新能源與可再生能源利用作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

新能源與可再生能源利用作業(yè)指導(dǎo)書(shū)TOC\o"1-2"\h\u25884第1章新能源與可再生能源概述 4182471.1新能源的概念與分類(lèi) 483821.1.1一次新能源 443871.1.2二次新能源 449981.1.3聚變能源 4296531.2可再生能源的特點(diǎn)與意義 4138091.2.1可再生性 4148971.2.2清潔性 4129651.2.3分布廣泛 4191711.2.4保障能源安全 425111.2.5促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 4206761.2.6應(yīng)對(duì)氣候變化 5247401.3國(guó)內(nèi)外新能源與可再生能源政策及發(fā)展趨勢(shì) 5294321.3.1國(guó)內(nèi)政策及發(fā)展趨勢(shì) 5259971.3.2國(guó)際政策及發(fā)展趨勢(shì) 5717第2章太陽(yáng)能利用技術(shù) 5140842.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電 5301242.1.1光伏發(fā)電原理 5271952.1.2光伏電池類(lèi)型 5296102.1.3光伏發(fā)電系統(tǒng)組成 5307112.2太陽(yáng)能熱利用 6182902.2.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) 6187612.2.2太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng) 688612.2.3太陽(yáng)能制冷系統(tǒng) 6110182.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 64382.3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 6261852.3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 655012.3.3系統(tǒng)安裝與調(diào)試 727911第3章風(fēng)能利用技術(shù) 78083.1風(fēng)能資源評(píng)估 7179103.1.1風(fēng)能資源評(píng)估方法 770833.1.2風(fēng)能資源評(píng)估步驟 7304903.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 7272233.2.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu) 7282783.2.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分類(lèi)及選型 8156883.3風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè) 884983.3.1風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)原則 878093.3.2風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)流程 87388第4章水能利用技術(shù) 9109174.1水能資源概況 9255144.1.1水能資源分布特點(diǎn) 9232094.1.2水能資源儲(chǔ)量 9296814.1.3水能資源開(kāi)發(fā)覺(jué)狀 9163794.2水力發(fā)電技術(shù) 972094.2.1水力發(fā)電原理 9283954.2.2水力發(fā)電站類(lèi)型 1021004.2.3水力發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用 10290214.3抽水蓄能技術(shù) 1065994.3.1抽水蓄能原理 10112774.3.2抽水蓄能電站類(lèi)型 10279354.3.3抽水蓄能技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用 1013034第5章生物質(zhì)能利用技術(shù) 11134255.1生物質(zhì)資源及其加工利用 11116065.1.1生物質(zhì)資源概述 11101565.1.2生物質(zhì)資源加工利用技術(shù) 11126155.2生物質(zhì)燃燒發(fā)電 11295825.2.1生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)原理 11298595.2.2生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)分類(lèi) 11107765.2.3生物質(zhì)燃燒發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備 11282375.3生物質(zhì)氣化與液化技術(shù) 1120185.3.1生物質(zhì)氣化技術(shù) 1132555.3.2生物質(zhì)液化技術(shù) 12155915.3.3生物質(zhì)氣化與液化技術(shù)的應(yīng)用 125630第6章地?zé)崮芾眉夹g(shù) 1273476.1地?zé)豳Y源概述 1296836.1.1地?zé)豳Y源成因 12310166.1.2地?zé)豳Y源分布 1281266.1.3我國(guó)地?zé)豳Y源概況 13174516.2地?zé)岚l(fā)電技術(shù) 13247106.2.1干熱巖發(fā)電 13143306.2.2熱水發(fā)電 1340326.2.3蒸汽發(fā)電 137666.3地?zé)嶂苯永眉夹g(shù) 13150476.3.1地?zé)峁┡?1369916.3.2地?zé)嶂评?13278386.3.3地?zé)釡厝?14162056.3.4地?zé)徂r(nóng)業(yè) 1421313第7章海洋能利用技術(shù) 1451047.1海洋能資源概述 14158537.1.1海洋能種類(lèi) 1458337.1.2海洋能分布 14304467.1.3海洋能特點(diǎn) 1422427.2潮汐能發(fā)電技術(shù) 1595207.2.1潮汐能發(fā)電原理 15246037.2.2潮汐能發(fā)電站類(lèi)型 