新能源论文

新能源论文 毕 业 实 习 报 告 学校:河南理工大学 学院:机械与动力工程 班级:热能08-4班 姓名:刘闪闪 学号:310804030403 目录 第一章 绪论--------------------------------------------3-5 第二章 多氟多(焦作)新能源有限公司简介--6-8 第三章 华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院 研究方向----------------------------------------------- 9-33 第四章 新能源的其他进展-----------------------34-38 第一章 绪 论 本章将论述本次实习主要研究的方向——能源。能源是人类社会生存和发展的必需品，高速发展的经济使得能源危机和环境污染已经成为21世纪国际关键词。如何缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾，新能源给我们提供了一种新的选择，它将成为破解中国乃至世界难的利剑，引领世界跨入强劲增长的新能源经济时代。 中国是世界能源生产和消费大国，但以煤为主的能源生产和消费结构不尽合理，煤炭比重太大，带来了巨大的环境压力。据了解，2000年，中国一次能源生产量达到10.8亿吨标准煤。尽管我国太阳能、风能、地热等新能源也都有不同程度的发展，但原煤仍高达9.98亿吨。煤炭污染成为中国环境污染的重要因素。因此，如何使新能源代替旧能源已经成为中国环境及经济发展的首要任务。 中国正处于经济高速发展时期，但在发展的同时也面临着很多问题，新能源作为一种“绿色”新技术，在减少环境污染，缓解环境压力的同时，也可以缓解我国的能源危机，充分体现了“科学发展”、“可持续发展”、“和谐发展”的发展理念，发展潜力巨大，新能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。清洁、高效的新型能源的开发利用，例如太阳能电池、新型半导体照明设备。一方面，采取切实措施，广泛宣传节约能源和鼓励使用清洁、高效的新型能源， 使全社会都了解节能和利用新能源和可再生能源的意义，加大新型清洁、高效能源在中国的推广和应用力度。另一方面，把新能源的推广应用工作作为一项能源政策，纳入中央各部委的重要议事日程和中国经济建设的总体规划之中。 温家宝总理在政府工作报告中指出，要开发风能、太阳能等清洁、可再生能源。在国内资源紧张，国际油价高涨的情况下，发展新能源有着现实的意义。“能源问题以及由此而引起的环境问题，已成为中国和世界都必须严肃面对并必须解决的重要问题之一，根本出路是大力发展没有环境污染的新能源。 发展新能源是一项系统工程，需要政府各部门、石油石化企业和社会各界的密切配合，在新能源发展起步阶段国家财政应该给予坚定的支持，建立风险分担机制，通过政府和企业来共同分担风险，推进新能源的发展。发展新能源不能一哄而上，要规避风险，建立风险分担机制。为市场主体创造稳定的市场预期，通过政府和企业来共同分担风险，推进新能源的发展。 发展新能源首先要建立完善的配套政策体系。要强化政府政策的引导作用，通过立法把推进新能源建设作为政府和全社会的重要任务，作为重点产业大力发展，为民间资本以及国际资本进入新能源产业保驾护航，全面推进新能源有效开发和推广利用。 数据显示，2006年我国新能源和可再生能源行业的投资为600亿元，去年则接近800亿元。其中风力发电和小水电投资位居前列，生物质发电、沼气和太阳能发展势头良好。 尽管新能源发展如火如荼，但新能源发展也是一柄双刃剑。既要加快发展，又不能操之过急，更要注意避免各方面的风险。特别是目前一些技术不过关、投入过高的问题要引起重视，并加以研究解决。需要加强新能源技术研发和储备，逐步发展，层层推进。同时，在加快新能源发展的同时，要坚持发展与环保相统一的原则，坚持把综合效益放在首位，防止新能源带来新污染。 因此，本次实习主要是考察新能源方向的进展及能源效率问题。 第二章 多氟多(焦作)新能源有限公司简介 焦作有关新能源方向的公司主要是多氟多新能源有限公司。“氟通四海，锂行天下，硅达五洲”是多氟多有限公司的真实描写。 简单来说，就是下功夫研究好3个化学元素:氟、硅、锂。元素周期表左上角有一个最轻的金属元素锂，右上角有一个最活泼的非金属元素氟，这两个“难以驾驭”的元素再加上相对不活泼的元素硅，基本构成了多氟多的业务主线。其中，无机氟化工又是多氟多成就最突出的主业。 多氟多新能源科技有限公司,是上市公司多氟多化工股份有限公司的全资子公司,公司位于河南省焦作市中站区焦克路,是一家从事先进绿色能源的研发、制造和销售的高科技公司. 公司厂房面积达50000m2,熟练生产员工2500人,日产聚合物锂离子电芯100万Ah. 公司秉承多氟多文化的精髓,实现用氟造福人类,坚持以“六氟磷酸锂为切入点,以锂电为导向,以锂电材料为重点,借助外力,迅速做大做强锂电事业”的指导思想,研发新型的电池材料,开发性能优良的储能和动力电池,展开个性化服务,以为客户提供一流的电源解决为方向,开拓锂离子电池新的应用领域,引导世界锂电的发展. 公司技术力量雄厚,拥有一支以博士、硕士和资深工程师为核心的研发团队,拥有独立的锂电实验中心,配套一条日产4万Ah的 锂电池中试生产线,配备了世界上最先进的SEM、XRD、ICP-master、比表面积仪和激光粒度仪等分析检测设备,可实现对各种材料的微观结构进行表征,科研开发能力突出. 拥有国内最先进的电池生产工艺,采用先进的环保配方,摒弃传统的有机溶剂制造工艺,真正实现了绿色环保;生产的电池具有超长的循环寿命, 1C充放电循环1500次后容量仍然保持85%以上;低温性能好,-20?低温0.2C放电容量能够达到90%;克服了世界上众多知名科研机构也为攻克的难题,生产的电池具有世界一流的品质;产品通过了UL、CE、ISO9000等体系认证,具有容量高、内阻小、寿命长、耐存放、高低温性能优良、一致性好等特点. 产品除可用于传统的领域外,还为客户量身定制各种风光互补储能电池,可广泛应用于路灯、草坪灯、无电农村的生活、家庭用电 ,半导体室外照明,航标上,监控摄像机电源,通信基站、发电站储能设备、军用设备等领域,具有价格低廉、环保,经济和社会效益显著. 产品一致性好,突破了传统电池的限制,可作为动力电池广泛使用,电动自行车、电动摩托车,电动巡警车、电动高尔夫球车、电动观光车、电动轿车、电动大巴车等都可采用此种电池. 多氟多新能源将秉承“提升产业水平,创造核心价值,挤身行业翘楚”的使命,依托雄厚财力和济济人才,致力在高端锂电芯领域坚持创新,坚持领先,为中国和世界锂电池产业的发展以及国家节能环保新能源事业作出贡献. 