什么是可再生能源?其类型有哪些
可再生能源指的是在自然界可以循环再生,取之不尽,用之不竭的能源。比较常见的可再生能源有太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。
不同类型的可再生能源
通过使用以下类型的可再生能源,我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源,还将有助于减少污染。
1.太阳能
当我们想到可再生能源时,太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天,太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终,其中一些到达了地球,我们可以以各种不同的方式利用它。
尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一,但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告,该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。
太阳能光伏
太阳能光伏(PV)是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里,太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后,他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。
这样的太阳能光伏板可以发电。
我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电,供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里,大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。
太阳能热
太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里,我们可以利用来自太阳的能量来加热流体(例如水)。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型,称为“平板”和“真空管”收集器。
太阳能热真空管集热器。
太阳能热电厂也存在,可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中,然后沸腾并产生蒸汽。然后,蒸汽能够为涡轮机提供动力,涡轮机使发电机转动,从而产生电能。
2.风能
风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来,我们一直以风船和风车的形式利用风。如今,我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。
许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置,它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合,可以在陆地(陆上风电场)和海上(海上风电场)中找到。
风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24%,太阳能达到20%。
这样的风力涡轮机可以发电。
3.地热能
地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面,从太阳吸收热量。在地球深处,岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。
家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时,它吸收了地面的热量,并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。
地热热泵使用类似的管道来加热水。
地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中,然后再产生蒸汽,然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效,例如火环。由于这一地理限制,地热发电不如太阳能,风能和水力发电受到欢迎。
4.水能
水能包括利用流动的水来发电。数百年来,我们一直以水车的形式使用该技术。如今,我们主要将其用于发电。
水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括:
水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水,在此过程中旋转涡轮机。
潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出,涡轮机旋转,然后借助发电机发电。
波浪动力–比上面的动力少,但具有利用波浪动能的潜力。在这里,大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时,它们能够将波浪能转化为电能。
在考虑可再生能源时,我们经常忽略水力发电。但是,根据IRENA的2019年报告,到2018年底,水能占可再生能源发电能力的50%。这不仅仅是太阳能和风能的总和!
截至2018年底,水力发电容量最高的三个国家是中国,巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦,领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。
这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。
5.生物质能
生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种:
木材–就发电而言,主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑,锯末,原木和树皮。
作物-包括小麦,玉米,甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物,例如油菜籽,油菜籽,大豆和向日葵。
动物与人类废物–包括肥料,污水,泥浆和动物垫料。
园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。
就生物能源而言,我们可以以不同的方式利用以上内容。
生物质能
在这里,木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽,该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤,石油或天然气的传统发电厂的过程类似。
生物燃料
我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料,例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中,以替代汽油和柴油。
沼气
这使用了称为“厌氧消化”的过程,该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热,它分解得更快并产生甲烷。然后,我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖,有时用于运输。
像这样的厌氧消化池可以产生沼气。
生物能源问题
关于生物质是否可再生存在一些争论。但是,通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持,它所使用的有机物就会一直存在。
当然,生物质确实会带来一些环境影响,应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳,但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。
回顾
随着全球能源需求逐年增加,寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能,风能,地热能,水能和生物质能可以帮助实现这一目标。
可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势,因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。