15114957.2.3潮汐能發(fā)電技術(shù)發(fā)展 158397.3海浪能發(fā)電技術(shù) 15270197.3.1海浪能發(fā)電原理 15234287.3.2海浪能發(fā)電裝置類(lèi)型 15134357.3.3海浪能發(fā)電技術(shù)發(fā)展 161383第8章氫能與燃料電池技術(shù) 1614998.1氫能概述 16222088.2氫的制備與儲(chǔ)存 16106228.2.1氫的制備方法 16277618.2.2氫的儲(chǔ)存技術(shù) 1640378.3燃料電池原理與應(yīng)用 16184818.3.1燃料電池原理 16171238.3.2燃料電池類(lèi)型及應(yīng)用 1613738.3.3燃料電池的關(guān)鍵技術(shù) 172797第9章新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù) 1795299.1并網(wǎng)技術(shù)概述 17244629.2新能源并網(wǎng)逆變器技術(shù) 17139089.2.1并網(wǎng)逆變器原理及分類(lèi) 17318489.2.2并網(wǎng)逆變器的主要技術(shù)參數(shù) 17306969.2.3并網(wǎng)逆變器的控制策略 17218599.2.4并網(wǎng)逆變器在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例 17249469.3新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響及應(yīng)對(duì)措施 17211079.3.1新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性影響的分析 18306799.3.2新能源并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量影響的分析 18139879.3.3新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的影響 18258029.3.4應(yīng)對(duì)新能源并網(wǎng)影響的措施 1829797第10章新能源與可再生能源利用的可持續(xù)發(fā)展 181083510.1可再生能源利用的環(huán)境影響評(píng)價(jià) 1837610.1.1環(huán)境影響概述 182346610.1.2環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法 18381010.1.3環(huán)境影響評(píng)價(jià)案例 181990210.2新能源與可再生能源市場(chǎng)分析 182811010.2.1市場(chǎng)概述 18131310.2.2市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局 182875410.2.3市場(chǎng)發(fā)展瓶頸與挑戰(zhàn) 18517110.2.4市場(chǎng)發(fā)展機(jī)遇 191981310.3促進(jìn)新能源與可再生能源可持續(xù)發(fā)展的政策建議 192963110.3.1完善政策體系 19244910.3.2加大技術(shù)研發(fā)投入 192903310.3.3建立市場(chǎng)機(jī)制 191283610.3.4強(qiáng)化宣傳教育 192729210.3.5推進(jìn)國(guó)際合作 19第1章新能源與可再生能源概述1.1新能源的概念與分類(lèi)新能源是指區(qū)別于傳統(tǒng)化石能源（如煤炭、石油、天然氣等）的新型能源形式，具有清潔、低碳、可再生等特性。新能源主要包括以下幾類(lèi)：1.1.1一次新能源一次新能源是指直接從自然界獲取的能源，主要包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取?.1.2二次新能源二次新能源是指通過(guò)對(duì)一次能源的轉(zhuǎn)換和利用，得到的能源形式。主要包括電能、氫能、生物質(zhì)能等。1.1.3聚變能源聚變能源是指通過(guò)模擬太陽(yáng)和其他恒星在其核心產(chǎn)生的能量釋放過(guò)程，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可控的核聚變反應(yīng)，產(chǎn)生大量清潔能源。1.2可再生能源的特點(diǎn)與意義可再生能源具有以下特點(diǎn)：1.2.1可再生性可再生能源在自然界中可以不斷和更新，具有取之不盡、用之不竭的特性。1.2.2清潔性可再生能源在利用過(guò)程中，排放的污染物較少，對(duì)環(huán)境影響較小。1.2.3分布廣泛可再生能源在全球范圍內(nèi)分布廣泛，有利于減少能源運(yùn)輸成本，提高能源利用效率?？稍偕茉吹囊饬x主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.2.4保障能源安全可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，有助于降低對(duì)化石能源的依賴(lài)，提高能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。1.2.5促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。1.2.6應(yīng)對(duì)氣候變化可再生能源的利用可以減少溫室氣體排放，有助于應(yīng)對(duì)全球氣候變化。1.3國(guó)內(nèi)外新能源與可再生能源政策及發(fā)展趨勢(shì)1.3.1國(guó)內(nèi)政策及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)高度重視新能源與可再生能源的發(fā)展，制定了一系列政策措施，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。主要包括：（1）制定新能源發(fā)展規(guī)劃，明確發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)領(lǐng)域。（2）實(shí)施可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)政策，保證可再生能源電力優(yōu)先上網(wǎng)。（3）加大對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度，如財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等。