多氟多化工股份有限公司主要从事高性能无机氟化物、锂离子 电池材料和纳米金属材料等产品的研发、生产和销售的国家级高新技术企业,是全球最大的无机氟化工企业. 世界上第一家六氟磷酸锂晶体锂盐生产企业,注册资本10700万元,资产总额21亿元,资产负债率37%;通过了ISO 9001质量管理体系、ISO 14000环境管理体系、OHSAS 18000职业健康管理体系认证. 公司主持制、修订了冰晶石、氢氟酸、氟化锂等40多项国家标准和多项行业标准,研制了冰晶石、氟化铝等国家标准样品,组建了无机氟化工行业第一家国家认可实验室. 是全国化学标准化委员会无机分会氟化盐工作组召集单位,全国有色金属标准样品定点研制单位,河南省出入境检验检疫局指定检测机构. 多氟多(焦作)新能源科技有限公司，是世界最大无机氟化工企业——多氟多化工股份有限公司，公司是一家专注于聚合物锂离子电池和电源解决方案技术研发、制造和销售的高科技企业。主要生产及销售大容量、高功率锂离子动力电池、储能电池、通用电池及个性化方案定制产品。产品广泛应用于电动自行车、电动汽车、移动通讯设备、电动工具、照明设备、风光互补装置、智能电网、智能大厦储能及供电、调频调峰等领域。 在未来的发展规划中，公司将坚持清洁能源的发展策略，以发展循环经济、绿色经济为目标，以加强技术创新为手段，巩固和扩大公司聚合物锂离子电池产业优势地位，着力构建高端化、高质化、高效化的现代新能源产业体系，把公司建设成为国际知名、国内一流的综合性新能源企业。 第三章 华中科技中欧清洁与可再生能源学院研究方向 关于新能源，我国的高校中有专门研究新能源的，其中就有华中科技大学的中欧清洁与可再生能源学院，选择华中科技作为主要研究目标，是因为这是我以后完成硕士学业的学校，并且三月份也去那里参加复试，对中欧学院的研究方向有了进一步了解，在那里复试的几天也专程请教了一些在那里学习的学长，对新能源有了更进一步的认识。本章节，我将重点介绍一些中欧清洁与可再生能源学院研究的内容，使我们对新能源有一个大概的认识。 中欧清洁与可再生能源学院项目(ICARE，Institute for Clean And Renewable Energies)致力于创办一所正式的中欧学院。这一举措隶属于中欧合作中的“能源与环境”部分。ICARE将会落户武汉华中科技大学。该项目享有来自于欧盟为期五年的一千万欧元拨款。2009年3月30日，欧盟对外关系委员费雷罗-瓦尔德纳签署了拨款协议。巴黎高科被指定为这一项目的欧洲方领航人。项目包括三个功能: 高校:学制为期两年的“新能源与可再生能源”硕士文凭。第一个学期用于进行基础教学(电子、机械„„)以及政治课程。第 二和第三个学期用来进行专业课程。最后一个季度将用来在工厂或实验室进行实习，实习可在中国或者法国完成。预计每届将招收一百五十名学生。 一个每年为大约一千名职员提供技术教育的继续教育中心。这个功能将能够满足当地企业对于合格技术人员的大量需求。 一个能够在中欧的高校之间建立联系的研发平台。 专业方向:1)太阳能;2)风能;3)生物质能;4)地热能;5)能源效率。 1)太阳能 1 简介 2 利用原理 3 利用 4利弊分析 5 中国太阳能资源 6 利用方式 7中国太阳能利用产业现状 8中国太阳能利用产业前景 太阳能 - 简介 西班牙的集光式史特林引擎试图不用高价太阳能电池来达成经济规模发电太阳能(Solar)，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法， 如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026w)的22亿分之一，但已高达173,000tw，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。 人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有光化学反应,被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。 使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发 电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。 主要是硅光电池在吸收太阳所发射出来的光能，硅光电池主要是从沙子里提炼出来的，由贝尔实验室开发。 太阳能 - 利用原理 位于德国巴伐利亚州的一家太阳能电厂太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/?。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/?，相当于有102000TW的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外)，虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。 尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮 存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。 太阳能 - 利用方法 美国加州阳光充沛，适合利用太阳能发电。图中乃美国加州一座于楼顶安装了太阳能电池板用作供电的洗衣房。利用太阳能的方法主要有: 使用太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能 利用便宜的镜子将阳光反射至昂贵高效能太阳能电池(但需要注意散热)，可以减低发电成本 使用太阳能热水器，利用太阳光的热量把水加热 利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电 利用太阳能的热量来驱动斯特林发动机 利用太阳能加热盐类，再用盐类储存的热量发电(在夜间仍会继续发电) 利用太阳光的光能中的粒子打击太阳能板发电 利用太阳能进行海水淡化 太空太阳能转换电能储存，输送到地面电能接收站，讯号接收站 根据环境与环境太阳日照的长短强弱，可移动式和固定式太阳能利用网 太阳能运输(汽车、船、飞机...等)、太阳能公共设施(路灯、红绿灯、招牌...等)、建筑整合太阳能(房屋、厂房、电厂、水厂...等) 太阳能装置，例如:太阳能计算机、太阳能背包、太阳能台灯、太阳能手电筒...等各式太阳能应用与装置 太阳能污水厂现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了很好的应用。 全球最大的屋顶太阳能面板系统位于德国南部比兹塔特(Buerstadt)，面积为四万平方米，每年的发电量为450万千瓦时。 