可再生能源-可再生能源

可再生能源总述太阳能风能水能生物质能可再生能源简述可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种能源，例如太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能、潮汐能、地热能等。随着世界石油能源危机的出现，人们开始认识到可再生能源的重要性。人类历史进程中长期依赖的能源都是可再生能源，如薪柴、秸秆等属于生物质能源，另外还有水力、风力等，这些能源大部分都来自太阳能的转化，是可以再生的能源资源。人类近代社会大规模开发利用的煤炭、石油、天然气等化石能源，其能量来源实际上也是源自太阳能的转化，但它们是地球在远古时期的演化化过程中形成和储存下来的，对于我们人类来说一旦用完就无法恢复和再生，因此属于不可再生的能源资源。中国可再生能源现状可再生能源是可以永续利用的能源资源，如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外，太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上，年辐射量超过6000MJ/㎡，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量；按德国、西班牙、丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析，中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW；海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为4亿-5亿kW；地热资源的远景储量为1353亿tce，探明储量为31.6亿tce；现有生物质能源包括：秸秆、薪柴、有机垃圾和工业有机废物等，资源总量达7亿tce（吨标准煤），通过品种改良和扩大种植，生物能的资源量可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。2006年底，中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤（不包括传统方式利用的生物质能），约占中国一次能源消费总量的8%，比2005年上升了0.5个百分点，这为2010年可再生能源占全国一次性能源10%的目标迈出了坚实的一步。随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施，可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大，2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦，比2004年增加了50%。2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策，欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标，而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。2007年，全球并网太阳能发电能力增加了52%，风能发电能力增加了28%。全球大约有5000万个家庭使用安放在屋顶的太阳能热水器获取热水，250万个家庭使用太阳能照明，2500万个家庭利用沼气做饭和照明。可再生能源比重的提升传递着“绿色经济”正在兴起的信息，2012年《京都议定书》到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。根据中国中长期能源规划，2020年之前，中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要，到2020年，可再生能源的战略地位将日益突出，届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此，中国发展可再生能源的战略目的将是：最大限度地提高能源供给能力，改善能源结构，实现能源多样化，切实保障能源供应的安全。发展可再生能源的意义1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社会、实现可持续发展的基本要求。2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转型、扩大就业的重要选择。当前，国际石油价格一再飙升，能源消费大国苦不堪言，因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。太阳能简介：太阳能（SolarEnergy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。而将太阳能作为一种能源和动力加以利用却只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”、“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。太阳能的发展历史而在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦。太阳能利用的发展历程与煤、石油等完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。但从总体来说20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都快。太阳能的特点优点：（1）是洁净能源，不污染环境（2）取之不尽，用之不竭，是最廉价的能源缺点：(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。(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节等自然条件的影响，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。(3)效率低和成本高：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。（2）太阳能的利用方式太阳能的热利用低温太阳能利用系统（80℃以下）中温太阳能利用系统（80～350℃）高温太阳利用系统（350℃以上）太阳能的光利用太阳能的主要利用技术太阳能-热能交换技术太阳能热发电技术太阳能制冷技术太阳能热水系统太阳能-光电转换技术太阳能-化学能转化技术A、典型的太阳能热利用装置与系统1）平板型集热器2）真空管集热器3）太阳灶4）暖房5）太阳能发电1）平板型太阳能集热器：透明盖板吸热板隔热层外壳工作原理：太阳光的辐射能产生可见光与近红外线，透过平板集热器玻璃盖板2，进入平板集热器内部，遇到吸热板1的有色涂层，光即转变成热，然后将热量传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有效能力输出。