環(huán)境能源發(fā)電

本書系統(tǒng)、全面地介紹了各種可再生能源發(fā)電技術(shù)，包括太陽能、風(fēng)能、海洋波浪能、海洋潮汐能、熱能和海洋熱能發(fā)電，同時(shí)還介紹了用于能源發(fā)電應(yīng)用和（或）并網(wǎng)的多種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多種類型的電力電子接口。此外，為了建立系統(tǒng)分析和建模的整體概念，全書還開發(fā)了一些仿真模型。

本書可用作可再生能源發(fā)電類專業(yè)本科生、研究生課程和相關(guān)培訓(xùn)課程的教材，也可作為能源發(fā)電、可再生能源、電力工程、電力電子以及相關(guān)行業(yè)的工程人員、研究人員和管理人員的參考資料。

原書前言

作者簡介

第1章 太陽能發(fā)電

第2章 風(fēng)能發(fā)電

第3章 潮汐能發(fā)電

第4章 海洋波浪能發(fā)電

第5章 海洋熱能發(fā)電 2100433B

作者: （美）Alireza Khaligh

出版社: 機(jī)械工業(yè)出版社

副標(biāo)題: 太陽能、風(fēng)能和海洋能

譯者: 閆懷志

出版時(shí)間: 2013.07

頁數(shù): 331頁

裝幀: 平裝

ISBN: 9787111421849

在中國，長期以來，發(fā)電能源構(gòu)成是以煤為主，其次是水能。由于中國能源資源以煤為主的特點(diǎn)，決定了在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)以煤為主的電源結(jié)構(gòu)不會有根本的改變?，F(xiàn)時(shí)，中國煤電在發(fā)電總量中的比例約在75%左右。隨著水能資源的進(jìn)一步開發(fā)利用和核電的發(fā)展，煤電的發(fā)電量比例將會有所下降。到2010年和2020年，中國發(fā)電能源構(gòu)成中煤電的發(fā)電量比例仍可能保持在70%以上。

大量的燃煤發(fā)電供熱，將會帶來運(yùn)輸與環(huán)保的沉重負(fù)擔(dān)。因此，中國將積極發(fā)展包括水能、核能、油、氣以及其他可再生能源、新能源在內(nèi)的各種電源，提高清潔能源的比重，實(shí)行電源多樣化，多種電源互補(bǔ)，既增加了發(fā)電量，又使動力資源得到優(yōu)化配置，經(jīng)濟(jì)合理地使用各種能源。

中國水能資源豐富， 可開發(fā)量居世界首位。截止1999年年底， 中國水電總裝機(jī)容量已達(dá)到7297萬kW，居世界第三位。但由于資源分布和電力負(fù)荷分布的不均衡，客觀上限制了水電的發(fā)展，致使其開發(fā)利用程度還不到15%，遠(yuǎn)低于世界22%的平均水平。水電是可再生的清潔能源， 是國家優(yōu)先發(fā)展的符合可持續(xù)發(fā)展要求的產(chǎn)業(yè)。根據(jù)中國政府的規(guī)劃， 2000年的水電裝機(jī)容量將達(dá)到7000萬kW; 到2010年， 要達(dá)到12500萬kW;2020年將超過21000萬kW。因此，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)， 中國水能資源的開發(fā)將保持一個(gè)較快速度， 水能在發(fā)電能源構(gòu)成中的比例呈上升的趨勢。

中國核電的起步較晚。首先是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海缺能地區(qū)建設(shè)核電，這不但有利于核電的發(fā)展，而且對緩和該地區(qū)的能源供需矛盾和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮有著重大經(jīng)濟(jì)和社會意義。由于建設(shè)資金的短缺， 到2000年， 中國核電的裝機(jī)規(guī)模只能保持現(xiàn)有210萬kW的水平，核電量約150億kW·h。“九五”期間，經(jīng)國家批準(zhǔn)新開工的有4個(gè)核電站， 裝機(jī)總?cè)萘繛?40萬kW。為取得下世紀(jì)初核電有較大的發(fā)展，中國將規(guī)劃增加新的核電站，并采取有效措施，加快核電裝置國產(chǎn)化進(jìn)程。2010年中國核電裝機(jī)總?cè)萘磕繕?biāo)為1600萬kW，發(fā)電量達(dá)到1000億kW小時(shí)，核電在電源結(jié)構(gòu)中的比例可由1%提高到4%。