华能热电厂和新能源厂相比较新能源厂好。新能源厂是未来发展的方向。热电厂,是在发电的同时,还利用汽轮机的抽汽或排汽为用户供热的火电厂。主要工作原理是利用火力发电厂发电后的热水,经过再次加热后供暖。新能源厂经营范围广泛,锂电池、MP3、手机、蓝牙以及电动汽车等。利用可再生能源进行加工再生产的生产经营性活动,均属于新能源厂经营范畴。新能源的含义较为广泛,潮汐能、太阳能、风能、聚变核能等可再生能源都属于新能源。现在普遍采用的能源方式是传统能源,燃油汽车,而新能源汽车是采用电力驱动的,因而称之为新能源电动汽车。采用烧煤和天然气发电的发电厂也是利用传统能源,而用风力、太阳能发电的发电厂就是新能源发电厂。
2)水力发电,目前占发电总量的第二位。
3)核能发电,用核燃料。
4)风力发电,属于可再生能源利用。
5)太阳能发电,有两种主要形式,一是用光伏电池、二是用热电交换,属于可再生能源利用。
6)潮汐发电,利用潮汐的能量发电,属于可再生能源利用。
7)其他形式还很多,特别在可再生能源利用、余热利用方面,如有马路发电——在马路下埋设压电陶瓷,利用车辆对马路的压力变化,产生电能;利用锅炉等其他形式的余热发电……
发电厂的分类:
火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂
火力发电厂:火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。火力发电的发电机组有两种主要形式:利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机旋转带动发电机发电,称为汽轮发电机组;燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电,称为燃气轮机发电机组。火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。
水力发电厂:水力发电是将高处的河水(或湖水、江水)通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电。以水轮发电机组发电的发电厂称为水力发电厂。
核能发电厂:核能发电是利用原子反应堆中核燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽(代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂称为核能发电厂。
风力发电场:利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电,由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电场地称为风力发电场。
发电厂的作用:
通过化学及物理的方式,将各种能源转换为电能,就是发电厂的功能。如通过化学方式将煤炭、石油和天然气转换为电能;而通过物理方式将太阳能、风能等转换为电能。通过线路将电能送到各家各户,就可以转换为热能、光能、动能等等。
分类
水力发电厂
利用水流的动能和势能来生产电能,简称水电厂。水流量的大小和水头的高低,决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析,其过程为:水能→机械能→电能。实现这一能量转换的生产方式,一般是在河流的上游筑坝,提高水位以造成较高的水头;建造相应的水工设施,以有效地获取集中的水流。水经引水机沟引入水电厂的水轮机,驱动水轮机转动,水能便被转换为水轮机的旋转机械能。与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能,并由发电厂电气系统升压送入电网。建造强大的水力发电厂时,要考虑改善通航和土地灌溉以及生态平衡。水电厂按电厂结构及水能开发方式分类有引水式、堤坝式、混合式水电厂;按电厂性能及水流调节程度分类有径流式、水库式水电厂;按电厂厂房布置位置分类有坝后式、坝内式水电厂;按主机布置方式分类有地面式、地下式水电站。水力发电厂建设费用高,发电量受水文和气象条件限制,但是电能成本低,具有水利综合效益。水轮机从启动到带满负荷只需几分钟,能够适应电力系统负荷变动,因此水力发电厂可担任系统调频、调峰及负荷备用。
小水电
从容量角度来说处于所有水电站的末端,它一般是指容量5万千瓦以下的水电站。世界小水电在整个水电的比重大体在5%-6%。中国可开发小水电资源如以原统计数7000万kW计,占世界一半左右。而且,中国的小水电资源分布广泛,特别是广大农村地区和偏远山区,适合因地制宜开发利用,既可以发展地方经济解决当地人民用电困难的问题,又可以给人带来可观的效益回报,有很大的发展前景,它将成为中国21世纪前20年的发展热点。
世界上,许多发展中国家都制订了一系列鼓励民企小水电的政策。由于小水电站小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种政策的鼓励下,全国掀起了一股建设小水电站的热潮,由于全国性缺电严重,民企小水电如雨后春笋,悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的,2003年开始,特大水电项目也开始向民资开放。根据和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划,中国将对民资小水电以及小水电发展给予更多政策。中国小水电可开发量占全国水电资源可开发量的23%,居世界第一位。
火力发电厂
利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能来生产电能,简称火电厂。从能量转换的观点分析,其基本过程是:化学能→热能→机械能→电能。世界上多数国家的火电厂以燃煤为主。煤粉和空气在电厂锅炉炉膛空间内悬浮并进行强烈的混合和氧化燃烧,燃料的化学能转化为热能。热能以辐射和热对流的方式传递给锅炉内的高压水介质,分阶段完成水的预热、汽化和过热过程,使水成为高压高温的过热水蒸气。水蒸气经管道有控制地送入汽轮机,由汽轮机实现蒸气热能向旋转机械能的转换。高速旋转的汽轮机转子通过联轴器拖动发电机发出电能,电能由发电厂电气系统升压送入电网。
原子能发电厂
利用核能来生产电能,又称核电厂(核电站)。原子核的各个核子(中子与质子)之间具有强大的结合力。重核分裂和轻核聚合时,都会放出巨大的能量,称为核能。技术已比较成熟,形成规模投入运营的,只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂。从能量转换的观点分析,是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。
太阳能发电厂
太阳能发电厂是一种用可再生能源——太阳能来发电的工厂,它利用把太阳能转换为电能的光电技术来工作的。德国利用太阳能来发电可供55万个家庭用电所需,是利用太阳能发电的世界冠军。
风能发电厂
截止到2003年底,全国风能资源丰富的14个省(自治区)已建成风电场40座,累计运行风力发电机组1042台,总容量达567.02MW(以完成整机吊装作为统计依据)。
垃圾发电厂
垃圾发电作为火力发电的一种,截至2007年底,中国垃圾焚烧发电厂总数已达75座,其中建成50座,在建25 垃圾焚烧发电厂的收益稳定、运营成本低廉并享有一定的税收政策,能给者带来稳定的收益,但是垃圾发电带来的环境问题不容忽视。
地热发电厂
地热能是指贮存在地球内部的可再生热能,一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散,因此开发难度很大。由于地热能是储存在地下的,因此不会受到任何天气状况的影响,并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点,随时可以采用,不带有害物质,关键在于是否有更先进的技术进行开发。地热能在全球很多地区的应用相当广泛,开发技术也在日益完善。对于地热能的利用,包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热,同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电,利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等,这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟,而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力,但是地热能的勘探和提取技术还有待改进。
在电力系统中起主导作用的是火力、水力和原子能发电厂。