可再生能源小知识

常规可再生能源发电项目包括：风电、光伏电站、生物质电站、地热能电站和海洋能电站等。

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人类为了在宇宙中生活，除了水和食物之外，还需要呼吸用氧气、氢气作为燃料，以及各种活动所需的电力。为了在没有从地球补给的情况下在宇宙中得到它们，利用太阳能将水电解制造氧和氢的高压水电解系统和构建由氧和氢产生电和水的燃料电池系统的“循环型再生能源系统”是解决方案之一。

因此，JAXA和本田于2020年11月签订了3年（2020年-2022年度）的共同研究协定，并将利用本田所拥有的高压水电解技术和燃料电池技术，推进关于月球上有人据点（Gateway）和月面循环型再生能源系统的研究。

在本次联合研究中，JAXA将负责根据本田一直在研究的Gateway制氧和月球移动车辆供电的任务场景和要求设置审查条件。本田表示负责技术研究实现任务和场景。2021 年度，将通过试生产进行评估，同时研究与 2020 年度研究中确定的循环可再生能源系统要素技术相关问题的可行性。此外，他们还计划利用这一结果来检验计划于2022年使用的系统的可行性。

JAXA和本田联合研究的循环可再生能源系统是将高压水电解系统和燃料电池系统相结合的系统，假设可以通过太阳能和水连续生产氧气、氢气和电力。

具体来说，利用太阳能，通过高压水电解系统电解水，产生氧气和氢气。假设在载人基地工作的人将使用氧气进行呼吸，氢气将用作在月球上起飞和降落的运输机的燃料。还设想氧气和氢气将用于在燃料电池系统中发电，并为有人基地和移动车辆供电。

本田的高压水电解系统，因为不需要压缩氢的压缩机，所以体积小、重量轻，也有助于降低作为宇宙运输大课题的装载容量和质量。本田长年致力于氢技术的研究开发，2002年开始在世界范围内首次租赁销售FCV（燃料电池 汽车 ）。另外，还开发并设置了使用高压水电解系统的智能氢站。循环型再生能源系统的目标是活用这些技术来实现。

JAXA理事有人宇宙技术部门部长佐佐木宏表示，“随着日本政府决定参与Artemis计划，JAXA正着手进行任务开发和系统研究，以实现全面的月球探测。氧气、氢气, 并且在太空中运行需要电力，但是随着循环再生能源系统的实现，水可以在太空中获取它们而无需从地球和太空中补充它们。预计JAXA的活动将有希望利用本田和 JAXA 的优势，稳步推进这项联合研究。”。

本田技术研究所执行董事先进力量组合·能源研究所负责人武石伊久雄表示，“本田的目标是实现富裕的可持续型的 社会 ，在地上、海洋、天空以及宇宙中，‘为所有人提供‘扩大生活的可能性’。这次的共同研究，是活用至今为止培养的技术，将人的生活圈扩大到宇宙，扩大人的可能性的挑战。此外，循环型再生能源系统为了对地上的碳中性有很大贡献的技术，将在宇宙这一终极环境中磨练技术，并将其成果反馈给地面”。

公司聚乳酸产品处于建设期内，聚乳酸(PLA)产品是一种以可再生植物资源如蔗糖、玉米、木薯或秸秆等为原料，通过糖化、发酵、聚合而生成的全生物基、可生物降解的聚酯产品，可替代化石基来源的塑料聚酯，为环境友好型材料。

2、吉鑫科技601218：10月29日消息，吉鑫科技收盘于5，32元，涨9，92%。7日内股价上涨13，53%，总市值为52亿元。

3、中利集团002309：10月29日消息，中利集团开盘报价5，48元，收盘于5，67元，涨7，8%。当日最高价5，79元，最低达5，39元，总市值49，43亿。

根据《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》，2020年之前，国家将重点在16个省的471个县约3，5万个建档立卡贫困村，如采用村级光伏电站方式，每位扶贫对象的对应项目规模标准为5KW，这无疑是一个巨大的市场容量。

4、北巴传媒600386：10月29日消息，北巴传媒开盘报价3，45元，收盘于3，62元。5日内股价上涨0，55%，总市值为29，19亿元。

公告显示，银隆新能源主要从事钛酸锂材料、钛酸锂动力电池、电动汽车核心部件、电动汽车整车、电动汽车充电设备的研发、生产及销售；同时，珠海银隆基于在钛酸锂电池领域的技术积累，将业务拓展至储能领域，为电网、可再生能源发电系统、移动通信营运商等提供储能及调峰调频系统设备的系统集成服务。

5、*ST猛狮002684：10月29日，ST猛狮开盘报价6，49元，收盘于6，49元，涨5，02%。今年来涨幅上涨53%，总市值为36，82亿元。

拓展资料：可再生能源（英语：Renewable Energy）是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，是取之不尽，用之不竭的能源，是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源，对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。

