什么是可再生能源

我只接触过可再生能源中的风能：风电机组的出力是一个与风速有关的随机变量，因此，风速的预测是风电出力预测最主要的方面。但是由于风能的随机性、波动性和间歇性，国内还没有研制出很精确风电厂出力短期预测系统，通常目前风电场风速预测的误差在25%~40%左右，因此给你提供一个简单、精度不高的：

假设风电厂出力与风速关系如图1所示，其切入风速、切出风速、额定风速分别为3、25、14m/s。取风电场模型中风速服从正态分布，均值为7.5，方差为2。如此可建立起24h内风电场的出力预测模型。根据这个我基于MATLAB简单建立模拟风电场24小时出力模型如图2所示，希望对您有帮助。

这种方法简答易行，但是不够精确，可以令风电机组的备用容量为其额定容量的30%来考虑

2、风能。人类已经使用了风力几百年了。如风车，帆船等。风能是空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式。风能利用是综合性的工程技术，通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。

3、太阳能。自古人类懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。而在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，可以利用光热转换和光电转换两种方式，如太阳能发电。另外，广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

4、地热能。人类在很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖，以及烘干谷物等。

可再生能源的五种有：

1、太阳能发电

太阳能是一种可再生能源，五千多年来，一直在人类的生产生活中发挥巨大作用。随着时间的推移，太阳能的用途发生了很大变化，从取暖到为太空中的卫星供电。

但是，目前家庭房屋和各类建筑中，仍然缺乏能效高且价格低廉的太阳能发电设备。

太阳能电池板的工作方式非常简单，它是由数百万个太阳能电池组成的面板。当太阳照射到这些电池板时，通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能。

这些电能可以为家庭供电，并且价格十分低廉。

2、风力发电

人们看向大海时，会发现海平面上有很多风力涡轮机。虽然它们可能不是最吸引人的，但它们效率非常高。因为欧洲和一些地区有绵延不绝的海岸线，所以风力发电在这些地方比较普遍。

风力涡轮机就像喷气发动机的进气口。当空气进入时，首先会遇到一套固定的叶片，它能把空气引导进一套可转动的叶片。

空气推动叶片并出现在另一边，此时空气流动的速度比在涡轮机外流动的速度更慢。遮蔽物做成合适的形状，以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。

快速流动的空气加速缓慢移动的空气，使涡轮机叶片后的区域变成低气压，以吸纳更多的空气通过它们。

3、水力发电

水力发电系利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。水的高度，水的重量，甚至水的流动速度都可以用来发电。

地球上有大量的河流和不同类型的水流，这意味着我们可以大量安装水力发电站。

4、生物质能

生物质能的应用在日常生活中越来越普遍。生物柴油可以为汽车、公共汽车和商业车辆提供动力；生物质发电机可以提供家庭用电，此外，人们每天都发现新的生物质能。

5、地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。

因为放射性粒子会慢慢衰变，所以地热能是一种可再生能源。并且只要地球还在旋转，地热能就会一直存在，完全不用担心它们会耗尽。

1、太阳能：直接来自于太阳辐射。

2、生物能：由绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在体内，可沿食物链单向流动，最终转化为热能散失掉。

3、风能：由太阳辐射提供能量，因冷热不均产生气压差异，导致空气水平运动——风的形成。

4、水能：由太阳辐射提供能量，产生水循环，来自海洋的暖湿空气，受热上升，太阳能转化为势能，当在高山上形成降水后，水往低处流，势能转化为动能，就是水能。

5、海洋能：包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力，波浪、洋流的能量主要是受风的影响。

6、地热能：来自于地球内部放射性元素的衰变。

上述能源都是可再生能源，而且是直接来自于自然界的一次能源。楼上有提到氢能的，它应属于可再生能源，因为生产氢能的原料是取之不尽、用之不竭的。但它是经过人类加工的二次能源。如果这样举例的话，沼气、焦炭、蒸汽（蒸汽机的动力）也是可再生能源。

