可再生能源及其發電技術

問題引入：同學們知道哪些能源是可再生能源嗎？可再生能源可再生能源包括太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地熱能、核能（聚變）等。它們在自然界可以循環再生。是取之不盡，用之不竭的能源，不需要人力參與便會自動再生。我國太陽能輻照地區分類太陽能資源豐富地區占全國總面積2/3以上。我國太陽能輻照概況一、二、三類地區，年日照時數大于2200h，太陽年輻射總量高于5016MJ/m2，是中國太陽能資源豐富或較豐富的地區，面積較大，約占全國總面積的2/3以上，具有利用太陽能的良好條件。四、五類地區，雖然太陽能資源條件較差，但是也有一定的利用價值，其中有的地方是有可能開發利用的。從全國來看，中國是太陽能資源相當豐富的國家，具有發展太陽能利用事業得天獨厚的優越條件，太陽能利用事業在我國是有著廣闊的發展前景的。我國太陽能利用同學們知道哪些太陽能利用技術呢？太陽能發電：大家知道哪些太陽能發電技術？太陽能發電：其實，利用太陽能進行發電的手段很多。太陽能發電熱發電光發電蒸汽熱動力發電熱電直接轉換光化學發電和生物轉換光感應發電光伏發電太陽能熱發電1、蒸汽熱動力發電太陽能熱發電系統，由集熱部分、熱傳輸部分、蓄熱與熱交換部分和汽輪發電部分組成。太陽能熱發電（1）集熱部分定日鏡（聚光系統）的作用是提高功率密度。集熱器的作用是將聚焦后的太陽能輻射吸收，并轉換為熱能提供給工質。（2）熱能傳輸部分把集熱器收集起來的熱能傳輸給蓄熱部分。（3）蓄熱與熱交換部分蓄熱裝置保證發電系統的熱源穩定。熱能通過熱交換裝置，轉化為高溫高壓蒸汽。（4）汽輪發電部分太陽能熱發電定日鏡專用鍋爐蓄熱器太陽能熱發電高壓熱蒸汽在推動汽輪機轉動的同時，還通過專用的管道將一部分熱能儲存在蓄熱器內。陰天、雨雪天及夜間沒有太陽光，便由蓄熱器來提供熱能，從而保證太陽能熱電站能夠連續發電。世界上第一座太陽能熱電站是法國的奧德約太陽能熱電站，雖然它的發電能力當初只有64千瓦，但卻開創了太陽能熱電的先河。2013年8月，在八達嶺長城腳下，我國首座自主知識產權光熱發電站，也是亞洲首座塔式太陽能熱電站將并網發電。太陽能熱發電大家想想這種發電形式的缺點在哪兒？那就是占用地方大。一組定日鏡占地100平方米，100組定日鏡即使嚴絲合縫地湊在一起，也至少要占總計1萬平方米土地。太陽能熱發電2、熱電直接轉換多是依靠特殊的物理現象或化學反應。這類發電方式的優點是發電裝置本體沒有活動部件，但一般發電量都很小，有的方法尚處于原理性試驗階段。相對成熟一些的，主要是半導體溫差發電。太陽能光發電1、光化學轉換（1）光化學電池浸泡在溶液中的半導體電極受到光照后，電極上有電流輸出的現象。（2）光生物發電光生物發電，通常是指葉綠素電池發電，葉綠素在光照作用下能產生電流，這是最普遍的生物現象之一。太陽能光發電2、光感應發電是利用某些有機高分子團吸收太陽的光能后變成光極化偶極子的現象。太陽能光發電3、光伏發電是利用某些物質的光電效應（光生伏打效應），將太陽光輻射能直接轉變成電能的發電方式。光伏電池，是利用光伏效應將太陽能直接轉換為電能的器件，也叫太陽能電池，都是由很多單體光伏電池構成的。太陽能光發電光伏電池原理：帶正電的空穴向P型半導體區移動，帶負電的電子向N型半導體區移動電子從N區負電極流出負電，空穴從P區正電極流出正電太陽能光發電光伏發電系統組成一般由太陽能電池方陣、儲能蓄電池、保護和控制系統、逆變器等設備組成。將多個光伏單體電池經串并聯，并封裝在一起，組成一個光伏電池組件。把多個電池組件再串、并聯起來并裝在支架上，組成光伏電池陣列。光伏發電輸出功率不穩定性、不連續，需要配備儲能裝置，以保證對用戶的可靠供電。陽光充足時，剩余的能量給蓄電池充電。日照缺乏的情況下，由蓄電池向用戶補充供電。太陽能光發電在小型或獨立運行的光伏發電系統中，保護和控制功能主要是蓄電池的保護，防止過充電和過放電。

對于大中型或并網運行的光伏發電系統，保護和控制系統擔負著平衡、管理系統能量，保護蓄電池及整個系統正常工作和顯示系統工作狀態等重要作用。太陽能光發電光伏電池和蓄電池輸出的都是直流電。逆變器是將直流電變換成交流電的電力電子設備，是光伏電池普及應用的關鍵技術之一。光伏發電的特點優點（1）運輸、安裝容易（2）運行、維護簡單（3）安全，可靠，壽命長（4）清潔，環境污染少光伏發電的特點不足主要是由太陽能資源本身的弱點造成的。（1）能量分散（能量密度低）。（2）能量不穩定。（3）能量不連續。光伏發電概況根據國家能源局數據：2014-2019年，中國光伏發電累計裝機容量逐年增長，新增裝機容量呈現先增長后下降的趨勢。光伏發電概況根據國家能源局數據：2019年，全國光伏發電累計裝機容量達到20430萬千瓦，同比增長17.3%，其中集中式光伏14167萬千瓦，同比增長14.5%。截止2020年6月底，光伏發電累計裝機達到2.16億千瓦，其中集中式光伏1.49億千瓦。。分布式光伏發電概況根據國家能源局數據：在2010-2015年間，我國集中式光伏電站一直處于投資風口，大批電站項目集中上馬，而分布式光伏項目幾乎無人問津。2014-2019年，中國分布式光伏發電累計裝機容量逐年增長，其中2016年起呈快速增長趨勢;新增裝機容量呈現先增長后下降的走勢。分布式光伏發電概況2019年，全國分布式光伏發電累計裝機容量達到6435萬千瓦，同比增長23.75%;2020年1-6月，全國新增分布式光伏發電裝機443.5萬千瓦。截止6月底，分布式光伏發電累計裝機達到6707