可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。

风能。风能是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿，风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示，我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦，主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外，我国海上风能资源也很丰富，初步估计是陆地风能资源的3倍左右，可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。

太阳能。太阳能是指太阳所负载的能量，它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有：光伏（太阳能电池）发电系统，将太阳能直接转换为电能；太阳能聚热系统，利用太阳的热能产生电能；被动式太阳房；太阳能热水系统；太阳能取暖和制冷。

小水电。水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。小水电在我国是指总装机容量小于或等于5万千瓦的水电站。

生物质能。生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。

地热能。地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能，它可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。根据测算，全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。

海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如，潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力，涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成温差，从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。

从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言，太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过，由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力，科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源，可以利用的仅占微乎其微的比例，因而，继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化，逼使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展，依仗能源的可持续供给，这就必须研究开发新能源和可再生能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时（3.78× 1024J），相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本，是新能源开发中面临的重要问题。

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦，列世界第三位，有广阔的开发前景。风能是一种自然能源，由于风的方向及大小都变幻不定，因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。

对于核电站，人们有许多误解，其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变，核燃料是铀、钚等元素，核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质，例如钍，本身并非核燃料，但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。

近年来，许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，尤其是近年来，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，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，特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年，根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。

氢是一种二次能源，一种理想的新的含能体能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水，其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库，仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015 标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力，新技术业已成熟，并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面，未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的，不受天气状况的影响，既可作为基本负荷能使用，也可根据需要提供使用。

海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年，法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气，推动风力发动机组发电的装置，把1千瓦的电力送到岸上，开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。

此外，还有生物质能，是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量，目前发展中的开发利用技术主要是，通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等，通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等，通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。

能源是现代社会赖以生存和发展的基础，清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国是能源消耗大国， 2000年一次能源消费量为7.5亿吨油当量，仅次于美国成为世界第二人能源消费国，到本世纪中叶中国全面达到小康水平时，一次能源的消费量将达到30多亿吨油当量。然而目前中国人均一次能源的消费量不到美国的1／18，仅为世界平均水平的1／3。与世界一次能源构成不同的是中国以煤为主，煤占一次能源的比例为63.6%，由于煤的高效、洁净利用难度大，使用过程中已对人类的生存环境带来严重的污染。另一方面中国人均能源资源严重不足，人均石油储量不到世界平均水平的1／10，人均煤炭储量仅为世界平均值的1／2。预计到2010年，中国石油供需缺口1亿吨，天然气缺口400亿立方米。因此，开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。

近日在上海举行的第三届中国国际进口博览会期间，东芝多位高管对澎湃新闻表示，除了已提出“氢能源 社会 ”愿景的日本本土之外，东芝非常看好氢能在中国的发展前景。

放眼全球，日本是近年来最热衷于发展氢能的国家之一。日本“氢能基本战略”提出，到2030年要确立国内可再生能源制氢技术，构建国际氢能供应链，长期目标是利用碳捕获（CCS）技术实现平价化石燃料的脱碳制氢和可再生能源制氢。对于能源自给率低的日本而言，用零碳排的可再生能源来制取清洁高效、较易储运的氢能，无疑是“后福岛时代”得以兼顾能源安全和碳中和目标的理想选择。

日本能源转型历程

“东芝早在50年前就已经开始做氢能方面的技术研发，进行相关技术储备。我们在40年前推向市场的产品，已经有氢能利用的影子。”负责氢能业务的东芝（中国）有限公司营业总监张童对澎湃新闻表示，早年东芝的制氢路线是烃类醇类重整制氢。但在零碳理念下，该公司内部近十年间全面提升氢能体系，东芝燃料电池体系全部是纯氢燃料电池。

据介绍，东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex已累计在日本国内交付100台以上。这种100kW的模块化单元可根据需求灵活组合，启动时间不到5分钟，高效将管道或气罐中的氢气转化为电能和热能。

东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex累计在日本交付100台以上

典型场景如东芝的新氢能综合应用中心，利用太阳能电解水制备氢气，并直接将其应用在东芝的日本府中工厂的燃料电池物流叉车上。这样，不但燃料电池物流叉车在运转时不排放二氧化碳，而且，因为使用了通过可再生能源制取的氢气作为燃料，从制氢到氢利用的全程实现了零碳排。

当突发灾难时，这套小型分布式能源亦可大显身手，作为一条生命线为300名受灾群众提供一周的电力和热水供应。

纯氢固然样样好，但目前在全球范围内仍受居高不下的成本所困。据澎湃新闻了解，上述在日本落地的东芝纯氢燃料电池系统均为有日本政府政策支持的项目。

张童表示，全球可再生能源快速发展，但风电、光伏始终存在间歇性问题。尤其在中国，风电、光伏装机的迅猛增长对电网调峰要求巨大，弃风、弃电的问题屡见不鲜。若将这部分电力转换成氢能储存起来，在需要时再调取，就是一个最理想的结合。“可再生能源与电解质制氢技术结合起来，制出来的氢完全是绿色的。”