在燃油、氣發(fā)電方面，根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展和國際油價(jià)低位的情況，采用燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，充分利用國際和國內(nèi)兩種資源和兩個(gè)市場，適當(dāng)發(fā)展油電和氣電，是實(shí)行多種電源互補(bǔ)的有效辦法之一。中國在70年代曾建設(shè)一批燃油電廠，后因石油供應(yīng)短缺，部分改為燒煤。1985年后，一些地區(qū)因缺電安裝了柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，使燃油、燃?xì)鈾C(jī)組容量有較大的增加，1994年有1274萬kW，約占火電裝機(jī)容量的8.5%，僅廣東一省就有燃油機(jī)組容量514萬kW，占全國總量的40%。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的投資相對較少，建設(shè)工期短，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中效率高，作為必要的補(bǔ)充電源，承擔(dān)峰荷和系統(tǒng)備用，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組除了燃用油、氣，今后還可以利用煤炭氣化氣。因此，從電力發(fā)展戰(zhàn)略角度考慮，中國將會在有油、氣資源的地區(qū)或有進(jìn)口油、氣條件的峰谷差矛盾較大的電網(wǎng)中，根據(jù)系統(tǒng)電力負(fù)荷特性和發(fā)電能源優(yōu)化組合的原則，適當(dāng)配置油電和氣電。

此外， 中國還將積極利用新能源和其他可再生能源發(fā)電。中國可供開發(fā)利用的風(fēng)能資源約有1.6億kW，可供開發(fā)的地?zé)崮?50萬kW，潮汐能在2000萬kW以上。雖然這些能源的開發(fā)利用尚處于試驗(yàn)研究和示范應(yīng)用階段，暫難以成為較大規(guī)模的工業(yè)能源，但可以解決大電網(wǎng)覆蓋不到的廣大邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧漁民的生產(chǎn)和生活用電問題。預(yù)計(jì)到2010年可裝機(jī)250萬kW， 提供100億kW·h的電量。 2100433B

在發(fā)電用能源總消費(fèi)量中各類能源所占比例，通常以各類能源發(fā)電量和裝機(jī)容量在總發(fā)電量和裝機(jī)容量中的比例來表示，亦稱電源結(jié)構(gòu)。用于發(fā)電的能源主要有煤、石油、天然氣、核能、水能等。發(fā)電能源的構(gòu)成隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化。如核能作為發(fā)電能源，是核技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域中成熟應(yīng)用的結(jié)果。1995年全世界電力裝機(jī)容量為30.58億kW中，火電占65.1%，水電占23.2%，核電占11.4%，地?zé)犭娬?.3%。與1985年相比，核電增加了1.1個(gè)百分點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可用于發(fā)電的新能源也逐步得到應(yīng)用。

地?zé)岚l(fā)電是把地下熱能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，然后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的生產(chǎn)過程。根據(jù)地?zé)崮艿膬Υ嫘问?，地?zé)崮芸煞譃檎羝汀崴?、干熱巖型、地壓型和巖漿型五大類。從地?zé)崮艿拈_發(fā)和能量轉(zhuǎn)換的角度來說，上述五類地?zé)豳Y源都可以用來發(fā)電，但開發(fā)利用得較多的是蒸汽型及熱水型兩類資源。

地?zé)岚l(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是：一般不需燃料，發(fā)電成本在多數(shù)情況下比水電、火電、核電都要低，設(shè)備的利用時(shí)間長，建廠投資一般都低于水電站，且不受降雨及季節(jié)變化的影響，發(fā)電穩(wěn)定，可以極大地減少環(huán)境污染。

利用地下熱水發(fā)電主要有降壓擴(kuò)容法和中間介質(zhì)法兩種。

(1)降壓擴(kuò)容法。降壓擴(kuò)容法是根據(jù)熱水的汽化溫度與壓力有關(guān)的原理而設(shè)計(jì)的，如在0.3絕對大氣壓下水的汽化溫度是68.7℃。通過降低壓力而使熱水沸騰變成蒸汽，以推動汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)電。

(2)中間介質(zhì)法。中間介質(zhì)法是采用雙循環(huán)系統(tǒng)，即利用地下熱水間接加熱某些“低沸點(diǎn)物質(zhì)”來推動汽輪機(jī)做功的發(fā)電方式。如在常壓下水沸點(diǎn)溫度為100℃，而有些物質(zhì)如氯乙烷和氟里昂在常壓下的沸點(diǎn)溫度分別為12.4℃及-29.8℃，這些物質(zhì)被稱為“低沸點(diǎn)物質(zhì)”。根據(jù)這些物質(zhì)在低溫下沸騰的特性，可將它們作為中間介質(zhì)進(jìn)行地下熱水發(fā)電。利用“中間介質(zhì)”發(fā)電方既可以用100℃以上的地下熱水（汽），也可以用100℃以下的地下熱水。對于溫度較低的地下熱水來說，采用“降壓擴(kuò)容法”效率較低，而且在技術(shù)上存在一定困難，而利用“中間介質(zhì)法”則較為合適。