新能源发电有哪些,发电节能技术( 四 )



使用燃料电池发电, 是将燃料的化学能直接转换为电能, 不需要进行燃烧, 没有转动部件, 理论上能量转换率为100%, 装置无论大小实际发电效率可达40%~60%, 可以实现热电联产联用, 没有输电输热损失, 综合能源效率可达80%, 装置为集木式结构, 容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比, 非常灵活 。

燃料电池其原理与一般电池相同 。 其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成 。 不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部, 因此, 限制了电池容量 。 而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质, 只是个催化转换元件 。 因此燃料电池是名副其实的把化学能转化为电能的能量转换机器 。 电池工作时, 燃料和氧化剂由外部供给, 进行反应 。 原则上只要反应物不断输入, 反应产物不断排除, 燃料电池就能连续地发电 。

燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、易维护以及成本低的特点, 它不仅是汽车最有前途的替代清洁能源, 还能广泛用于航天飞机、潜艇、水下机器人、通讯系统、中小规模电站、家用电源, 又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给, 还能解决电网调峰问题 。 随着燃料电池的商业化推广, 市场前景十分广阔 。 人们预测, 燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四代发电方式, 它将引发21世纪新能源与环保的绿色革命 。

2005年, 从事燃料电池开发的公司总投资额已超过10亿美元 。 据统计, 2005年全球拥有50万个固定的(静止式)燃料电池装置, 到2010年, 将有250万户家庭使用燃料电池, 同时全球拥有60万台燃料电池汽车, 占世界汽车生产量的1% 。


2沼气发电

沼气具有较高热值, 与其他燃气相比, 抗爆性能较好, 是一种可再生的清洁能源 。 沼气一般在农村比较多使用, 传统上大多利用沼气取暖、炊事和照明 。 沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项新型沼气利用技术, 它将沼气用作发动机燃料, 驱动发电机产生电能 。 由于城市化进程大城市, 利用垃圾沼气发电也成为了可再生能源的一大热点 。 在我国, 上海, 北京, 深圳等大城市正在或准备建立垃圾沼气发电厂 。 我国第一家垃圾沼气发电厂是在1998年10月, 在杭州天子岭垃圾填埋场建成 。 在我国, 目前拥有1000万座沼气池 。 但总体上沼气应用范围不够广, 利用率也比较低 。 我国城市垃圾量以每年6%~7%的速度递增, 而我国90%以上的城市处理垃圾的方式采取的是填埋方式, 许多大城市垃圾填埋场日处理垃圾在千吨以上, 如果能变废为宝, 我国可以明显减少对化石能源的依赖, 减少石油进口 。

在国外, 沼气发电也是蓬勃发展, 在2006年12月12日, 世界上最大规模的利用垃圾沼气发电站在韩国建成并正式投入运营, 发电规模为50MW级, 这座沼气发电站生产的电力可为18万户家庭供电, 它将替代韩国每年50万桶重油进口 。 在此之前, 全世界50MW级的沼气发电站仅在美国有1座 。

随着沼气发电站的容量提高, 沼气发电并网运行将会对整个电力系统造成冲击, 继电保护相关问题也会随着容量提高而变得突出 。 文献[沼气发电机并网一次主接线及继电保护配置的探讨]阐述了沼气发电机并网的接线方式及保护配置问题 。

3潮汐发电

潮汐能发电的工作原理与一般的水力发电原理差不多 。 它建筑一条大坝把靠海的河口或者海湾与大海隔开, 形成一个大水库, 发电机组安装在拦海大坝里面, 大部分机器在地面下, 利用潮汐涨落的位能差来推动水力涡轮发电机组发电 。

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