《新能源技术与应用》课件.pptVIP

新能源技术与应用随着全球能源危机和环境问题的日益严重，新能源技术的开发与应用已成为当今世界能源领域的研究热点。本课程将系统介绍太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、核能等各种新能源技术的基本原理、技术特点、应用现状及发展趋势。

第一章：绪论1能源发展历程人类的能源利用经历了从薪柴到煤炭，从煤炭到石油天然气，再到核能和可再生能源的漫长发展历程。每一次能源革命都极大地推动了人类文明的进步。2能源危机20世纪70年代的石油危机引发了全球对能源安全的关注，促使各国开始寻求能源多元化战略，加速了新能源技术的研发与应用。3可持续发展

能源的基本概念能源定义能源是指能够直接或通过转换为人类提供有用能量形式的自然资源。能源是人类社会发展的物质基础，是经济发展的重要支撑。能源分类按照来源可分为一次能源（自然界中天然存在的能源）和二次能源（由一次能源转换而来）；按照可再生性可分为可再生能源和不可再生能源。能源单位能源计量常用单位包括焦耳(J)、千瓦时(kWh)、吨标准煤(tce)等。不同能源间可通过热值进行等价换算，便于能源统计与分析。

我国能源现状煤炭石油天然气水电核电风电太阳能中国是世界上最大的能源生产国和消费国。我国能源结构以煤炭为主，石油、天然气比例相对较低，可再生能源占比逐年提高。我国面临的能源挑战主要包括：能源资源禀赋与需求分布不匹配、化石能源消费导致的环境问题严重、能源进口依存度较高等。这些挑战促使我国必须加快能源转型步伐，大力发展新能源。

新能源及其发展趋势新能源定义新能源是指传统能源之外的各种能源形式，主要包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等。它们通常具有可再生、清洁环保的特点。发展现状近年来，我国新能源产业快速发展，装机容量持续增长，技术水平不断提高，成本大幅下降，已成为能源供应的重要组成部分。未来趋势新能源将继续保持高速增长态势，技术创新将进一步降低成本、提高效率；能源互联网将促进多能互补；储能技术突破将解决间歇性问题；分布式将成为重要发展方向。

第二章：太阳能技术太阳能是最重要的可再生能源之一，具有分布广、储量大、清洁无污染等优点。本章将详细介绍太阳能资源特点、太阳能光热转换、光电转换等核心技术，以及太阳能在发电、供热、建筑等领域的应用现状。我国太阳能资源丰富，尤其是西北地区的太阳能资源条件优越，具有大规模开发利用的潜力。近年来，随着技术进步和成本下降，太阳能产业在我国实现了跨越式发展。

太阳能的基本概念1太阳辐射太阳向外辐射的能量巨大，到达地球表面的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射两部分。太阳常数约为1367W/m2，经过大气衰减后，地面接收的辐射强度约为1000W/m2左右。2资源分布我国太阳能资源总体分布特点是西高东低、北高南低。青藏高原、西北地区太阳能资源最为丰富，年辐射量超过1600kWh/m2；华北、东北次之；四川盆地及贵州山区最低。3利用方式太阳能利用主要有光热转换和光电转换两种方式。光热转换是利用太阳辐射能转换为热能；光电转换是利用光电效应将太阳能直接转换为电能。

太阳能光热转换利用太阳能集热器太阳能集热器是光热转换系统的核心部件，主要包括平板型、真空管型和聚光型三种。真空管型集热器在我国应用最为广泛，具有较高的集热效率和良好的防冻性能。太阳能热水系统太阳能热水系统是最成熟的光热应用，包括自然循环系统和强制循环系统。我国是世界上最大的太阳能热水系统市场，城乡家庭广泛采用。聚光太阳能发电聚光太阳能发电(CSP)通过镜面聚光提高工作温度，主要技术路线包括塔式、槽式、碟式和菲涅尔式四种。青海德令哈50MW塔式电站是我国重要的示范项目。

太阳能光电转换利用光伏电池原理光伏电池利用半导体P-N结的光生伏特效应将光能直接转换为电能。当光子被半导体材料吸收后，产生电子-空穴对，在内建电场作用下形成电流。1电池类型晶体硅电池（单晶、多晶）占市场主导地位，效率较高；薄膜电池成本低但效率较低；新型高效电池如钙钛矿、叠层电池等正在研发中。2光伏系统由光伏组件、控制器、逆变器等组成。根据是否并网分为并网系统和离网系统；按装机容量分为集中式和分布式光伏系统。3光伏应用大型地面电站、分布式屋顶光伏、光伏建筑一体化(BIPV)、便携式光伏设备等多样化应用场景正在快速发展。4

太阳能其他应用太阳能照明利用太阳能电池板收集能量，储存在蓄电池中，夜间通过LED灯发光。太阳能路灯、庭院灯广泛应用于城市道路、公园、小区等场所，具有节能环保、安装方便、免维护等优点。太阳能水泵利用光伏电池产生的电能驱动水泵工作，主要应用于农业灌溉、牧区供水等场合。太阳能水泵系统无需燃料，运行成本低，特别适合电网未覆盖的偏远地区使用。太阳能烹饪太阳能炉利用聚光原理提高温度进行烹饪，在我国西部阳光充足地区有一定应用。可替代传统薪柴，减少森林砍伐，改善