同时，温度升高的吸收热也会向外散热（传导、对流和辐射）。2）真空管太阳集热器全玻璃真空管集热器热管式真空管集热器受力和密封外瓶内瓶抽真空吸收涂层弹簧支架气体消散剂工质全玻璃真空管集热器热管式真空管集热器工作原理：集热管工作时，太阳辐射穿过玻璃管后投射在金属吸热板上。吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能，再传导给紧密结合在吸热板中间的热管，使热管内的工质迅速汽化。工质蒸汽上升到热管冷凝段后，在较冷的内表面上凝结，释放出蒸发潜热，将热量传递给集热器的传热工质。凝结后的液态工质依靠自身重力回流到蒸发段。3）太阳灶温度100～600℃功率500～1500W截光面积1～3m2热效率50％左右阳光午餐箱式太阳灶聚光太阳灶综合性太阳灶聚光太阳灶工作原理：当平行光线沿着主光轴（抛物线对称轴）方向入射到它的表面时，反射光线都通过它的焦点。由于太阳光基本上属于平行光线，所以当太阳灶的(旋转抛物面的)主光轴指向太阳的时候，平行的太阳光线入射到旋转抛物面表面，经过反光材料的反射，这些反射光线都从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。这样，我们把炊具放到抛物面焦点附近时，就可以烧水做饭了。铸铁太阳灶轮式复合材料轻型太阳灶4）暖房太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。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：①光—热—电转换。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。②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。5）太阳能发电太阳能发电系统A、热力发电；B、太阳烟囱发电；C、太阳能光伏发电。塔式电站（点聚焦，聚光倍数1000~3000）碟式电站（点聚焦，聚光倍数500）槽式电站(线聚焦，聚光倍数低)太阳烟囱A、太阳能热发电技术太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转为热能，再通过热力循环系统进行发电。分为：（1）太阳能热动力发电，利用反射镜或集热器将太阳光聚集起来，加热水或其它介质，产生蒸汽或热气流以推动涡轮发电机发电。（2）利用热电直接转换为电能的装置，将聚集的太阳光和热直接发电。例如温差发电、热离子发电和磁流体发电等。太阳能热力发电系统热发电系统工作原理太阳能热力发电：通过水或其他工质和装置将太阳能辐射能转换为电能的发电方式。压力和温度降低，体积膨胀，流速增高，热能变为动能，推动汽轮机做功。B、太阳能烟囱太阳能烟囱热力式发电原理空气在一个很大的玻璃天棚（或集热棚）下被加热，热空气在天棚中央的烟囱中上升，集热棚中的冷空气进入系统，从而形成空气循环流动。由于集热棚内的空间足够大，当集热棚内空气流达到烟囱底部的时候，在烟囱内将形成强大的气流，利用这股强大的气流推动装在烟囱底部的空气涡轮机，带动发电机发电澳大利亚“太阳塔”世界上目前最高的建筑——1000m的大型环保能源工程“太阳塔”（“巴比伦通天塔”）计划投资7亿澳元（3.95亿美元）该电站的集热棚直径达7公里，安装32个6.25MW的透平涡轮发电机组，总发电能力为200MW，预计年发电量500GWH，供20万户居民的生活用电。正负极夹层结构C、太阳能光伏发电系统太阳能电池：一种利用光生伏打效应把光能转变为电能的器件；光生伏打效应：是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象。当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。发现者：1839年，法国物理学家A.E.贝克勒尔。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会产生光生伏打效应。光生伏打效应使得PN结两边出现电压，叫做光生电压。使PN结短路，就会产生电流。国内外太阳能的利用现状（1）国外现状近几年国际上光伏发电快速发展，2007年全球太阳能新装容量达2826MWp，其中德国约占47%，西班牙约占23%，日本约占8%，美国约占8%。除此之外，太阳能光电企业在2007年间的贷款融资金额增长了近100亿美元，使得该产业规模不断扩大。日本政府2008年11月发布了“太阳能发电普及行动计划”，确定太阳能发电量到2030年的发展目标是要达到2005年的40倍。2009年还专门安排30亿日元的补助金，专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。2008年9月16日，美国参议院通过了一揽子减税计划，其中将光伏行业的减税政策续延2-6年。（2）国内现状2005年9月，上海市政府公布“上海开发利用太阳能行动计划”。2006年6月，中国成立风能太阳能资源评估中心。2009年3月23日，财政部印发《太阳能光电建筑应用财政资助资金管理暂行办法》，拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。2009年全国太阳能热水器和热水系统总保有量达到1.45亿平方米。同时1.45亿平方米的集热面积，一年可减排二氧化碳4451万吨。2010年~2020年，我国可再生能源将有更大地发展。到2020年，我国一次能源消费结构可再生能源比例将由目前的7%提升到16%。太阳能发展趋势•新建筑未来发展利用太阳能•超高温太阳能聚光技术•太阳能电池•太阳能发电风的形成风能是太阳能的一种表现形式，太阳能辐射的2％太阳照射到地球表面，地球表面不同的地形、地貌各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动，空气流动的结果就是风风的特点多变性——风速与风向总是在不断的变化，完全是随时间随机的变化规律性——随昼夜、季节变化，风速、风向产生变化高度——风速随高度的增加而变大地形地貌——对风速的影响狭管作用摩擦作用山谷风效应绕流作用风能资源地球风能约为2.74×109MW可利用风能为2×107MW，是地球水能的十倍只要利用上地球1%的风能就能满足全球能源的需要降低成本，提高产出，是普及风能发电必须克服的障碍风能的利用利用方式：机械能、风力发