日本为了达成京都议定书的二氧化碳减量要求，全日本都普设太阳能光伏板，位于日本中部的长野县饭田市，居民在屋顶设置太阳能光伏板的比率甚至达2%，堪称日本第一。而在中国的江苏睢宁，太阳能利用率更达到95%，可谓全中国第一。 太阳能 - 利弊分析 优点: (1)普遍:太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛 (2)无害:开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源 (3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t (4)长久:根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲， 缺点: (1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1,5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。 (2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。 (3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受 太阳能利用中的经济问题: 第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会 太阳能利用应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。 第二，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76,，已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。 太阳能 - 中国太阳能资源 中国太阳能年总辐射量大致在930--2330千瓦小时/平方米?年之间。以1630千瓦小时/平方米?年。年为等值线，则自大兴安岭西麓向西南至滇藏交界处，把中国分为两大部分，其西北地区高于 1630千瓦小时/平方米?年，此线东南侧低于这个等值线。 大体上说，我国约有三分之二以上的地区太阳能资源较好，特别是青藏高原和新疆、甘肃、内蒙古一带，利用太阳能的条件尤其有利。 根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。 一类地区 为中国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680,8400MJ/?，相当于日辐射量5.1,6.4KWh/?。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333KWh/?(日辐射量6.4KWh/?)，居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。 二类地区 为中国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5,5.1KWh/?。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。 三类地区 为中国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8,4.5KWh/?。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。 四类地区 是中国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200,5000MJ/?，相当于日辐射量3.2,3.8KWh/?。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。 五类地区 主要包括四川、贵州两省，是中国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350,4200MJ/?，相当于日辐射量只有2.5,3.2KWh/?。 太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得。从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括:水平面总辐射，水平面直接辐射和水平面散射辐射。 从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/?以上，西藏最高达7kWh/?。 太阳能 - 利用方式 太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。 (1)光热利用 它的基本原来是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用(,200?)、中温利用(200,800?)和高温利用(,800?)。目前低 温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。 (2)太阳能发电 未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。 ?光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。 ?光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。 (3)光化利用 这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。 (4)光生物利用 通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。 太阳能 - 中国太阳能利用产业现状 中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成 熟太阳能产品有两项:太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。 太阳能 - 中国太阳能利用产业前景 中国《可再生能源法》的颁布和实施，为太阳能利用产业的发展提供了政策的保障;京都议定书的签定，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇;西部的大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场;原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持的力度，所有的这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。 