（4）推動(dòng)新能源科技創(chuàng)新，提高新能源利用效率。1.3.2國(guó)際政策及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際社會(huì)也普遍關(guān)注新能源與可再生能源的發(fā)展，主要發(fā)展趨勢(shì)如下：（1）全球范圍內(nèi)新能源投資持續(xù)增長(zhǎng)，新能源市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。（2）各國(guó)制定相關(guān)政策，提高可再生能源在能源消費(fèi)中的比重。（3）新能源技術(shù)不斷創(chuàng)新，如太陽(yáng)能光伏、風(fēng)能發(fā)電等技術(shù)的突破。（4）國(guó)際合作日益緊密，共同應(yīng)對(duì)全球氣候變化挑戰(zhàn)。第2章太陽(yáng)能利用技術(shù)2.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電2.1.1光伏發(fā)電原理太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種技術(shù)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池上時(shí)，電池中的半導(dǎo)體材料將光能轉(zhuǎn)換為電能，從而產(chǎn)生電壓和電流。2.1.2光伏電池類(lèi)型目前市場(chǎng)上主要的光伏電池有硅晶太陽(yáng)能電池、薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池。硅晶太陽(yáng)能電池包括單晶硅電池和多晶硅電池，其轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較高。2.1.3光伏發(fā)電系統(tǒng)組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池組件、逆變器、支架、蓄電池（可選）等部分組成。光伏電池組件負(fù)責(zé)發(fā)電，逆變器負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，支架用于支撐光伏電池組件，蓄電池用于儲(chǔ)存多余的電能。2.2太陽(yáng)能熱利用2.2.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能將水加熱的一種裝置。主要分為直接循環(huán)式和間接循環(huán)式兩種。直接循環(huán)式系統(tǒng)簡(jiǎn)單、效率高，但受氣溫影響較大；間接循環(huán)式系統(tǒng)克服了直接循環(huán)式的缺點(diǎn)，但系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。2.2.2太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)是將太陽(yáng)能與熱泵技術(shù)相結(jié)合的一種新型熱利用技術(shù)。它利用太陽(yáng)能為熱泵提供熱源，提高熱泵系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的熱能利用。2.2.3太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)的一種制冷技術(shù)。主要有吸收式制冷和吸附式制冷兩種。吸收式制冷系統(tǒng)采用太陽(yáng)能集熱器提供熱能，吸附式制冷系統(tǒng)則利用吸附劑的吸附和脫附過(guò)程實(shí)現(xiàn)制冷。2.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：充分考慮當(dāng)?shù)毓庹召Y源、氣候條件、負(fù)載需求等因素；合理選擇光伏電池組件、逆變器等設(shè)備；保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。2.3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟（1）確定系統(tǒng)規(guī)模：根據(jù)負(fù)載需求、光照資源等因素，計(jì)算所需光伏電池組件的功率；（2）選擇光伏電池組件：根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、系統(tǒng)規(guī)模等因素，選擇合適的光伏電池組件；（3）確定系統(tǒng)配置：包括光伏電池組件的串聯(lián)、并聯(lián)方式，以及逆變器的選型；（4）設(shè)計(jì)支架結(jié)構(gòu)：根據(jù)地形、建筑特點(diǎn)等，設(shè)計(jì)合適的支架結(jié)構(gòu)；（5）系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)：包括電纜選型、接線(xiàn)方式、保護(hù)裝置等；（6）系統(tǒng)監(jiān)控與保護(hù)：設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、故障保護(hù)等功能。2.3.3系統(tǒng)安裝與調(diào)試太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，保證設(shè)備安裝正確、牢固。系統(tǒng)調(diào)試主要包括檢查設(shè)備運(yùn)行情況、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、測(cè)試系統(tǒng)功能等，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。第3章風(fēng)能利用技術(shù)3.1風(fēng)能資源評(píng)估風(fēng)能作為一種清潔、可再生的能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。在進(jìn)行風(fēng)能利用之前，首先要對(duì)風(fēng)能資源進(jìn)行評(píng)估。本節(jié)主要介紹風(fēng)能資源評(píng)估的方法和步驟。3.1.1風(fēng)能資源評(píng)估方法（1）氣象數(shù)據(jù)分析：收集并分析目標(biāo)區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度等。