他认为，在该领域，东芝的所长是对电力系统、电子设备、控制系统的深入了解和对氢的长期技术积累，目前正在与多家上游制氢企业探讨合作。在氢能起步阶段，东芝呼吁政府对全行业予以政策支持，鼓励更多企业参与氢能产业链的完善，并尽早明确氢使用的法律法规。在这些前提下，氢能成本才能随着规模化效应快速下降。

氢能成本的下降有赖于一个足够大且高速成长的下游市场。东芝正在推动纯氢能燃料电池系统H2Rex尽早应用于中国市场，使其成本上尽早符合中国市场潜在的需求，并联合中国合作伙伴一起开拓市场。

实际上，东芝对于“终极能源解决方案”的认识，在日本福岛核事故之后出现了彻底的转变。东芝曾是全球核能领域的重要参与者，旗下拥有 历史 战绩辉煌的美国西屋电气公司。但由于2011年福岛核事故后全球核电建设放缓、建造成本陡增、西屋电气申请破产保护等原因，东芝最终选择剥离核电资产。

今年10月，日本首相菅义伟在临时国会上发表施政演说时宣布，日本将争取在2050年实现温室气体净零排放。这标志着作为全球第三大经济体和第五大碳排放国的日本在气候议题上的立场发生巨大转变。目前，日本的温室气体排放中有至少80%来自能源领域。

“二氧化碳零排放并不是最近才有的呼声，很早以前大家就在进行与此相关的探讨。”东芝中国总代表宫崎洋一对澎湃新闻说道，福岛核事故改变了全球的碳减排思路。2011年之前，日本、欧洲都将低碳发电目标寄希望于核能，但福岛事故后由于安全标准升级、核能发电成本陡增，欧洲主要国家纷纷选择弃核。

宫崎洋一称，除了重点业务氢能之外，目前东芝还有其他颇具竞争力的能源业务和碳捕捉技术，可以根据不同地区的特征进行灵活组合。具体而言，在水电领域，东芝的实际供货数量和技术实力处于全球第一梯队，已经向44个国家及地区累计供货2300多台水轮机和1800多台发电机；光伏领域，东芝的工业用光伏发电系统在日本有2700处应用，住宅用光伏发电系统在日本为10万户以上客户使用；地热领域，东芝已向全球提供累计达3.7GW的地热发电设备，以设备容量计处于全球第一。

福岛氢能研究基地（FH2R）

在日本国立的新能源产业技术综合开发机构（NEDO）牵头下，东芝与另外两家日本企业合作的福岛氢能研究基地（FH2R）已于今年2月底建成。

FH2R系统概览

该项目建有全球最大的利用可再生能源的10MW级制氢装置，正在验证清洁低成本的制氢技术。这里产生的氢气不仅用来平衡电力系统，还为固定的氢燃料电池系统、移动的氢燃料车等提供动力。

校对：刘威

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。

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。

当电力系统中的负荷突然退出或投入运行时，同步发电机首先会大致按照电气距离的远近将这部分功率瞬时分担起来，从而保证电力系统用功功率实时平衡。其后，由于发电机机械功率和输出电功率的不平衡，其转速就会发生变化，或降低或升高，由于发电机转子的惯性，转速的变化速度被控制在合理的范围内。再后，当转速的变化超过一定阀值，发电机的动力系统就会自动发出增加或减少机械功率的指令，重新将发电机转速拉回到额定值附近，从而保证整个电网的频率在合理的范围内。

与此同时，当电网受到扰动，例如发生短路故障时，同步发电机可以保持内电势幅值基本不变，并瞬时输出无功电流，当短路故障切除后，同步发电机可以根据电网电压的恢复情况瞬时调整其无功输出，自动励磁控制系统也会随后自动发出增励磁或者减励磁指令，将电压控制在合理的范围内。

可以看到，在这样一个系统中，无论是负荷变化还是短路故障，同步发电机通过自身固有特性与调速、励磁控制的结合，将电网的频率、电压控制在合理范围。

在这样的传统电力系统中，负荷大时间尺度上变化可预测，小时间尺度上通过电气参数自动分配到同步发电机组上保证供需平衡，工作点稳定；同时，电源是可计划和可控工作的，当自动平衡后的稳定工作点偏离额定值后，都可以通过调节同步发电机电源的功率、电压输出使得整个电网恢复到额定的稳定工作点。

