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            盤點即將崛起的新能源發電技術

            • 瀏覽次數:5980次
            • 發布時間:2015/12/25 17:12:53
            • 作者:ly_yinhe

              在全球的電源結構中,傳統化石燃料依然占據絕對主流地位,占全部發電量的60%以上。一次能源的大量消耗導致全球能源短缺以及持續的污染問題,已經成了影響人類生存和發展的重要問題。在巨大的能源與環境壓力下,大力發展核能、太陽能、風能、海洋能等新能源發電迫在眉睫。

              本文盤點光伏發電、海洋能發電、地熱發電等幾大新能源發電技術,讓大家更深入的了解新能源發電。

            新能源發電技術之光伏發電

              太陽能是人類可以利用的最豐富的能源。根據恒星演變的理論,太陽按照目前的功率,輻射能量100億年,可以作為永久性的能源。它照射地面40分鐘所發射的能量就足夠全世界使用一年。太陽能發電分為光熱發電和光伏發電。通常說的太陽能發電指的是太陽能光伏發電。

              光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電,理論上講,光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池(片),有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。其中,單晶和多晶電池用量最大,非晶電池用于一些小系統和計算器輔助電源等。多晶硅電池效率在16%至17%左右,單晶硅電池的效率約18%至20%。光伏組件是由一個或多個太陽能電池片組成。

            新能源發電技術之風力發電

              風能是取之不盡、用之不竭、潔凈無污染的可再生能源。風力發電是可再生能源領域中除水能外技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。近年來越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大,全球的風能約為2.74×109MW,其中可利用的風能為2×107MW,比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。發展風力發電對于調整能源結構、減輕環境污染、解決能源危機等方面有著非常重要的意義。

              世界風能總量為2Xl013W,大約是世界總能耗的3倍。如果風能的1%被利用,則可以減少世界3%的能源消耗;風能用于發電,可產生世界總電量的8%~9%。

            新能源發電技術之地熱發電

              地熱是指地球表面10km以內儲存的天然熱量,主要來源于地殼內的放射性元素蛻變過程產生的熱量。

              地熱發電是地熱利用的最重要方式。地熱發電和火力發電原理是一樣的,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能,然后帶動發電機發電。要利用地下熱能,首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。目前能夠被地熱電站利用的載熱體,主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載流體類型、溫度、壓力和其他特性的不同,可把地熱發電的方式劃分為地熱蒸汽、地下熱水、聯合循環和地下熱巖四種發電方式。

            新能源發電技術之海洋能發電

              海洋能包括潮汐與潮流能、溫度差能、波浪能、海流能、鹽度差能、岸外風能、海洋生物能、海洋地熱能等。

              海洋能源按能量的儲存形式可分為機械能、熱能和化學能。其中,潮汐能、海流能和波浪能為機械能,海水溫差能為熱能,海水鹽差能為化學能。研究海洋能源的成因發現,潮汐能和潮流能來源于太陽和月亮對地球的引力變化,其他基本上源于太陽輻射。

              1、潮汐能是指海水漲潮和落潮時時形成的水的勢能和動能;

              2、波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能;

              3、海流能(潮流能)是指海水流動的動能,主要指海底水道和海峽中較為穩定的流動,以及由于潮汐導致的有規律的海水流動;

              4、海水溫差能是指表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能;

              5、海水鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的電位差能。所以,當前應用在發電技術中的海洋能主要有海洋溫差發電、海洋波浪發電及潮汐發電。

            新能源發電技術之生物質能發電

              生物質是指植物通過光合作用生產的有機物、包括植物、動物及其排泄物、垃圾、沼氣及有機廢水等。

              生物質能幾乎無處不在,據世界自然基金會指出,全球生物質能潛在可利用量達約合80億噸標準油,相當于2009年全球能源消耗總量的73%。

              生物質中既然蘊藏了生物質能,通過合適的方法,將生物質中蘊藏的生物質能轉變為電能。就是生物質發電的基本思想。

              生物質發電技術主要包括:

            01生物質直接燃燒發電

              目前大部分生物質發電廠采用直接燃燒方式發電,比如:秸稈燃燒發電,甘蔗葉燃燒發電等。

            02生物質混合燃燒發電

              將20%左右的生物質與傳統的化石燃料混合燃燒發電,混合燃燒發電的最大優勢是只需要對現有發電裝備進行很小的改造即可投產。

            03生物質熱解氣化發電

              生物質在高溫氣化爐內可轉化為可燃氣體,經凈化、降溫后進入燃氣發電機組發電。如生活垃圾氣化發電。

            04生物質厭氧消化發電

              農林作物殘渣、動物糞便、生活垃圾、高濃度有機廢水等生物質可在厭氧條件下被厭氧菌分解產生甲烷和二氧化碳。

              在傳統能源日漸枯竭的背景下,生物質能是理想的替代能源,是繼煤炭、石油、天然氣之外的第四大能源。

            新能源發電技術之核能發電

              核能發電是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式。

              核能發電的能量來自核反應堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個碎片,同時放出中子和大量能量的過程。反應中,可裂變物的原子核吸收一個中子后發生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除去消耗,至少有一個中子能引起另一個原子核裂變,使裂變自持地進行,則這種反應稱為鏈式裂變反應。實現鏈式反應是核能發電的前提。

              在能源短缺、全球變暖、霧霾酸雨的環境惡化等問題下,新能源發電技術對人類和自然的和諧發展具有重大意義。所以 新能源發電技術是全世界未來發電技術的趨勢,不僅能夠節約所剩不多的煤炭、石油等不可再生能源,又能保護環境。雖然,新能源發電技術在前景光明的同時又都或多或少的存在一些技術上、應用上、成本上的難題有待我們今后解決,但是隨著科學技術的日新月異,新能源發電技術終有一天會成為世界發電技術的主流。


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