（2）風(fēng)能資源圖譜：根據(jù)氣象數(shù)據(jù)分析結(jié)果，繪制風(fēng)能資源圖譜，直觀反映風(fēng)能資源的分布情況。（3）風(fēng)能資源評(píng)估模型：運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對(duì)風(fēng)能資源進(jìn)行量化評(píng)估，包括風(fēng)速概率分布模型、風(fēng)能密度模型等。3.1.2風(fēng)能資源評(píng)估步驟（1）確定評(píng)估范圍：根據(jù)項(xiàng)目需求，明確風(fēng)能資源評(píng)估的目標(biāo)區(qū)域。（2）收集氣象數(shù)據(jù)：從氣象部門(mén)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等渠道獲取目標(biāo)區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)。（3）處理氣象數(shù)據(jù)：對(duì)獲取的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、校驗(yàn)和插值處理，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。（4）分析風(fēng)能資源：運(yùn)用風(fēng)能資源評(píng)估方法，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的風(fēng)能資源進(jìn)行分析。（5）編制風(fēng)能資源評(píng)估報(bào)告：根據(jù)分析結(jié)果，編寫(xiě)風(fēng)能資源評(píng)估報(bào)告，為后續(xù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型和風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。3.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是風(fēng)能利用的核心設(shè)備，本節(jié)主要介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)、分類(lèi)及選型。3.2.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由葉輪、增速箱、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、塔架等部分組成。（1）葉輪：捕獲風(fēng)能，將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。（2）增速箱：提高葉輪轉(zhuǎn)速，以滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速。（3）發(fā)電機(jī)：將葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。（4）控制系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)，保證穩(wěn)定運(yùn)行。（5）塔架：支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，提高葉輪的捕風(fēng)高度。3.2.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分類(lèi)及選型根據(jù)風(fēng)速和功率等級(jí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可分為小型、中型和大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。選型時(shí)需考慮以下因素：（1）風(fēng)能資源條件：根據(jù)風(fēng)能資源評(píng)估結(jié)果，選擇適合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。（2）項(xiàng)目規(guī)模：根據(jù)項(xiàng)目需求，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量和功率等級(jí)。（3）技術(shù)成熟度：選擇技術(shù)成熟、功能穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。（4）經(jīng)濟(jì)性：綜合考慮投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本等因素，選擇經(jīng)濟(jì)性較好的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。3.3風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)是風(fēng)能利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本節(jié)主要介紹風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)的基本原則和主要流程。3.3.1風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)原則（1）合理利用風(fēng)能資源：根據(jù)風(fēng)能資源評(píng)估結(jié)果，合理規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)的布局。（2）環(huán)境保護(hù)：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，采取有效措施降低環(huán)境影響。（3）安全可靠：保證風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)和運(yùn)行安全，降低故障率。（4）經(jīng)濟(jì)高效：優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低投資成本，提高風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行效益。3.3.2風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)流程（1）前期調(diào)研：收集相關(guān)資料，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)條件。