新能源发电与同步发电机有本质区别

再来看新能源发电。当前技术下的新能源发电主要指风电和光伏，它们与同步发电机有本质区别，可统称为非同步机电源，并网器件由电力电子换流器构成，其特性主要由换流器的控制特性塑造。目前在实际工程中广泛使用的变流器采用跟网型控制策略，即通过锁相环来实现变流器与电网之间的同步，采用矢量电流控制来控制变流器的输出电流，从而控制馈入电网的有功/无功功率，其本质上是受控电流源，主要控制目标是跟踪太阳能与风能当前的最大功率，并最大效率的将太阳能、风能转换为电能馈入电力系统。这种控制策略由于以电流作为控制目标，无法承担按计划、受控提供能量保持供需平衡（频率稳定）和平稳电网电压。

新型电力系统的显著特征是新能源在电源结构中占据主要地位，随着新能源发电装置占比增加到一定程度，例如新能源占比70%，同步机电源占比30%，即使负荷不变化，当新能源部分的波动由于天气影响超过30%时，30%的同步机电源就无法做到受控按需平衡功率，这样一个系统遇到类似扰动将无法正常运行。

除此之外，当前的新能源发电与同步机发电比较，还有以下特征：

首先，新能源的出力主要受天气的影响，和负荷的供电需求无法自动匹配，当新能源发电占比较小时，还可以通过其它同步发电机的调节机制来保证整个大电网的功率平衡，当新能源占比较大时，平衡机制将无法满足，只能采取限制新能源发电的形式来解决。据初步统计，2022年第一季度我国个别省份的新能源消纳率不足，主要是因为这个原因。

其次，新能源基本不具备惯量支撑能力，当新能源的占比增加时将导致整个电网的惯量降低。惯量降低后，同样的功率波动下，频率变化速度变快，调节难度增大；同时相同时间尺度内频率总的变化幅度变大，易发生超出设备允许的频率偏差范围的事件（例如火电同步机组的转子长期允许运行的频率在额定值附近2Hz-3Hz左右），导致电力系统的安全稳定运行风险增大。

再有，新能源并网换流器从发电经济性上考量，设计的过压、过流能力比同步发电机低较多。在电网发生短路故障时，新能源向故障点提供的短路电流水平较低，故障消除后，新能源也无法给电力系统提供足够的动态无功支撑以促进电力系统的功角和电压稳定工作点的恢复。如果上述阶段造成了接入电网的过电压水平较高（如超过1.3倍额定值）或电压较长时间无法恢复，新能源为了保证设备安全还会主动脱网运行，从而进一步恶化电力系统的频率稳定性。

还有，新能源并网换流器的控制速度快，按基本控制原理，控制速度越快，在接入电网较弱的情况下，发生宽频率振荡的风险也越大。2015年7月，新疆哈密地区新能源引发次同步功率振荡，导致天中直流配套火电三台机组轴系扭振保护动作，当时就引发了行业的高度关注，近几年类似宽频带振荡事件频发，如不能妥善解决，将制约新能源的发展与应用。

总结来看，新能源上述特征的存在，既有其自身发展规律的问题，也与新能源比常规同步电源在电力系统的电压、频率调节控制能力相对降低有关。

同样，解决的办法也需从这两个方面入手：其一，升级新能源发电特性，通过保留功率裕度、提升变流器过载能力同时采用新的控制策略等措施，使其具备常规水、火等同步发电机支撑电网的良好特性，可与同步发电机协同工作。这将影响新能源的发电量，经济性降低，短期内难以实现；其二，在新能源附近增加新的设备，具备同步发电机或者类似同步发电机的电压控制和频率调节能力，来保证既能消纳新能源，又能消除新能源对电力系统带来的不利影响，提供系统的稳定性支撑。

构网型储能技术综合解决大规模新能源发展难题

在平抑新能源发电功率波动，降低大电网调峰压力，提升大电网对新能源的接纳水平方面，储能环节是个必选项。各地也不断在尝试新能源场站配置大容量储能系统进行示范应用，电池储能技术得到了迅速发展。各省能源局也纷纷出台相关政策，要求在开发新能源的同时，配套建设10%-20%容量的储能系统。

但是当前配置储能的要求，都是从解决新能源波动的角度提出的。从技术的潜力来看，基于换流器并网的电化学储能的功能远不止如此。通过增加新型的控制策略就可以使储能具备同步发电机或者类似同步发电机的频率调节和电压控制能力，解决以上提出的新能源消纳增长带来的问题，这就是构网型储能技术。为了能够较好的使用新能源，南瑞继保较早时期就组织了团队深入研究如何利用储能系统解决相关问题，率先研制出了大容量构网型储能技术。该技术相较于同容量削峰填谷解决方案，只增加了较少的硬件成本，却可以进一步挖掘发挥储能的潜能，使储能可以对电网电压、频率和惯量进行支撑，从而综合解决大规模新能源发展中面临的难题。