生产，有极大的潜力。 但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定 性不高，直接影响了它的实际应用。 如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题， 那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主 要发展产品之一。