（2）初步設(shè)計(jì)：根據(jù)風(fēng)能資源評(píng)估結(jié)果，進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)布局設(shè)計(jì)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型等。（3）施工圖設(shè)計(jì)：在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行詳細(xì)施工圖設(shè)計(jì)。（4）施工建設(shè)：根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，組織施工隊(duì)伍進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)。（5）設(shè)備安裝與調(diào)試：完成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝、調(diào)試工作，保證風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行。（6）驗(yàn)收與運(yùn)維：對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收，并開(kāi)展運(yùn)行維護(hù)工作，保證風(fēng)電場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。第4章水能利用技術(shù)4.1水能資源概況水能資源是指水體在流動(dòng)過(guò)程中所具有的能量，是自然界中最重要的可再生能源之一。我國(guó)水能資源豐富，主要分布在中南、西南及東北等地。本節(jié)主要介紹我國(guó)水能資源的分布特點(diǎn)、儲(chǔ)量及開(kāi)發(fā)覺(jué)狀。4.1.1水能資源分布特點(diǎn)我國(guó)水能資源分布極不均衡，具有明顯的地域性特點(diǎn)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）地區(qū)分布不均：水能資源主要集中在中南、西南和東北部分地區(qū)，其中西南地區(qū)水能資源最為豐富。（2）河流分布不均：我國(guó)主要河流如長(zhǎng)江、黃河、珠江等流域水能資源豐富，而內(nèi)陸河流水能資源相對(duì)較少。（3）季節(jié)性分布不均：我國(guó)水能資源受氣候影響，具有明顯的季節(jié)性特點(diǎn)，夏秋季水能資源豐富，冬春季水能資源減少。4.1.2水能資源儲(chǔ)量據(jù)初步估算，我國(guó)水能資源理論蘊(yùn)藏量為6.76億千瓦，技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為5.42億千瓦，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量為4.02億千瓦。4.1.3水能資源開(kāi)發(fā)覺(jué)狀我國(guó)水能資源開(kāi)發(fā)取得了顯著成果，已建成了大量水電站，如長(zhǎng)江三峽、溪洛渡、向家壩等。但總體來(lái)看，我國(guó)水能資源開(kāi)發(fā)程度仍有待提高，特別是中西部地區(qū)水能資源開(kāi)發(fā)潛力巨大。4.2水力發(fā)電技術(shù)水力發(fā)電是利用水能資源的一種有效方式，具有清潔、可再生、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。本節(jié)主要介紹水力發(fā)電技術(shù)及其在我國(guó)的應(yīng)用。4.2.1水力發(fā)電原理水力發(fā)電是利用水流的動(dòng)能推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的過(guò)程。其基本原理是：水流通過(guò)水輪機(jī)，使水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能。4.2.2水力發(fā)電站類(lèi)型根據(jù)水電站所處的河流位置和利用方式，可分為以下幾種類(lèi)型：（1）壩式水電站：在河流中下游修建攔河壩，形成水庫(kù)，利用水庫(kù)水位差發(fā)電。（2）徑流式水電站：在河流中上游地區(qū)，利用河段落差直接發(fā)電。（3）抽水蓄能電站：利用低谷時(shí)段多余的電能，將下游的水抽到上游水庫(kù)儲(chǔ)存，高峰時(shí)段再放水發(fā)電。4.2.3水力發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用我國(guó)水力發(fā)電技術(shù)取得了顯著成果，已建成了世界上最大的水電站——長(zhǎng)江三峽水電站。我國(guó)在大型水輪機(jī)、高壓輸電、電站設(shè)計(jì)等方面也取得了重要突破。4.3抽水蓄能技術(shù)抽水蓄能技術(shù)是一種高效、環(huán)保的儲(chǔ)能方式，可提高電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力，促進(jìn)新能源的消納。本節(jié)主要介紹抽水蓄能技術(shù)及其在我國(guó)的應(yīng)用。4.3.1抽水蓄能原理抽水蓄能電站利用低谷時(shí)段多余的電能，將下游的水抽到上游水庫(kù)儲(chǔ)存。高峰時(shí)段，上游水庫(kù)放水發(fā)電，滿(mǎn)足電力需求。4.3.2抽水蓄能電站類(lèi)型根據(jù)電站運(yùn)行方式，抽水蓄能電站可分為以下幾種類(lèi)型：（1）純抽水蓄能電站：僅在低谷時(shí)段抽水，高峰時(shí)段發(fā)電。（2）混合式抽水蓄能電站：在低谷時(shí)段抽水，高峰時(shí)段發(fā)電，同時(shí)在豐水期利用棄水發(fā)電。（3）調(diào)峰電站：主要用于電網(wǎng)調(diào)峰，不具備抽水功能。4.3.3抽水蓄能技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用我國(guó)抽水蓄能技術(shù)發(fā)展迅速，已建成了廣州抽水蓄能電站、十三陵抽水蓄能電站等一批大型抽水蓄能電站。我國(guó)在抽水蓄能電站設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等方面也取得了重要經(jīng)驗(yàn)。