非可再生能源：煤、石油、天然气、核矿石等一次能源，以及汽油、柴油、煤油等二次能源。

在”通过自动化实验和数据科学发现复杂氧化物”中，我们与加州理工学院能源部（DOE）能源创新中心人工光合作用联合中心（JCAP）的合作伙伴合作，我们提出了使用快速材料合成和表征的新方法对新的复杂结晶金属氧化物进行系统搜索。使用定制的喷墨打印机打印具有不同金属比例的样品，我们能够生成超过350k种不同的成分，我们发现其中许多具有有趣的特性。一个基于钴，钽和锡的例子，在强酸电解质中表现出可调的透明度，催化活性和稳定性，这是可再生能源技术中罕见的重要特性组合。为了刺激该领域的持续研究，我们发布了一个由九个光学吸收测量通道组成的数据库，这些通道可以用作有趣特性的指标，涵盖108个3-金属氧化物系统的376，752种不同成分，以及确定各种技术应用最有前途的成分的模型结果。

材料科学中感兴趣的100种特性与增强现有技术和创造新技术有关，从电，光学和磁性到热和机械。传统上， 探索 目标技术的材料涉及一次只考虑一种或几种这样的特性，从而导致许多并行工作，其中正在评估相同的材料。用于材料属性预测的机器学习（ML）已经成功部署在许多这些并行工作中，但这些模型本质上是专门的，无法捕获预测问题的通用性。我们没有问传统问题，即ML如何帮助为特定属性找到合适的材料，而是应用ML来查找对于任何给定属性可能例外的候选材料列表。此策略将高通量材料实验与物理感知数据科学工作流相结合。

实现这一策略的一个挑战是，寻找新的结晶金属氧化物的空间是巨大的。例如，无机晶体结构数据库（ICSD）列出了由单一金属和氧组成的氧化物中存在的73种金属。仅仅通过制造这些金属的各种组合来产生新的化合物，将产生62，196种可能的3金属氧化物体系，其中一些将包含几种独特的结构。此外，如果改变每种金属的相对数量，则可能的组合集将大几个数量级。

然而，虽然这个搜索空间很大，但这些新型组合物中只有一小部分会形成新的晶体结构，大多数只是导致现有结构的组合。虽然这些结构组合对于某些应用来说可能很有趣，但目标是找到核心的单结构组合。在可能的3金属氧化物体系中，ICSD报告只有2，205个具有实验证实的成分，这表明绝大多数可能的成分要么尚未被 探索 ，要么产生了负面结果，并且尚未发表。在目前的工作中，我们不直接测量新材料的晶体结构，而是使用高通量实验来实现基于ML的推断，即在哪里可以找到新结构。

尽快 探索 大片化学空间。虽然传统的合成技术，如物理气相沉积可以产生高质量的薄膜，但我们决定重新使用已经优化的现有技术，以非常快速地混合和沉积少量材料：喷墨打印机。我们通过将金属硝酸盐或金属氯化物溶解到油墨溶液中，使每个金属元素都可以打印。然后，我们在玻璃板上打印了一系列线条，其中印刷中使用的元素的比例根据我们的实验设计沿着每条生产线变化，以便我们可以为每个板生成数千种独特的成分。然后将几个这样的板干燥并在一系列烤箱中一起烘烤以氧化金属。由于印版的印刷、干燥和烘烤具有固有的可变性，我们选择印刷每份组合物的10份副本。即使有这种复制水平，我们仍然能够比传统的气相沉积技术快100倍的新型组合物。

以这种速度制作样品时，很难找到可以跟上的表征技术。为特定目的设计材料的传统方法需要花费大量时间来测量每种组合的相关特性，但为了使分析跟上我们的高通量打印方法，我们需要更快的东西。因此，我们构建了一种定制显微镜，能够在九个离散波长下拍照，范围从紫外线（385nm），到可见光，再到红外线（850nm）。该显微镜在项目过程中产生了超过20 TB的图像数据，我们用它来计算每个样品在每个波长下的光学吸收系数。虽然光吸收本身对于太阳能收集等技术很重要，但在我们的工作中，我们感兴趣的是光学吸收与波长作为每种材料的指纹。