2)风能 1 简介 2 来源 3经济性 4 风能应用 5 优缺点 6 中国资源 风能 - 简介 风能风能(wind energy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子(由以空气动力推动的扇叶组成)的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有 94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的 1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。 现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。在中古与古代则利用风车将蒐集到的机械能用来磨碎谷物或抽水。 风力被使用在大规模风农场为全国电子栅格并且在小各自的涡轮为提供电在被隔绝的地点。 风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。 我们把地球表面一定范围内。经过长期测量，调查与统计得出的平均风能密度的概况称该范围内能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。 人类利用风能的历史可以追溯到西元前，但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视，比如:美国能源部就曾经调查过，单是德克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国的用电量。 风能 - 来源 风能 风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2,转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 空气流动所形成的动能及为风能。风能是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，空气沿水平方向运动形风。风的形成乃是空气流动的结果。 风能 - 经济性 利用风来产生电力所需的成本已经降低许多，即使不含其他外在的成本，在许多适当地点使用风力发电的成本已低于燃油的内然机发电了。风力发电年增率在2002 年时约25%，现在则是以38%的比例快速成长。2003年美国的风力发电成长就超过了所有发电机的平均成长率。自2004 年起，风力发电更成为在所有新式能源中已是最便宜的了。在2005 年风力能源的成本已降到1990年代时的五分之一，而且随着大瓦数发电机的使用，下降趋势还会持续。 风能 - 风能应用 发电 帆船 抽水(地下水或海水)与灌溉 磨坊 风能 - 优缺点 优点 内蒙古草原上的风力发电机风能为洁净的能量来源。 风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。 风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 风力发电是可再生能源，很环保。 缺点 风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。 在一些地区、风力发电的经济性不足:许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间;必须等待压缩空气等储能技术发展。 风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。 进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。 现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间。 风能 - 中国资源 海上风能的开发 中国10m高度层的风能资源总储量为32.26亿kW，其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿kW。 东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，有效风能密度大于或等于200W/m2的等值线平行于海岸线;沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s的时数约为7000,8000h，大于或等于6m/s的时数为4000h。 新疆北部、内蒙古、甘肃北部也是中国风能资源丰富地区，有效风能密度为200,300W/m2，全年中风速大于或等于3m/s的时数为5000h以上，全年中风速大于或等于6m/s的时数为3000h以上。 黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好，有效风能密度在200W/m2以上，全年中风速大于和等于3m/s的时数为5000h，全年中风速大于和等于6m/s的时数为3000h。 青藏高原北部有效风能密度在150,200W/m2之间，全年风速大于和等于3m/s的时数为4000,5000h，全年风速大于和等于6m/s的时数为3000h;但青藏高原海拔高、空气密度小，所以有效风能密度也较低。 云南、贵州、四川、甘肃、陕西南部、河南、湖南西部、福建、广东、广西的山区及新疆塔里木盆地和西藏的雅鲁藏布江，为风能资源贫乏地区，有效风能密度在50W/m2以下，全年中风速大于和等于3m/s的时数在2000h以下，全年中风速大于和等于6m/s的时数在150h以下，风能潜力很低。 3)生物质能 1 简介 2 分类 3 特点 4 应用 生物质能 - 简介 生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物质所含能量的多少与下列诸因素有密切的关系:品种、生长周期、繁殖与种值方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、雨量、土壤条件等，在太阳能直接转换的各种过程中，光合作用是效率最低的，光合作用的转化率约为0.5,-5,，据估计温带地区植物光合作用的转化率按全年平均计算约为太阳全部辐射能的0.5,-2.5,，整个生物圈的平均转化率可达3,-5,。生物质能潜力很大，世界上约有250000种生物，在提供理想的环境与条件下，光合作用的最高效率可达8,15%，一般情况下平均效率为0.5%左右。 