第5章生物質(zhì)能利用技術(shù)5.1生物質(zhì)資源及其加工利用5.1.1生物質(zhì)資源概述生物質(zhì)能是一種以生物質(zhì)為載體的可再生能源，來(lái)源于植物、動(dòng)物及其排泄物等有機(jī)物質(zhì)。我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、城市生活垃圾、能源植物等。5.1.2生物質(zhì)資源加工利用技術(shù)（1）物理加工：包括切割、粉碎、篩選等，目的是減小生物質(zhì)原料的尺寸，提高燃燒效率。（2）化學(xué)加工：通過(guò)化學(xué)處理方法，如堿處理、酸處理等，改變生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，提高其能源利用價(jià)值。（3）生物加工：利用微生物、酶等生物技術(shù)對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，如生物質(zhì)發(fā)酵制取生物質(zhì)燃料乙醇。5.2生物質(zhì)燃燒發(fā)電5.2.1生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)原理生物質(zhì)燃燒發(fā)電是利用生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，通過(guò)蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)等發(fā)電設(shè)備，將熱能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。5.2.2生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)分類(lèi)（1）直接燃燒：將生物質(zhì)燃料直接送入鍋爐燃燒，產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。（2）間接燃燒：先將生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，再進(jìn)行燃燒發(fā)電。5.2.3生物質(zhì)燃燒發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備（1）生物質(zhì)鍋爐：包括鏈條爐、循環(huán)流化床鍋爐等，用于生物質(zhì)燃料的燃燒。（2）發(fā)電機(jī)：采用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。5.3生物質(zhì)氣化與液化技術(shù)5.3.1生物質(zhì)氣化技術(shù)生物質(zhì)氣化是利用熱化學(xué)方法將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的一種技術(shù)。主要包括以下幾種氣化方法：（1）空氣氣化：在空氣中燃燒生物質(zhì)，低熱值的一氧化碳和氫氣。（2）氧氣氣化：在純氧氣或富氧氣環(huán)境中燃燒生物質(zhì)，高熱值的一氧化碳和氫氣。（3）水蒸氣氣化：在高溫條件下，利用水蒸氣與生物質(zhì)反應(yīng)，氫氣、一氧化碳和甲烷等氣體。5.3.2生物質(zhì)液化技術(shù)生物質(zhì)液化是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料的一種技術(shù)，主要包括以下幾種方法：（1）熱解液化：在無(wú)氧條件下，高溫加熱生物質(zhì)，使其分解液體燃料。（2）酶解液化：利用酶將生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素等轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)，再通過(guò)發(fā)酵液體燃料。（3）化學(xué)液化：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料，如生物質(zhì)油、生物柴油等。5.3.3生物質(zhì)氣化與液化技術(shù)的應(yīng)用生物質(zhì)氣化與液化技術(shù)廣泛應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：（1）發(fā)電：利用生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w發(fā)電。（2）供熱：利用生物質(zhì)氣化或液化產(chǎn)生的熱能進(jìn)行供暖、熱水供應(yīng)等。（3）交通燃料：生物質(zhì)液化產(chǎn)物可作為汽車(chē)、船舶等交通工具的替代燃料。第6章地?zé)崮芾眉夹g(shù)6.1地?zé)豳Y源概述地?zé)豳Y源是指地球內(nèi)部的熱能資源，主要來(lái)源于地球的熔融巖漿和放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量。地?zé)崮茏鳛橐环N清潔、可再生的能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。本章將從地?zé)豳Y源的成因、分布及我國(guó)地?zé)豳Y源概況等方面進(jìn)行介紹。6.1.1地?zé)豳Y源成因地?zé)豳Y源的成因主要包括地球內(nèi)部的熱源和地殼的熱傳導(dǎo)。地球內(nèi)部熱源主要有地核熱量、放射性元素衰變熱量和地球早期形成過(guò)程中殘留下來(lái)的熱量。這些熱量通過(guò)地殼的熱傳導(dǎo)、地下水循環(huán)等途徑傳遞到地表，形成地?zé)豳Y源。6.1.2地?zé)豳Y源分布地?zé)豳Y源在全球范圍內(nèi)分布廣泛，主要分布在板塊邊緣、火山地震帶和地殼斷裂帶等地區(qū)。我國(guó)地?zé)豳Y源豐富，主要分布在華北、東南沿海、青藏高原、云南等地區(qū)。6.1.3我國(guó)地?zé)豳Y源概況我國(guó)地?zé)豳Y源類(lèi)型多樣，包括高溫、中溫和低溫地?zé)豳Y源。據(jù)初步評(píng)估，我國(guó)地?zé)豳Y源總量約相當(dāng)于1.5萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具有很高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。6.2地?zé)岚l(fā)電技術(shù)地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崮芾玫闹饕绞街唬鶕?jù)地?zé)豳Y源溫度的不同，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)可分為干熱巖發(fā)電、熱水發(fā)電和蒸汽發(fā)電等。