新能源技術(shù)(第二版)完整版課件(全)本課件包含新能源技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷程、主要類型、應(yīng)用場景以及未來趨勢等內(nèi)容。hgbyhrdssggdshdss緒論能源危機(jī)與可持續(xù)發(fā)展化石燃料的枯竭和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，迫切需要開發(fā)清潔、可持續(xù)的能源。新能源技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為解決能源問題提供了新的途徑。新能源技術(shù)概述新能源技術(shù)是指利用自然界中可再生能源，如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等，進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換和利用的技術(shù)。它具有清潔、可持續(xù)、安全等優(yōu)點(diǎn)，是未來能源發(fā)展的重要方向。課程目標(biāo)本課程旨在介紹新能源技術(shù)的基本原理、發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新能源技術(shù)的認(rèn)知和理解，為未來從事新能源領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。新能源概述風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能是一種清潔、可再生能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電力。太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電利用太陽光照射太陽能電池板，產(chǎn)生電流。水力發(fā)電水力發(fā)電利用水流沖擊水輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。地?zé)崮艿責(zé)崮芾玫厍騼?nèi)部的熱能發(fā)電，是一種清潔、可持續(xù)的能源。可再生能源11.概述可再生能源是指可以持續(xù)利用的能源，不會(huì)因使用而減少。22.優(yōu)勢可再生能源具有清潔、可持續(xù)、環(huán)境友好等優(yōu)勢，有助于緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染。33.類型常見的可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等。44.發(fā)展趨勢隨著科技進(jìn)步和政策支持，可再生能源的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景十分廣闊。太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電是一種利用太陽光直接發(fā)電的技術(shù)。它通過太陽能電池將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，具有清潔、環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn)。太陽能發(fā)電技術(shù)近年來發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，已成為重要的清潔能源之一。太陽能電池原理1光電效應(yīng)當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，電子會(huì)從金屬中逸出，這就是光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是太陽能電池發(fā)電的基礎(chǔ)。2PN結(jié)PN結(jié)是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的界面，具有單向?qū)щ娦裕翘柲茈姵氐年P(guān)鍵結(jié)構(gòu)。3電流產(chǎn)生光照射到PN結(jié)時(shí)，電子和空穴在電場的作用下分離，形成電流，從而將光能轉(zhuǎn)換為電能。太陽能電池技術(shù)晶體硅太陽能電池晶體硅電池是最成熟的太陽能電池類型。它們具有較高的轉(zhuǎn)換效率，但價(jià)格相對(duì)較高。晶體硅電池分為單晶硅和多晶硅電池兩種。單晶硅電池效率較高，但成本也更高；多晶硅電池效率稍低，但成本更低。薄膜太陽能電池薄膜太陽能電池是一種新型的太陽能電池。它們比晶體硅電池薄，成本也更低。薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，但它們具有可彎曲、輕量化的特點(diǎn)，適合應(yīng)用于一些特殊場合。太陽能電池應(yīng)用太陽能電池應(yīng)用廣泛，主要包括：光伏發(fā)電太陽能熱水器太陽能照明太陽能電池充電太陽能電池應(yīng)用前景廣闊，是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的重要途徑。風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電是一種利用風(fēng)能發(fā)電的技術(shù)。風(fēng)能是一種清潔、可再生能源，風(fēng)力發(fā)電具有環(huán)保、可持續(xù)的優(yōu)勢，被視為重要的可再生能源之一。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在近年來得到了快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率和可靠性都得到了顯著提高。風(fēng)力發(fā)電原理1風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)2動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能葉片旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)3機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流風(fēng)力發(fā)電利用風(fēng)能推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)能是一種清潔、可再生能源，在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)風(fēng)力渦輪機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的核心部件。它們將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)力發(fā)電場由多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)組成，以集中收集風(fēng)能，并提高發(fā)電效率。