据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太 阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大，但地球上每个国家都有某种形式的生物质，生物质能是热能的来源，为人类提供了基本燃料。 生物质能 - 分类 生物质能依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。林业资源:林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。农业资源:农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。 生活污水和工业有机废水:生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制 糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。城市固体废物:城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。畜禽粪便:畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。 生物质能 - 特点 气化燃烧锅炉1) 可再生性 生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用; 2) 低污染性 生物质能的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应; 3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能; 4) 生物质燃料总量十分丰富。 生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生 物学家估算，地球陆地每年生产1000,1250亿t干生物质;海洋年生产500亿t干生物质。生物质能源的年生产量远远超过2007年全世界总能源需求量，相当于2007年世界总能耗的10倍。中国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。 生物质能 - 应用 生物质能主要用于:沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。 生物质能的开发和利用具有巨大的潜力。下面的技术手段目前看来是最有前途: 直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。 利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物，包括:快速成长作物树木、糖与淀粉作物(供制造乙醇)、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。 生产木炭和炭。 生物质(热解)气化后用于电力生产，如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机(BIG/STIG)联合发电装置。 对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化，以生产沼气和避免用错误的方法处置这些物质，以免引起环境危害。 4)地热能 1 简介 2 分类 3应用 4 优势 5缺陷 地热能 - 简介 地热能地热来自于地球内部，地核散发的热量透过地函的高温岩浆传达至地壳，而这种热能就称为“地热能”(或“地热能源”)，简称“地热”。 地球内部的温度高达摄氏7000度，而在80至100公里的深度处，温度会降至摄氏650度至1200度。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。 可供开发利用之地热一般发生在地壳破裂处，亦即板块构造边缘;如:环太平洋地震带、大西洋中洋脊、地中海-喜马拉雅交界等。由于地壳板块推挤或扩张，造成火山活动，以致区域性地温升高，大量热能传到浅部地层，现有的技术只能在部份地质适宜的区域，针对集中在地壳浅部的热能予以开发利用，将来若能更进一步开发较深层的地热时，则热能源源不绝，故地热常被称为永不枯竭的资源。 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计，每年从地球内部传到地面的热能相 当于100PW•h。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度大。[1] 地热能 - 分类 常见的地热依其储存方式，可约略分为如下两种类型: 水热型 水热型(又名热液资源):系指地下水在多孔性或裂隙较多的岩层中吸收地热，其所储集的热水及蒸汽，经适当提引后可为经济型替代能源，即最常见之开发方式。 干热岩型 干热岩型(又名热岩资源):系指浅藏在地壳表层的熔岩或尚未冷却的岩体，可以人工方法造成裂隙破碎带，再钻孔注入冷水使其加热成蒸汽和热水后将热量引出，其开发方式尚在研究中。 地热能 - 应用 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下: 1、200,400?直接发电及综合利用; 2、150,200?双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工; 3、100,150?双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品; 4、50,100?供暖，温室，家庭用热水，工业干燥; 5、20,50?沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。 地热能 - 优势 再生能源 地热能岩浆/火山的地热活动的典型寿命从最低5000年到100万年以上。这么长的寿命使地热源成为一种再生能源。此外，地热库的天然补充率从几兆瓦到1000兆瓦(热)以上。地热资源能够可靠、安全和可持续性地运行。地热生产的可持续性也可从存在于热库岩石(含热量85%,95%)中的热源判断。 运转成本低 地热发电不需锅炉、燃料，故其运转成本可相对降低。 附加价值多元化 地热能源除可以之发电外，尚可供温室农业栽培、建物空调、温泉沐浴等使用，亦同时兼具观光、病理治疗等经济价值。 地热能源系属自产型之替代能源，其经济规模不但具备发展远景，且拥有能源供应稳定、产量适合开发等优点，还能与其他能源相互结合应用，节省相当大比率的其他燃料消耗，达到高温高效率的利用价值。 