6.2.1干熱巖發(fā)電干熱巖發(fā)電是利用地下高溫巖體（溫度大于200℃）的熱能進(jìn)行發(fā)電。其主要技術(shù)包括巖體熱提取、熱交換和發(fā)電系統(tǒng)。目前我國(guó)干熱巖發(fā)電技術(shù)尚處于研發(fā)階段。6.2.2熱水發(fā)電熱水發(fā)電是利用地下熱水（溫度在100℃200℃之間）的熱能進(jìn)行發(fā)電。其主要技術(shù)包括熱水井、熱交換器和發(fā)電系統(tǒng)。我國(guó)熱水發(fā)電技術(shù)已較為成熟，并在西藏、云南等地得到應(yīng)用。6.2.3蒸汽發(fā)電蒸汽發(fā)電是利用地下高溫蒸汽（溫度大于200℃）的熱能進(jìn)行發(fā)電。其主要技術(shù)包括蒸汽井、蒸汽輪機(jī)和發(fā)電系統(tǒng)。我國(guó)蒸汽發(fā)電技術(shù)也取得了一定進(jìn)展，主要應(yīng)用于西藏、新疆等地。6.3地?zé)嶂苯永眉夹g(shù)地?zé)嶂苯永檬侵笇⒌責(zé)崮苤苯討?yīng)用于供暖、制冷、溫泉、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，無(wú)需經(jīng)過(guò)發(fā)電環(huán)節(jié)。6.3.1地?zé)峁┡責(zé)峁┡抢玫責(zé)崮苤苯訛榻ㄖ锕┡?。其技術(shù)主要包括地?zé)釤岜煤偷責(zé)峁┡到y(tǒng)。地?zé)峁┡哂星鍧?、高效、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)北方地區(qū)得到了廣泛推廣。6.3.2地?zé)嶂评涞責(zé)嶂评涫抢玫責(zé)崮苤苯訛榻ㄖ镏评?。其主要技術(shù)為地?zé)嵛帐街评?。地?zé)嶂评渚哂泄?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適用于夏熱冬暖地區(qū)。6.3.3地?zé)釡厝責(zé)釡厝抢玫叵聼崴Y源進(jìn)行休閑、療養(yǎng)等。我國(guó)地?zé)釡厝Y源豐富，已成為旅游業(yè)的重要組成部分。6.3.4地?zé)徂r(nóng)業(yè)地?zé)徂r(nóng)業(yè)是指利用地?zé)崮苓M(jìn)行農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖等。地?zé)徂r(nóng)業(yè)具有穩(wěn)定、高效等優(yōu)點(diǎn)，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。地?zé)崮茏鳛橐环N清潔、可再生的能源，在我國(guó)具有廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。通過(guò)地?zé)岚l(fā)電和直接利用技術(shù)，可以為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排作出重要貢獻(xiàn)。第7章海洋能利用技術(shù)7.1海洋能資源概述海洋能作為一種可再生能源，具有廣泛分布、清潔環(huán)保、取之不盡等特點(diǎn)。我國(guó)擁有遼闊的海域，海洋能資源豐富。本節(jié)主要介紹海洋能資源的種類(lèi)、分布及其特點(diǎn)，為海洋能的利用提供基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)。7.1.1海洋能種類(lèi)海洋能主要包括潮汐能、海浪能、溫差能、鹽差能和海流能等。這些能源來(lái)源于地球的自然運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)輻射，具有很高的開(kāi)發(fā)價(jià)值。7.1.2海洋能分布我國(guó)海洋能資源主要分布在沿海地區(qū)，其中潮汐能、海浪能和海流能資源較為豐富。潮汐能主要分布在長(zhǎng)江口、珠江口等地區(qū)；海浪能資源主要分布在東海、南海等海域；海流能資源則主要分布在臺(tái)灣海峽、渤海等地區(qū)。7.1.3海洋能特點(diǎn)海洋能具有以下特點(diǎn)：（1）清潔環(huán)保：海洋能開(kāi)發(fā)過(guò)程中不產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，有利于減輕全球氣候變化的影響。（2）可再生：海洋能來(lái)源于地球的自然運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)輻射，不會(huì)因人類(lèi)利用而枯竭。（3）能量密度低：海洋能的能量密度相對(duì)較低，但總量巨大，具有很高的開(kāi)發(fā)潛力。（4）不穩(wěn)定：海洋能受天氣、季節(jié)等因素影響，具有不穩(wěn)定性，給開(kāi)發(fā)和利用帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。7.2潮汐能發(fā)電技術(shù)潮汐能是海洋能的重要組成部分，占全球海洋能資源的約80%。潮汐能發(fā)電技術(shù)是通過(guò)利用潮汐的漲落運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)或渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而發(fā)電的一種方式。7.2.1潮汐能發(fā)電原理潮汐能發(fā)電主要采用雙向水輪機(jī)或渦輪機(jī)，利用潮汐漲落過(guò)程中的水位差驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。7.2.2潮汐能發(fā)電站類(lèi)型根據(jù)潮汐能發(fā)電站的布置方式，可分為以下幾種類(lèi)型：（1）單庫(kù)單向發(fā)電：一個(gè)水庫(kù)，利用潮汐漲落過(guò)程中的水位差發(fā)電。（2）單庫(kù)雙向發(fā)電：一個(gè)水庫(kù)，通過(guò)雙向水輪機(jī)實(shí)現(xiàn)漲潮和落潮時(shí)的發(fā)電。（3）雙庫(kù)單向發(fā)電：有兩個(gè)水庫(kù)，分別利用潮汐漲落過(guò)程中的水位差發(fā)電。（4）雙庫(kù)雙向發(fā)電：有兩個(gè)水庫(kù)，通過(guò)雙向水輪機(jī)實(shí)現(xiàn)漲潮和落潮時(shí)的發(fā)電。7.2.3潮汐能發(fā)電技術(shù)發(fā)展我國(guó)在潮汐能發(fā)電領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展，如舟山金塘島潮汐能發(fā)電站等。