輸電線路風(fēng)力發(fā)電場產(chǎn)生的電能需要通過輸電線路輸送到電網(wǎng)，供用戶使用。控制系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電場的控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)，并控制渦輪機(jī)運(yùn)行，確保發(fā)電效率和安全。風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電場通常位于風(fēng)能資源豐富的地方，例如山頂、海岸線或平原。并網(wǎng)發(fā)電風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以連接到電網(wǎng)，為城市、工業(yè)和家庭提供電力。分布式發(fā)電風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還可以安裝在住宅、商業(yè)建筑或農(nóng)場，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電。離網(wǎng)應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電可用于抽水灌溉、供電給偏遠(yuǎn)地區(qū)或?yàn)樾⌒碗娖魈峁╇娏ΑＩ镔|(zhì)能生物質(zhì)能是一種可再生能源。它來自植物、動(dòng)物和有機(jī)廢棄物。生物質(zhì)能可以通過燃燒或轉(zhuǎn)化成生物燃料來產(chǎn)生能量。生物質(zhì)能具有以下優(yōu)點(diǎn)：它可再生、碳中性，且可以減少對(duì)化石燃料的依賴。生物質(zhì)能原理生物質(zhì)能是利用生物質(zhì)資源直接或間接轉(zhuǎn)化成的能量。生物質(zhì)資源是指所有來自生物體或有機(jī)物的可再生物質(zhì)，包括農(nóng)作物秸稈、樹木、動(dòng)物糞便等。1化學(xué)能轉(zhuǎn)化有機(jī)物中的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化為熱能或機(jī)械能2光合作用植物吸收太陽能，將二氧化碳和水合成有機(jī)物3生物質(zhì)資源來自生物體或有機(jī)物的可再生物質(zhì)生物質(zhì)能的利用原理主要基于生物質(zhì)資源中儲(chǔ)存的化學(xué)能，這些化學(xué)能來自于植物光合作用過程中儲(chǔ)存的太陽能。通過燃燒、發(fā)酵等方式，生物質(zhì)資源中的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能或機(jī)械能，最終實(shí)現(xiàn)能量的利用。生物質(zhì)能技術(shù)生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)主要包括熱化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物化學(xué)轉(zhuǎn)化兩種方式。熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)包括燃燒、氣化、熱解和液化等。生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)包括厭氧消化和酒精發(fā)酵等。生物質(zhì)能利用技術(shù)生物質(zhì)能利用技術(shù)主要包括直接燃燒、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)制燃料和生物質(zhì)制材料等。生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展方向是提高生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化效率，降低成本，減少污染。生物質(zhì)能應(yīng)用生物質(zhì)能具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括發(fā)電、供熱、交通運(yùn)輸、化工生產(chǎn)等。生物質(zhì)能發(fā)電利用生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為電能，已成為重要的清潔能源來源。生物質(zhì)供熱可以利用生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量直接供暖，應(yīng)用于家庭、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。生物質(zhì)燃料還可用于交通運(yùn)輸，例如生物柴油、生物乙醇等。地?zé)崮艿責(zé)崮馨l(fā)電站地?zé)崮馨l(fā)電站利用地下熱量發(fā)電，減少對(duì)化石燃料的依賴，實(shí)現(xiàn)清潔能源利用。地?zé)崮芄┡到y(tǒng)地?zé)崮芄┡到y(tǒng)利用地下熱量為建筑物提供冬季供暖，節(jié)能環(huán)保，降低能源消耗。地?zé)崮軠厝責(zé)崮軠厝玫叵聼崃啃纬蓽厝哂嗅t(yī)療保健和旅游觀光價(jià)值，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。地?zé)崮茉頍崮軄碓吹厍騼?nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能，主要來自地球形成時(shí)的引力勢能和放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能。在地球內(nèi)部，溫度和壓力隨著深度的增加而升高。熱能傳遞地球內(nèi)部的熱能通過熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種方式傳遞到地表。其中，熱對(duì)流是地?zé)崮艿闹饕獋鬟f方式。地?zé)豳Y源地?zé)豳Y源是指存在于地球內(nèi)部的熱能，包括高溫?zé)帷⒅袦責(zé)岷偷蜏責(zé)幔梢杂糜诎l(fā)電、供暖、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域。地?zé)崮芗夹g(shù)地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)包括干蒸汽發(fā)電、閃蒸發(fā)電和二元循環(huán)發(fā)電。這些技術(shù)利用地?zé)豳Y源的熱量來產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。地?zé)崮芄┡夹g(shù)地?zé)崮芄┡夹g(shù)主要包括直接利用地?zé)崮芎烷g接利用地?zé)崮堋Ｖ苯永玫責(zé)崮芡ㄟ^熱泵系統(tǒng)將地?zé)崮茌斔偷浇ㄖ铮g接利用地?zé)崮軇t利用地?zé)崮芗訜崴缓蠊┡５責(zé)崮芎Ｋ夹g(shù)地?zé)崮芎Ｋ夹g(shù)利用地?zé)崮芗訜岷Ｋ购Ｋ舭l(fā)，然后冷凝成淡水。這種技術(shù)可以有效利用地?zé)崮埽徑馑Y源短缺問題。地?zé)崮苻r(nóng)業(yè)應(yīng)用地?zé)崮芸梢杂糜跍厥曳N植、水產(chǎn)養(yǎng)殖和土壤改良等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益。