地热能 - 缺陷 由于地热资源的开发，受环境先决条件之限制颇多，且开发过程中易造成环境污染，相对的其研究困难度也较大，因此即使在能源多仰赖国外进口的台湾，地热发电还是较少被考虑，其最主要的缺点如下: 初设成本高 开发初期的探勘、钻井之费用极高，且所需相关技术之门槛皆极为严苛。 环境负荷大 挖凿地热井将破坏地表自然景观并影响生态，对土地使用造成影响。 工安管理风险高 发电时之蒸汽中可能带有毒性气体，热水中也可能溶有重金属等有害物质，对环境将造成污染;若曝露量高，工作人员甚至有遭受危害之虞。 不够稳定 供应源位置掌握不易，且持续供应量之稳定度难以精确计算。 5)能源效率 能源效率就是单位能源所带来的经济效益多少的问题，带来的多说明能源效率高。也就是能源利用效率的问题 。 中国的能源效率仅为33,。中国是一个能源消耗大国，能源消耗总量排在世界第二。而中国人口众多，能源相对缺乏，人均能源占有量仅为世界平均水平的40%，建筑能耗已经占到社会总能耗的40%左右。而能源效率目前仅为33%，比发达国家落后20年，能耗强度大大高于发达国家及世界平均水平，约为美国的3倍，日本的7.2倍。如何提高能源利用效率,已经成为中国政府在中国未来经济发展中一个紧迫的问题。 一般提高能源的使用效率除了采用回收再利用的方法之外就 是尽可能增大反应物的表面积以提高受热面积,产生更多的活化分子. 要从建筑物的外观、位置、使用材料的入手，调节能源需求;使用高能效锅炉、水泵，使用蓄冷系统、电热联产和三连供系统并对系统定期进行维护，以此提高能效，除此之外，还要尽可能使用风能、太阳能等可再生能源。 第四章 新能源的其他进展 上一章节主要介绍了太阳能、风能、生物质能与地热能的一些基本知识，本章节将介绍另外一种新能源即海洋能，众所周知，海洋是地球上最丰富的资源，因此，把海洋能加以利用是我们一直所期望的。 海洋能 1 概述 2 主要来源 3 主要特点 4 主要形式 4.1 1、潮汐能 4.2 2、波浪能 4.3 3、海水温差能 4.4 4、盐差能 4.5 5、海流能 海洋能 - 概述 海洋能海洋能，指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。[1] 海洋能 - 主要来源 海洋受到太阳，月亮等星球引力以及地球自转、太阳辐射等因素的影响，以热能和机械能的形式蓄在海洋里。海洋能主要包括潮汐能、波浪能、洋流能等动能量和海洋温差能、海水盐差能、海洋渗透能等，有专家估计，全世界海洋能的蕴藏量为780多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，潮汐能30亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。 潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力，其他海洋能则源自太阳辐射。海水温差能是一种热能。低纬度的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。 潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。 在河口水域还存在海水盐差能(又称海水化学能)，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。 海洋能 - 主要特点 海洋温差能发电 1、海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。 2、海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的 万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生。 3、海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐、潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。 4、海洋能属于清洁能源，开发海洋能对环境污染影响很小。 海洋能 - 主要形式 1、潮汐能 海洋能因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力，其它海洋能均来源于太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化成各种形式的海洋能。潮汐能的主要利用方式为发电，目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯潮汐电站，中国的江夏潮汐实验电站为国内最大。 2、波浪能 波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械 能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪发电是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。 3、海水温差能 海洋能海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。温差能的主要利用方式为发电，首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔，1926年，阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。温差能利用的最大困难是温差大小，能量密度低，其效率仅有3%左右，而且换热面积大，建设费用高。 4、盐差能 盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。主要存在与河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。据估计，世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。中国的盐差能估计为1.1×10 KW，主要集中在各大江河的出海处，同时，中国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先，中国、瑞典和 日本等也开展了一些研究。但总体上，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。 5、海流能 海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似。