新能源转换与控制技术惠晶方光辉第9章节其他新能源的发电与应用技术.ppt

主要内容 第一回路：在第一回路中，先用泵把水或其他液体压入核反应堆，在那里获得铀核裂变释放的核能，被加热，然后进入热交换器，在那里把热量传递给第二回路中的水，再被泵压回反应堆重新被加热. 第二回路：在热交换器内，第二回路中的水被加热成高温高压蒸汽后，进入汽轮发电机推动汽轮机做功，把内能转化成电能.做功后的蒸汽温度和压强都降低了，它将进入冷凝器冷却成水，再由泵压回热交换器重新加热成高温高压蒸汽. 我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行的，我国自行设计研制、建造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚湾电站第一期工程也已建成，并运行发电了，全部建成后年发电量可达100亿度. 因为铀核裂变有放射性污染，因而建设核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保证核电站的安全运行.我国对核电站的安全非常重视，有专门负责安全监督的核安全局，保证核能的安全应用. 尚辅网 / 第9章 其他新能源的发电与应用技术 第9章 其他新能源的发电与应用技术 氢能及氢燃料电池发电与应用技术 9.1 空气能发电与应用技术 9.2 地热能发电与应用技术 9.3 核能发电与应用技术 9.4 9.1氢能及氢燃料电池发电与应用技术 9.1.1 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。 9.1.1 氢能简介 氢的特点 . l）所有元素中，氢重量最轻。 2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。 3）氢是自然界存在最普遍的元素 4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 5）氢燃烧性能好、点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁， 7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。 8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 9.1.1 氢能简介 1 廉价的制氢技术，因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低。 2 安全可靠的贮氢和输氢方法，由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。 氢 能 利 用 关键 问题 . 9.1.2 氢燃料电池发电与应用技术 1、燃料电池的基本工作原理 9.1.2 氢燃料电池发电与应用技术 2、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（Alkaline Fuel Cell，AFC） 质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC） 磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC） 熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC） 固态氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC） 低温型燃料电池 中温型燃料电池 高温型燃料电池 碱性燃料电池 质子交换膜燃料电池 磷酸燃料电池 熔融碳酸盐燃料电池 固态氧化物燃料电池 9.1.2 氢燃料电池发电与应用技术 3、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 9.1.2 氢燃料电池发电与应用技术 3、燃料电池发电与控制技术 燃 料 供 给 燃料处理器 (汽油或甲烷) 燃 料 电池堆 DC/DC 变换器 DC/AC 变换器 220V/50Hz 负 载 热 管 理 余热回收 蓄电池 燃料电池控制器 -空气管理 -燃料管理 -传感器 电力控制器 中央动力控制单元 H2 图9-2 燃料电池发电系统框图 9.1.2 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