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2020/2/131多种新能源的发电技术2020/2/1322020/2/133主要内容氢能及氢燃料电池发电与应用技术1空气能发电与应用技术2地热能发电与应用技术34海洋能发电与应用技术2020/2/1349.1氢能及氢燃料电池发电与应用技术1.1氢能简介作为二次能源的电能，可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能。而作为二次能源的汽油和柴油等则不然，生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的二次能源的同时人们期待的新的二次能源。2020/2/1357.1.2氢燃料电池发电与应用技术1、燃料电池的基本工作原理2020/2/1362、燃料电池的分类按电解质性质不同来区分按工作温度范围不同.碱性燃料电池（AlkalineFuelCell，AFC）质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）磷酸燃料电池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）熔融碳酸盐燃料电池（MoltenCarbonateFuelCell，MCFC）固态氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，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7.1.2氢燃料电池发电与应用技术2020/2/137各种氢能燃料电池展示2020/2/1383、燃料电池发电与控制技术燃料重整系统空气供应系统控制系统DC/AC变换系统剩气循环系统排热回收系统燃料燃料空气电力热输出（高温燃料电池）燃料电池发电系统构成框图2020/2/1399.1.2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（Vision21）”、“自由车（FreedomCAR）”、“自由燃料（FreedomFuel）”，日本的“新日光计划（NewSunshinePrograme）”，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。PAFC利用余热提供暖气和热水，可大幅增加能源综合利用效率。PEMFC的发电效率在输出端只有35%-45%，但同时能获得热水。综合效率能达到60%-70%，可以在低温下工作，功率输出密度高，可以小型化，操作容易。MCFC工作温度高，余热温度也变得非常高，可以和燃气机、蒸汽机、等组合构成联合发电系统。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。2020/2/13102空气能发电与应用技术空气能发电是一种利用太阳能产生动力的发电方法。它是在大地表面竖设一座由地面至高空的管道系统，以大地表面空气为工作介质，利用地球引力将空气压缩，利用太阳的光和热加热空气，使管内空气获得能量，产生热压膨胀力，与管外空气柱压力产生的浮举力共同作用到管道系统内部，克服管内空气重力和驱动管内空气轮发电机组旋转发电。2020/2/13112空气能发电与应用技术空气能发电方式①空气能发电与水力发电方法类似，它们都是利用中间媒体克服工作介质重力而升至高空，利用工作介质自重压力产生的势能推动工作轮机发电。不同之处是工作介质不同：一个是液态、一个是气态。②另一种空气能利用的方法就是空气源热泵技术。空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取(供)暖或供应热水，整个系统集热效率甚高。2020/2/13124、空气能发电技术原理图2020/2/1313空气能发电机展示2020/2/13149.3地热能发电与应用技术9.3.1地热能概述所谓地热能(geothermalenergy)，简单地说就是来自地下的热能，即地球内部的热能。它有两种不同的来源，一种来自地球外部，一种来自地球内部。地热能是来自地球深处的可再生热能。其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。在地球内部，这些粒子和射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了热能。2020/2/13159.3.1地热能发电地热发电：是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。地热发电和火力发电的基本原理是一样的，都是将蒸汽的热能经过汽轮机转变为机械能，然后带动发电机发电。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。地热能发电是利用高温地热资源进行发电的方式。所不同的是，地热发电不像火力发电那样要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料。2020/2/13169.3.1地热能发电地热电站类型利用地热蒸汽发电：系统最简单，经济性也高，主要分布在几个地热带上，如美国的盖塞尔斯、意大利的拉德瑞罗、日本的松川、墨西哥的塞罗普利托等。利用地下热水发电其余地热发电系统：正在研究的全流系统和干热岩发电系统闪蒸地热发电系统(又称减压扩容法)双循环地热发电系统(又称中间介质法)2020/2/13179.3.1地热能发电地热能发电方式：蒸汽型地热发电G123456789图9-7蒸汽型地热发电1-地热井2-湿蒸汽3-热水4-蒸汽5-汽水分离器6-抽气7-汽轮发电机组8-凝汽器9-循环水泵2020/2/13189.3.1地热能发电地热能发电方式：热水型地热发电G21345678910111213图9-8热水型闪蒸地热发电1-热水井2-地下热水3-除气器4-闪蒸器5-排水泵6-旁通阀7-汽轮发电机组8-凝汽器9-凝结泵10-循环水泵11-抽气器12-射水泵13-冷却水源2020/2/13197.4.1海洋能概述海洋能的特点1可再生性：由于海水潮汐、海流和波浪等运动周而复始，永不休止，所以海洋能是可再生能源；2属于一种洁净能源，无污染；3能量多变，具有不稳定性，运用起来比较困难；4总量巨大，但分布不均、分散，能流密度低，利用效率不高，经济性差。2020/2/13207.4.2海洋能发电原理及应用潮汐能发电潮汐是海水受太阳、月球和地球引力的相互作用后，所发生的周期性涨落现象。潮汐过程线2020/2/13217.4.2海洋能发电原理及应用链式海流发电装置：它主要由降落伞、环状链条、驱动轮和发电机组成。一般在环状链条上装有多个降落伞，链条在降落伞的带动下会转动，同时使驱动轮转动，驱动轮与船上发电机相连。当降落伞顺着海流方向时。由于海流的作用，降落伞张开，当降落伞转到与海流相对的方向时，伞口收拢，带有降落伞的链条的运动使驱动轮转动。挂有降落伞的链条自动地向驱动轮的下游漂移，所以降落伞和链条的方向可以始终与流速较大的海流的方向保持一致。海流能发电原理及应用2020/2/13227.4.2海洋能发电原理及应用链式海流发电装置海流能发电原理及应用2020/2/13237.4.2海洋能发电原理及应用波浪能发电原理及应用1波浪鸭装置.2波动水柱装置3“坝礁”波浪能利用装置波浪能利用装置2020/2/13247.4.2海洋能发电原理及应用波浪能发电原理及应用波浪鸭装置：他的形状设计成能最大限度地吸收波浪能的形状。从左边过来的波浪使波浪鸭摆动，波浪鸭右边做成柱形，使右边的海面不再有波浪，能量从摇摆轴上获得。这个装置的效率比较高，该装置需要解决这样两个问题：①需要把低速的摇摆运动转换成发电机需要的高速转动；②需要把电能从一定水深中活动的装置上输送到较远的地方去。2020/2/13257.4.2海洋能发电原理及应用波浪能发电原理及应用波动水柱波浪能发电装置波动水柱波浪能发电装置工作原理波动水柱波浪能发电装置：当波浪遇到部分浸在水中的空腔时，空腔中水柱会上下波动，从而引起上部气体或液体的压力变化。空腔可通过某种涡轮机与大气相连，并从涡轮机获得能量。这类装置的主要优点是可以把低速的波浪运动变成速度较高的气流，设备可以不浸在海水中。2020/2/13267.4.2海洋能发电原理及应用波浪能发电原理及应用“坝礁”波浪能利用装置：波浪进入靠近海面的开口，流经一组导片和旋转叶片。由于波浪的折射，波浪从各个方向进入结构物的中心部分。旋转的叶片使海水在中心区呈螺旋状向下运动。这种旋转的水柱就像一个液体飞轮，似水轮机转动，从而可以推动发电机发电。坝礁波浪能转换装置沿海地区供电的坝礁发电装置2020/2/1327