在生成了376，752个不同的组合之后，我们需要知道哪些实际上很有趣。我们假设，由于材料的结构决定了其性质，当材料性质（在这种情况下，光学吸收光谱）以非平凡的方式变化时，这可能表明结构变化。为了测试这一点，我们构建了两个ML模型来识别潜在有趣的组合。

随着金属氧化物中金属成分的变化，所得材料的晶体结构可能会发生变化。结晶成相同结构的成分图，我们称之为相，是”相图”。第一个模型，即”相图”模型，是一个基于物理学的模型，它假设热力学平衡，它对可以共存的相数施加限制。假设结晶相组合的光学性质随每个结晶相的比率线性变化，则该模型将生成一组最适合光学吸收光谱的相。相图模型涉及对热力学允许的相图空间进行全面搜索。第二个模型试图通过识别无法用1金属或2金属氧化物信号的线性组合来解释的3金属氧化物吸收光谱来识别”涌现特性”。

最后，我们对108个3金属氧化物系统进行了系统的组合扫描，发现其中51个系统表现出有趣的行为。在这108个系统中，只有1个在ICSD中具有实验报告的条目。我们对一个未开发的系统Co-Ta-Sn氧化物进行了深入的实验研究。在高通量工作流程的指导下，我们通过X射线衍射验证了新固体溶液系列的发现，使用通用技术（物理气相沉积）成功重新合成了新材料，验证了Co高达30%的组合物中令人惊讶的高透明度，并进行了后续电化学测试，证明了水氧化的电催化活性（从水中合成氢燃料的关键步骤）。催化剂对水的氧化测试比我们高通量工作流程中的光学筛选要昂贵得多，尽管光学性质和催化性质之间没有已知的联系，但我们使用光学性质分析来选择少量成分进行催化剂测试，展示了我们的高水平概念，即使用一个高通量工作流程来为几乎任何目标技术下选择材料。

结论 Co-Ta-Sn氧化物的例子说明了快速寻找新材料是开发改进技术的重要一步，例如那些对氢气生产至关重要的技术。 我们希望这项工作能激励材料社区——对于实验者来说，我们希望激发积极扩展高通量技术的创造力，而对于计算学家来说，我们希望提供一个丰富的数据集，其中包含大量负面结果，以更好地为ML和其他数据科学模型提供信息。

再生能源有：

1、太阳能发电

太阳能是一种可再生能源，5000多年来，一直在人类的生产生活中发挥巨大作用。随着时间的推移，太阳能的用途发生了很大变化，从取暖到为太空中的卫星供电。但是，目前家庭房屋和各类建筑中，仍然缺乏能效高且价格低廉的太阳能发电设备。

2、风力发电

风力涡轮机就像喷气发动机的进气口。当空气进入时，首先会遇到一套固定的叶片，它能把空气引导进一套可转动的叶片。空气推动叶片并出现在另一边，此时空气流动的速度比在涡轮机外流动的速度更慢。

遮蔽物做成合适的形状，以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。快速流动的空气加速缓慢移动的空气，使涡轮机叶片后的区域变成低气压，以吸纳更多的空气通过它们。

3、水力发电

水力发电系(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。水的高度，水的重量，甚至水的流动速度都可以用来发电。

地球上有大量的河流和不同类型的水流，这意味着我们可以大量安装水力发电站。

4、生物质能

生物质能的应用在日常生活中越来越普遍。生物柴油可以为汽车、公共汽车和商业车辆提供动力；生物质发电机可以提供家庭用电，此外，人们每天都发现新的生物质能。

5、地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。因为放射性粒子会慢慢衰变，所以地热能是一种可再生能源。并且只要地球还在旋转，地热能就会一直存在，完全不用担心它们会耗尽。

二次能源：如:汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、热水…

非可再生能源：如:煤、石油、天然气、核能……

可再生能源：如：太阳能、生物能、水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能……

常规能源：水能、生物能、煤炭、石油、天然气等

新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能、核能等

来自地球以外天体的能量：太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石油、天然气、生物能等

来自地球本身的能量： 核能、地热、温泉等