但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)潮汐能發(fā)電技術(shù)仍有較大差距，需加強(qiáng)研發(fā)和創(chuàng)新。7.3海浪能發(fā)電技術(shù)海浪能是海洋能的另一種重要形式，具有能量密度高、可再生等優(yōu)點(diǎn)。海浪能發(fā)電技術(shù)是通過(guò)利用海浪的動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而發(fā)電的一種方式。7.3.1海浪能發(fā)電原理海浪能發(fā)電主要采用浮體式、振蕩水柱式、擺式等發(fā)電裝置，利用海浪的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置旋轉(zhuǎn)，通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。7.3.2海浪能發(fā)電裝置類(lèi)型根據(jù)發(fā)電裝置的工作原理，海浪能發(fā)電裝置可分為以下幾種類(lèi)型：（1）浮體式：通過(guò)浮體與海浪相互作用，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。（2）振蕩水柱式：利用海浪的上下運(yùn)動(dòng)，使水柱在氣室內(nèi)振蕩，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。（3）擺式：利用海浪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而發(fā)電。7.3.3海浪能發(fā)電技術(shù)發(fā)展我國(guó)海浪能資源豐富，近年來(lái)在相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展。但受限于技術(shù)、成本等因素，海浪能發(fā)電尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。未來(lái)，我國(guó)應(yīng)加大海浪能發(fā)電技術(shù)的研發(fā)力度，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第8章氫能與燃料電池技術(shù)8.1氫能概述氫能作為一種清潔、高效的新能源，被認(rèn)為是未來(lái)能源體系的重要組成部分。氫是宇宙中最豐富的元素，其燃燒產(chǎn)生的唯一副產(chǎn)品是水，因此在能源轉(zhuǎn)換和利用過(guò)程中具有極高的環(huán)境友好性。本節(jié)主要介紹氫能的基本概念、發(fā)展歷程及在我國(guó)能源戰(zhàn)略中的地位。8.2氫的制備與儲(chǔ)存8.2.1氫的制備方法氫的制備方法主要包括化石能源轉(zhuǎn)化、電解水、生物制氫等。化石能源轉(zhuǎn)化是通過(guò)天然氣重整、石油裂解等方法制取氫氣；電解水是通過(guò)電解裝置將水分子分解為氫氣和氧氣；生物制氫則是利用微生物或生物質(zhì)資源制取氫氣。8.2.2氫的儲(chǔ)存技術(shù)氫的儲(chǔ)存技術(shù)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前主要的儲(chǔ)存方法有壓縮氣體儲(chǔ)存、液態(tài)氫儲(chǔ)存、金屬氫化物儲(chǔ)存和吸附儲(chǔ)存等。各種儲(chǔ)存技術(shù)有其優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的儲(chǔ)存方法。8.3燃料電池原理與應(yīng)用8.3.1燃料電池原理燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其原理是基于氫和氧在電催化劑的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電能、熱能和水。燃料電池具有高效、環(huán)境友好、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。8.3.2燃料電池類(lèi)型及應(yīng)用燃料電池按電解質(zhì)類(lèi)型可分為磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和質(zhì)子交換膜燃料電池等。各類(lèi)燃料電池在功率范圍、工作溫度、壽命等方面具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。（1）磷酸燃料電池（PAFC）：適用于中小型電站、熱電聯(lián)供等領(lǐng)域。（2）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）：適用于大型電站、工業(yè)熱電聯(lián)供等場(chǎng)景。（3）固體氧化物燃料電池（SOFC）：適用于分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供、便攜式電源等。（4）質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）：適用于新能源汽車(chē)、便攜式電源、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。8.3.3燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)包括電催化劑、電解質(zhì)、氣體擴(kuò)散層、膜電極組件等。提高這些關(guān)鍵材料的功能和降低成本是燃料電池發(fā)展的關(guān)鍵。氫能與燃料電池技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。第9章新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)9.1并網(wǎng)技術(shù)概述新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)是指將新能源發(fā)電系統(tǒng)（如太陽(yáng)能、風(fēng)能、小水電等）與電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)能量相互補(bǔ)充和綜合利用的技術(shù)。并網(wǎng)技術(shù)的核心是實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的穩(wěn)定