地?zé)崮軕?yīng)用地?zé)崮芸梢杂脕戆l(fā)電，為建筑物供暖和制冷，以及農(nóng)業(yè)和工業(yè)用途。地?zé)崮苁且环N清潔、可再生能源，可以減少對(duì)化石燃料的依賴，并降低溫室氣體排放。地?zé)崮馨l(fā)電廠利用地?zé)嵴羝驘崴?qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，并通過輸電網(wǎng)絡(luò)將電力輸送到用戶。潮汐能潮汐能發(fā)電站潮汐能發(fā)電站利用海水的漲落變化，將水能轉(zhuǎn)化為電能。潮汐能渦輪機(jī)潮汐能渦輪機(jī)是將潮汐能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵部件，它像風(fēng)力渦輪機(jī)一樣利用水的流動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。潮汐能發(fā)電原理潮汐能發(fā)電原理是利用海水的漲落變化，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，將水能轉(zhuǎn)化為電能。潮汐能原理1地球自轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力2月球引力月球引力對(duì)地球的影響3海水漲落海水受引力影響，產(chǎn)生潮汐4能量轉(zhuǎn)化潮汐能轉(zhuǎn)化為電能潮汐能是由于地球自轉(zhuǎn)和月球引力共同作用產(chǎn)生的。地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，而月球引力會(huì)對(duì)地球上的海水產(chǎn)生吸引力，導(dǎo)致海水在不同區(qū)域出現(xiàn)漲落，形成潮汐。潮汐能是指海水漲落過程中蘊(yùn)藏的能量，可以通過潮汐發(fā)電技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為電能。潮汐能技術(shù)潮汐能發(fā)電機(jī)潮汐能發(fā)電機(jī)利用潮汐水流的動(dòng)能發(fā)電，主要類型包括潮汐水輪機(jī)和潮汐渦輪機(jī)。潮汐能發(fā)電站潮汐能發(fā)電站將海灣或河口圍成水庫，通過閘門控制水位差，驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。能量轉(zhuǎn)換技術(shù)潮汐能發(fā)電技術(shù)包含水力機(jī)械、電力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將潮汐能轉(zhuǎn)換為電能。潮汐能應(yīng)用潮汐能是一種清潔、可再生能源，可用于發(fā)電、海水淡化和水產(chǎn)養(yǎng)殖。潮汐能發(fā)電站利用潮汐漲落產(chǎn)生的水位差驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。潮汐能還可用于海水淡化，將海水轉(zhuǎn)化為淡水。此外，潮汐能還可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，為海洋生物提供適宜的生長環(huán)境。氫能氫能是一種清潔高效的能源，它通過電解水或其他方法獲得。氫能的燃燒產(chǎn)物只有水，不會(huì)產(chǎn)生任何溫室氣體，因此具有環(huán)保的優(yōu)勢。氫能具有高能量密度和高效率，是未來能源的重要組成部分。氫能原理氫能是利用氫的化學(xué)能，通過燃燒或燃料電池轉(zhuǎn)化為電能或熱能的技術(shù)。氫能是未來能源發(fā)展的重要方向，具有清潔、高效、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)。1氫氣制備從水、甲烷、生物質(zhì)等原料制取氫氣2氫氣儲(chǔ)存將氫氣儲(chǔ)存在高壓罐、液態(tài)或金屬氫化物中3氫氣運(yùn)輸通過管道或罐車運(yùn)輸氫氣4氫能應(yīng)用在交通運(yùn)輸、電力、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用氫能氫能技術(shù)11.制氫技術(shù)主要包括電解水制氫、化石燃料制氫和生物制氫等。電解水制氫是目前最具潛力的制氫方法，通過電解水將水分子分解成氫氣和氧氣，具有高純度和零排放的優(yōu)勢。22.儲(chǔ)氫技術(shù)氫氣的儲(chǔ)存方式主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫三種。氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)較為成熟，但儲(chǔ)氫密度較低。液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)需要低溫高壓條件，成本較高。固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)具有更高的儲(chǔ)氫密度，但仍處于研發(fā)階段。33.氫能應(yīng)用氫能的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括交通、工業(yè)、電力、建筑和航空等。氫能作為一種清潔能源，可以有效減少碳排放，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。44.氫能安全氫能的安全性是其應(yīng)用的關(guān)鍵問題。氫氣具有易燃易爆的特性，需要采取相應(yīng)的安全措施，例如氫氣泄漏檢測、氫氣儲(chǔ)存安全管理等。氫能應(yīng)用交通運(yùn)輸氫燃料電池汽車可實(shí)現(xiàn)零排放，有效減少尾氣污染，有助于緩解能源危機(jī)。電力生產(chǎn)氫能可用于發(fā)電，為居民提供清潔能源，降低電力生產(chǎn)成本，提高能源利用效率。工業(yè)生產(chǎn)氫能可用于冶金、化工等領(lǐng)域，替代傳統(tǒng)燃料，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。家庭生活氫能可用于家庭生活，為家庭提供清潔能源，改善生活質(zhì)量，減少對(duì)化石燃料的依賴。新能源發(fā)展趨勢11.技術(shù)進(jìn)步新能源技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，效率提高，成本降低，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。22.政策支持各國政府積極推動(dòng)新能源發(fā)展，出臺(tái)優(yōu)惠政策，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場推廣。33.市場需求全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，對(duì)清潔能源的需求不斷增長，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。44.國際合作各國加強(qiáng)國際合作，共同應(yīng)對(duì)氣候變化，推動(dòng)