【正文】 太陽能也有不足的地方，比如太陽輻射的強度受到氣候、晝夜、緯度、季節(jié)、海拔的影響，往往需要配備儲能設(shè)備。這 23 些因素也都制約了太陽能的利用。人們將太陽能輻射通過收集和轉(zhuǎn)換變?yōu)榭芍苯永玫哪茉?，使太陽能的利用得到相當大的發(fā)展。 目前太陽能發(fā)電有兩種方法。另一種是通過光電器件利用光生伏打原理將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，稱為太陽能光伏發(fā)電。由于太陽光聚集后可以產(chǎn)生高溫，因此該技術(shù)用于與熱發(fā)電機相連來構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)。其后，在 1888年 Ericsson， 1901年 Eneas， 1913 年 Shuman 和 1968 年 Francia 在該方面也進行了大量的研究工作。如發(fā)電總功率354MW 的槽式太陽能熱電站在美國加洲建成，在十幾年間已經(jīng)發(fā)電超過 5000GWh。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 由太陽能光伏電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。 太陽能光伏電池板是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。太陽能光伏電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償?shù)墓δ?。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。由于太陽能的直接輸出一般都是 12VDC、 24VDC、 48VDC。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到 DCDC 逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成 5VDC的電能 （ 2）風力發(fā)電 風力發(fā)電經(jīng)歷了從獨立系統(tǒng)到并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展 過程，大規(guī)模風力田的建設(shè)已成為發(fā)達國家風電發(fā)展 25 的主要形式。世界上最大的風力田位于美國加利福尼亞州，年發(fā)電約 221108kW全世界風電裝機容量已達 17706MW。 我國獨立風電裝置有 10多萬臺，總?cè)萘?20MW左右， 80%以上在內(nèi)蒙古。新疆達板城風電二場是我國目前最大的聯(lián)網(wǎng)風電場，我國自行研制的 。通過風力發(fā)電機實現(xiàn)，利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。風力發(fā)電機的工作原理比較簡單，風輪在風 力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L輪軸的 機械能。 風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L輪旋轉(zhuǎn)的機械能。在風力發(fā)電機中，已采用的發(fā)電機有 3種，即直流發(fā)電機、同步交流發(fā)電機和異步交流發(fā)電機。一般風力發(fā)電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。 限速安全機構(gòu)是用來保證風力發(fā)電機運行安全的。 塔架是風力發(fā)電機的支撐機構(gòu)，稍大的風力發(fā)電機塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。由于自然界的風速是極不穩(wěn)定的，風力發(fā)電機的輸出功率也極不穩(wěn)定。目前風力發(fā)電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。風力機部件，其良好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。由于起步 較晚，我國風機葉片最初主要是依靠進口來滿足市場需求的。 目前，我國風機葉片市場已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形 27 式。截至到 2020 年 5 月，中國境內(nèi)的風電機組葉片廠商共有 31家。 2020年，已經(jīng)批量生產(chǎn)的葉片公司生產(chǎn)能力為 460萬千瓦。 （ 3）地熱發(fā)電 地熱發(fā)電的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)基本成熟，進入了商業(yè)化應用階段。菲律賓的地熱 發(fā)電裝機容量也高達 1050MW，占該國電力裝機總?cè)萘康?15%。 我國地熱發(fā)電在新中國成立后開始研究，于 1970年，中國科學院在廣東省豐順縣湯坑鎮(zhèn)鄧屋村建起了發(fā)電量 60kW的地熱發(fā)電站。 1976 年，全世界海拔最高的地熱發(fā)電站在我國羊八井盆地建成發(fā)電，現(xiàn)已興起了一座嶄新的地熱城，地熱開發(fā)利用正向綜合性方向發(fā)展。羊八井地熱發(fā)電站目前是我國最大的地熱發(fā)電站。其內(nèi)部的熱能根據(jù)科學家的推 28 算，全球潛在地熱能源的資源量約 41013MW，相當于現(xiàn)在全球能耗的 45104 倍。地熱發(fā)電是利用超過沸點的中、高溫地熱（蒸汽）直接進入并推動汽輪機， 并帶動發(fā)電機發(fā)電，或者通過熱交換利用地熱來加熱某種低沸點的工作流體，使之變成蒸氣，然后進入并推動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。原理是首先將水通過壓力泵壓入地下 4到 6km深處，在此處巖石層的溫度大約在 200℃ 左右。熱交換器推動汽輪發(fā)電機將地熱轉(zhuǎn)化成電能。世界上第一座地熱發(fā)電站要算是 1904 年在意大利的拉德雷諾 建成的小型地熱電站，它是用地熱蒸汽推動渦輪機發(fā)電的，但功率很小，只點亮了 5盞電燈。當初這座電站雖然只能點亮 5盞電燈，卻開創(chuàng)了地熱發(fā)電的歷史。 （ 4）潮汐能發(fā)電 目前，世界各地已建成了許多潮汐電站，其中規(guī)模最大的是法國的郎斯電站，裝機容量 240MW。 潮汐能發(fā)電的工作原理與一 般的水力發(fā)電原理差不多。 潮汐發(fā)電與水力發(fā)電的原理相似，它是利用潮水漲、落產(chǎn)生的水位差所具有勢能來發(fā)電的，也就是把海水漲、落潮的能量變?yōu)闄C械能，再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽òl(fā)電）的過程。（ 2）單庫雙向型：在漲、落潮時都能 發(fā)電。 世界上第一座潮汐電站是法國的郎斯河口電站，其裝機容量為 240MW，年均發(fā)電量為 544GWh。