第4章可再生能源-2010.ppt

丁洋 可再生能源的总体概括 可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可永续利用，是有利于人与自然和谐发展的重要能源。【可再生能源的概念】上世纪70年代以来，可持续发展思想逐步成为国际社会共识，可再生能源开发利用受到世界各国高度重视，许多国 家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分，提出了明确的可再生能源发展目标，制定了鼓励可再生能源发展的法律和优惠政策，可再生能源得到迅速发展，成为各类能 源中增长最快的领域。一些可再生能源技术的市场应用和产业，如光伏发电、风电等在近 10年的年增长速度都在20%以上，可再生能源发展已成为国际能源领域的热点。 如今我国可再生能源发展状况 可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、 促进经济发展等方面发挥了很大作用。 我国政府一直重视可再生能源的开发利用，除水电自上世纪50年代开始蓬勃发展外，自上世纪80年代，风电、太阳能、现代生物质能等技术应用和产业也在政府的支持下稳步发展，小水电、太阳能热水器、小风电等一些可再生能源技术和产业已经走在世界的前列。 简单介绍几种可再生能源 太阳能 风能 水能 地热能 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从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。 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。  我国每年接收到的太阳辐射能相当于17000亿吨标准煤，非常丰富。到2004年底，全国已安装光伏电池约5万千瓦，主要为边远地区居民及交通、通信等领域供电，现在已开始进行并网光伏发电系统的试验和示范工作。全国已有太阳能光伏电池及组装厂10多家，制造能力超过10万千瓦。 由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，所以不断地释放出巨大的能量，并以辐射和对流的方式由核心向表面传递热量，温度也从中心向表面逐渐降低。 由核聚变可知，氢聚合成氦在释放巨大能量的同时，每1g质量将亏损0.0072g。根据目前太阳产生核能的速率估算，其氢的储量足够维持100亿年，因此太阳能可以说是用之不竭的。 我国的太阳能资源 我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上,有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米４千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米７千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多,因而有巨大的开发潜能。 太阳能利用 人类对太阳能的利用已有悠久历史。太阳能利用主要包括太阳能热利用和太阳能光利用。 太阳能热利用应用很广，如太阳能热水、供暖和制冷；太阳能干燥农副产品、药材和木材；太阳能淡化海水；太阳能热动力发电等。 太阳能光利用主要是太阳能光伏发电和太阳能制氢。 太阳能热利用 1.太阳能集热器 太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备，它是太阳能热利用中的关键设备。太阳能集热器按是否聚光这一主要特征可以分为非聚光和聚光两大类。 平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器。它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等，能利用太阳的直射和漫射辐射。 2.太阳能热水器 太阳热水器于19世纪20年代即流行于美国的西南部地区。随着石油和电力价格的上升，更有效率的「太阳能热水器」和「太阳能热暖器」亦随之产生。在澳洲、日本、以色列、和前苏联于19世纪70年代就已是普遍的使用。在美国北部，每平方公尺的太阳能热接收器，每六个月可节省30.5公升的热气用的汽油，或是215千瓦小时的电力。 太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。 按照流体流动的方式分类，可将太阳能热水器分成三大类：闷晒式、直流式和循环式。 3. 太阳能采暖 建筑能耗占世界总能耗的1/3，其中空调和供热能耗占有相当大的比例，是太阳能热利用的重要市场。试验表明，太阳能建筑节能率大约75％左右，已成为最有发展前景的领域之一。 太阳能建筑分为被动式和主动式。 太阳能采暖可以分为主动式和被动式两大类。主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。而被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的，因此它又称为被动式太阳房。 4. 太阳能干燥 近年来世界各国对太阳能干燥进行了许多研究。太阳能干燥不但可以节约燃料，缩短干燥时间，而且由于采用专门的干燥室，因此干净卫生，必要时还可采用杀虫灭菌措施，既可提高产品质量，又可延长产品贮存时间。 太阳能干燥按干燥器（或干燥室