北京交通大学教学课件—能源科学导论 第二章 能量的转换与储存.ppt

1. 电力产生2. 通过升压变电站电压升高3. 电能传送4. 通过降压变电所降低电压5.分配电力6.到达需要电力的地点 电能的输送 升压和降压变压器 我国电能输送存在的问题是 ： 电压等级偏低，电压层次过多，造成重复容量多，线路长、线损高，事故多，调度不灵。 输电方式单一，缺乏超高压直流输电。 电网容量小，联网发展缓慢，影响了电网整体效益的发挥。 变配电设备陈旧老化，难以适应电力输送发展的需要。 2.热电偶温差发电 3.热电子发电 三、化学能的转换 蓄电池 燃料电池 燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。 燃料电池种类 碱性燃料电池（AFC-Alkaline fuel cell） 质子交换膜燃料电池(PEMFC-proton exchange membrane full cell) 磷酸燃料电池（PAFC-Phosphoric-acid fuel cell） 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC-Molten carbonate fuel cell） 固体氧化物燃料电池（sOFC-Solid oxide fuel cell） 四、太阳能转换 五、核能转换 第六节 一、概述 在机械能、热能、化学能、辐射能、核能等六种主要类型的能量中，除辐射能外，都能储存在一些普通种类的能量形式中。 机械能——以动能、势能形式储存。 热能——以潜热、显热形式储存。 电能——感应场能或静电场能。 化学能、核能——自身即为储能形式。 主要指标 储能密度 储存过程的能量损耗 储存装置的经济性 储能和取能的速率 寿命（重复使用的次数） 对环境的影响 二、机械能的储存 以动能形式储存 飞轮 以势能形式储存。 弹簧、扭力杆和重力装置 压缩空气储能 抽水蓄能电站 纯抽水蓄能电站 混合式抽水蓄能电站 飞轮动能储存系统 SatCon飞轮能量储存系统可以提供常规铅酸蓄电池50倍的能量储存容量 NASA 开发的飞轮能量储存技术 液态空气能量储存系统 从上世纪80年代开始起步，到目前为止， 我国已在9个省、区、市建成11座抽水蓄能电站，装机容量约为570万kW，占全国装机容量的1.8％。 大型电站 广州电站，装机容量240万kW 浙江天荒坪电站，装机容量180万kW 北京十三陵电站，装机容量80万kW 河北潘家口电站，装机容量27万kW 中型电站 江苏 浙江 安徽 湖北 西藏 将建电站 山东泰安电站，装机容量100万kW 浙江桐柏电站，装机容量120万kW 山西西龙池电站，装机容量120万kW 江苏宜兴电站，装机容量100万kW 河北张河湾电站，装机容量100万kW 安徽琅琊山电站，装机容量60万kW 三、电能的储存 蓄电池 发展方向：廉价、高效、能大规模储能 静电场和感应电场 电容器在直流电路中广泛用作储能装置；在交流电路中则用于提高电力系统或负荷的功率因数，调整电压 高电压技术、高能核物理、激光技术、地震勘探等方面采用的直流高压电容器 超导磁铁蓄能 蓄电池 利用电化学原理 蓄电池 蓄电池由正极、负极、电解液、隔膜和容器等5部分组成。 蓄电池作为电能储存系统 带有超导磁铁的飞轮电力储存系统 四、热能的储存 热能储存是把一个时期内暂时不需要的多余热量通过某种方式收集并储存起来，等到需要时再提取使用。 显热储存 潜热储存 化学储存 地下含水层储存 热能 储存时间 随时储存，以小时或更短的时间为周期，随时调整热能供需之间的不平衡； 短期储存，以天或周为储热周期，维持一天（或一周）的热能供需平衡； 长期储存，以季节或年为储存周期，调节季节（或年）的热量供需关系。 1.显热式蓄热 蓄热装置设计、运行和管理简单方便 装置体积庞大 热损失大 2.潜热储存 利用蓄热材料发生相变而储热 储能密度高，装置体积小，热损失小 过程等温或近似等温，易与运行系统匹配。 热量储存 3.化学能储存 一种高能量密度的储存方法 利用某些物质在可逆化学反应中的吸热和放热过程来达到热能的储存和提取 技术上困难，目前尚难实际应用 4.地下含水层储热 含水层储冷：冬季将净化过的冷水用管井灌入含水层里储存，到夏季抽取使用，叫“冬灌夏用”。 含水层储热：夏季将高温水或工厂余热水经净化后用管井灌入含水层里储存，到冬季时抽取使用，叫“夏灌冬用” 地下含水层储热 第七节 一、概述 能量的传输实质上是能量在空间的转移。 广义上的能量传输通常有两种含义：一种含义是指能量本身的传递，即能量从某一处传至另一处，例如热量从高温物体传至低温物体。另一种含义是指能源的输运，即含能体如煤、石油、天然气等从生产地向用能处输送。 能源输送是能源利用中的一个重要环节。 能源输送方式很多，通常有铁路、水路、公路、管道、输电线路等多种方式。不同的输送方式有不同的特点和适用范围。 受资源分