世界較大的潮汐電站至今運行正常，證明潮汐發(fā)電在技術(shù)上是可行的，可是從 20世紀 80 年代至今，近 20 年來幾乎沒有建新的潮汐電站，100MW 級的潮汐電站沒有一個建設(shè)投產(chǎn)。 （ 5）生物能發(fā)電 城市垃圾發(fā)電是 30年代發(fā)展起來的新技術(shù)，最先利用垃圾發(fā)電的是德國和美國。日本城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展更快，垃圾焚燒處理的比例已接近 100%。深圳垃圾發(fā)電廠已運行了七年，為垃圾發(fā)電在我國 的發(fā)展積累了一定的經(jīng)驗，這將為解決我國城市垃圾處理問題帶來新的希望和契機。沼氣一般在農(nóng)村比較多使用，傳統(tǒng)上大多利用沼氣取暖、炊事和照明。由于城市化進程大城市，利用垃圾沼氣發(fā)電也成為了可再生能源的一大熱點。我國第一家垃圾沼氣發(fā)電廠是在 1998 年 10月，在杭州天子嶺 垃圾填埋場建成。但總體上沼氣應用范圍不夠廣，利用率也比較 31 低。 在國外，沼氣發(fā)電也是蓬勃發(fā)展，在 2020 年 12月 12日，世界上最大規(guī)模的利用垃圾沼氣發(fā)電站在韓國建成并正式投入運營，發(fā)電規(guī)模為 50MW 級，這座沼氣發(fā)電站生產(chǎn)的電力可為 18萬戶家庭供電，它將替代韓國每年 50萬桶重油進口。隨著沼氣發(fā)電站的容量提高，沼氣發(fā)電并網(wǎng)運行將會對整個電力系統(tǒng)造成沖擊，繼電保護相關(guān)問題也會隨著容量提高而變得突出。日本也大力開展燃料電池及發(fā)電技術(shù)的研究，僅磷酸型燃料電池（ PAFC）發(fā)電裝機就已超過 30MW。目前， PAFC是技術(shù)最成熟、商業(yè)化應用最廣泛的燃料電池，其價格已降至 1500 美元 /kW。 32 90年代中期以來，我國在 PEMFC燃料電池研究方面取得了較大的進展。 燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能，直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為堿性燃料電池（ AFC）、磷酸型燃料電池（ PAFC）、熔 融碳酸鹽燃料電池（ MCFC）、固體氧化物燃料電池（ SOFC）及質(zhì)子交換膜燃料電池（ PEMFC）等。燃料電池不受卡諾循環(huán)限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，潔凈、無污染、噪聲低，模塊結(jié)構(gòu)、積木性強、比功率高，既可以集中供電，也適合分散供電。燃料電池其原理與一般電池相同。不同的是一般電池的活性 33 物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。因此燃料電池是名副其實的把化學能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機器。原則上只要反應物不斷輸入，反應產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。隨著燃料電池的商業(yè)化推廣，市場前景十分廣闊。 2020年，從事燃料電池開發(fā)的公司總投資額已超過 10億美元。 篇五：新能源論文 學院：農(nóng)學院 學號： 202030580205 姓名：付永松 新能源 節(jié)能技術(shù)與農(nóng)業(yè) 2020年 11 月 13日 星期四 34 中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要巨大的能量驅(qū)動，在尋求現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的道路上，大規(guī)模的機械，電氣設(shè)備的使用對能源必然產(chǎn)生巨大的需求，如何滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，而又不依賴傳統(tǒng)能源，是一個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須面對的問題。假如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要 10 億千瓦時的電能，那么節(jié)省千分之一，省下來的電能將會是 100 萬千瓦時。鑒于此，我試圖通過這篇論文深入了解并合理推斷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有哪些容易運用到新能源，同時探討農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可能的節(jié)能技術(shù)。乙醇汽油已經(jīng)用在了新能源汽車上，而乙醇柴油也隨著飛機飛上了天。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展可以促進這些作物的高產(chǎn)和豐收，進而提高生物質(zhì)能的產(chǎn)量，由于這些生物質(zhì)能是可以再生的，只要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠跟上需求，那么這種生物質(zhì)能的儲量可以說是源源不斷的（因為生物質(zhì)能的能量來源是太陽能）。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)的目的首先要保證人類有 35 足夠的糧食，其次才是滿足用 來生產(chǎn)生物質(zhì)能的需求。前段時間，據(jù)媒體報導，荷蘭航空公司從中國購買了大量的地溝油用于生產(chǎn)航空燃油，說明這些廢棄的食物也有很大的利用價值。 再說說農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的節(jié)能，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在國內(nèi)是一個非常粗獷的產(chǎn)業(yè)，在能源利用，資源利用方面幾乎很少考慮節(jié)能，節(jié)約這一理念。但是目前中國以及世界上的發(fā)展中 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)還沒有很好的普及，因此還有很大的發(fā)展空間。 通過以上的討論，可以看出農(nóng)業(yè)與新能源聯(lián)系之緊密，之不可分離。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的附屬能源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)可以增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的收益。 36 但是我們也看到，上述情況的實現(xiàn)依賴技術(shù)和觀念盡快深入農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)以及大眾。