简析可再生能源利用

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简析可再生能源利用
赵晓
山东建筑大学热能工程学院
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摘    要:
可再生能源是人类社会未来能源的基石, 是大量燃用的化石能源的替代能源。可再生能源可以持续发展, 几乎是用之不竭, 对环境无多大损害, 有利于生态良性循环。可再生能源的综合利用对我国社会经济的可持续发展和环境保护起着重要的作用。文中主要介绍太阳能、风能在各个方面利用及风光互补在供电方面的应用。
关键词:
可再生能源; 太阳能; 太阳能风光互补;
作者简介:赵晓(1992-) , 女, 山东人, 硕士在读, 研究方向:建筑节能。
1 太阳能的利用
太阳能利用主要包括光-热转换、太阳能发电、光-化学利用和光生物利用。
光热利用
光热利用基本原理是将太阳辐射能收集起来, 通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。太阳能收集装置, 主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦型集热器等3种。根据所能达到的温度和用途的不同, 太阳能光热利用分为低温利用(<200℃) 、中温利用(200~800℃) 和高温利用(>800℃) 。目前低温利用主要有太阳热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等。中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等, 高温利用主要有高温太阳炉等。
太阳能发电
1) 光-热-电转换。即利用太阳集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽, 然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。前一过程为光-热转换, 后一过程为热-电转换。
2) 光-电转换。在光照条件下, 半导体p-n结的两端产生电位差的现象称为光生伏打效应。利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能。基本装置是太阳能电池。太阳能电池应用范围和规模近年来都得到了较大的发展。太阳能电池产生电力与火力、水力、风力、核能等的发电原理存在着本质的差别, 其工作原理主要基于“光生伏打效应”, 这种效应在固体、液体和气体中均可产生。
太阳能光伏发电系统特别适合于作为独立电源使用, 还可以同其他发电系统组成混合供电系统, 如风-光混合系统、风-光-油混合系统等。最有发展前景的是太阳能光伏电系统与电网相联构成联网发电系统。
光-化学利用
光-化学利用是利用太阳辐射能直接分解水制氢的光-化学转换方法。
光-生物利用
光-生物利用是通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物(如薪炭林) 、油料作物、巨型海藻等。
2 风能的利用
风能的利用主要是以风能作动力和风力发电这2种形式, 其中又以风力发电为主。
风能转换成动能
以风能作动力, 就是利用风来直接带动各种机械装置, 如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是:投资少、工效高、经济耐用。目前, 世界上约有100多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场, 都设有这种风力提水机。
风力发电
风能的利用主要就是将它的动能转化为其他形式的能, 因此计算风能的大小也就是计算气流所具有的动能。风能发电的主要形式有3种:一是独立运行;二是风力发电与其他发电方式如柴油机发电相结合;三是风力并网发电。
气流的动

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