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新能源-太阳能等.txt如果我穷得还剩下一碗饭我也会让你先吃饱全天下最好的东西都应该归我所有，包括你！！先说喜欢我能死啊?别闹，听话。有本事你就照顾好自己，不然就老老实实地让我来照顾你！本文由snowman002019贡献

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第二节能源概述

三、新能源

1、太阳能、

知识点：知识点： 1、平板型集热器的工作原理；、平板型集热器的工作原理； 2、真空管集热器的工作原理；、真空管集热器的工作原理； 3、聚光太阳灶的工作原理；、聚光太阳灶的工作原理； 4、被动式太阳房的工作原理；、被动式太阳房的工作原理； 5、太阳能干燥原理；、太阳能干燥原理； 6、太阳烟囱发电原理。、太阳烟囱发电原理。

（1）太阳能的特点）

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。一次能源可再生能源它资源丰富，既可免费使用，它资源丰富，既可免费使用，又无需运对环境无任何污染。输，对环境无任何污染。

太阳的辐射能量

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×l026 W）的22亿分之一，但亿分之一，能量（约为×）亿分之一已高达 1.73×1017 W，即太阳每秒钟辐射到×已高达，地球上的能量就相当于500万吨煤。万吨煤。地球上的能量就相当于万吨煤太阳发射出总辐射能量 3.75 1023kw kw ×

23％被大气吸收，40×104亿kw ％被大气吸收，×

30％被反射回宇宙空间， 52×104亿kw ％被反射回宇宙空间，× 173×104亿千瓦 173× 22亿分之一到达 22亿分之一到达地球范围

47％到达地球表面， 81×104亿kw ％到达地球表面，×其中到达陆地表面17 其中到达陆地表面×104亿kw 17 ×104亿kw中，被植物吸收作为燃料和食物0.002% 中被植物吸收0.015%, 作为燃料和食物

但太阳能也有两个主要缺点：一是能流但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低（昼夜平均密度低（昼夜平均0.16 kW/m2）；二是其强度受各种因素的影响不能维持常量。强度受各种因素的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

（2）太阳能的利用方式）

太阳能的热利用 ? ? ? 低温太阳能利用系统（℃以下）低温太阳能利用系统（80℃以下）中温太阳能利用系统（～中温太阳能利用系统（80～350 ℃）高温太阳利用系统（℃以上）高温太阳利用系统（350℃以上）

太阳能的光利用

太阳能的主要利用技术

太阳能-热能交换技术太阳能热能交换技术

太阳能热发电技术太阳能制冷技术太阳能热水系统

太阳能-光电转换技术太阳能光电转换技术太阳能-化学能转化技术太阳能化学能转化技术

A、典型的太阳能热利用装置与系统、

1）平板型集热器） ? 2）真空管集热器） ? 3）太阳灶） ? 4）太阳房） ? 5）太阳能干燥） ? 6）太阳能发电）

1）平板型太阳能集热器：）平板型太阳能集热器：

a、平板型集热器结构、

吸热板透明盖板

隔热层外壳

平板型集热器：平板型集热器：吸热体表面基本上为平板形式的非聚光型集热器。非聚光型集热器。

吸收太阳能并将其内的流体加热，（1）吸热体：主要是吸收太阳能并将其内的流体加热，包括吸热面板和与吸热面）吸热体：主要是吸收太阳能并将其内的流体加热板结合良好的流体管道。为提高吸收效率，板结合良好的流体管道。为提高吸收效率，一般对吸热板进行特殊处理或涂有选择性涂层（选择性吸收太阳的短波辐射，但其自身长波辐射发射率低）；性涂层（选择性吸收太阳的短波辐射，但其自身长波辐射发射率低）；（2）透明盖板：布置在集热器的顶部，作用是减少集热板与环境之间的对流和辐）透明盖板：布置在集热器的顶部，作用是减少集热板与环境之间的对流和辐射换热，保护集热板不受雨、灰尘的侵袭。透明盖板对太阳光的透射率高，射换热，保护集热板不受雨、雪、灰尘的侵袭。透明盖板对太阳光的透射率高，但自身的吸收率和反射率低；自身的吸收率和反射率低；（3）保温材料：防止集热器向外散热；）保温材料：防止集热器向外散热；（4）外壳：具有一定的机械强度、良好的水密封性能和耐腐蚀性能。）外壳：具有一定的机械强度、良好的水密封性能和耐腐蚀性能。

吸热板

透明盖板

隔热层外壳

太阳光的辐射能产生可见光与近红外线，工作原理：太阳光的辐射能产生可见光与近红外线，透过平板集热器玻璃盖板2，进入平板集热器内部，遇到吸热板的有色涂层的有色涂层，热器玻璃盖板，进入平板集热器内部，遇到吸热板1的有色涂层，光即转变成热，然后将热量传递给吸热板内的传热工质，光即转变成热，然后将热量传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有效能力输出。同时，质的温度升高，作为集热器的有效能力输出。同时，温度升高的吸收热也会向外散热（传导、对流和辐射）。收热也会向外散热（传导、对流和辐射）。

2）真空管太阳集热器）

全玻璃真空管集热器热管式真空管集热器

受力和密封

外瓶

内瓶

抽真空

吸收涂层工质

弹簧支架气体消散剂

全玻璃真空管集热器

热管式真空管集热器

工作原理：集热管工作时，工作原理：集热管工作时，太阳辐射穿过玻璃管后投射在金属吸热板上。吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能并将其转换为热能，热板上。吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能，再传导给紧密结合在吸热板中间的热管，使热管内的工质迅速汽化。工质蒸密结合在吸热板中间的热管，使热管内的工质迅速汽化。热管汽上升到热管冷凝段后，在较冷的内表面上凝结，汽上升到热管冷凝段后，在较冷的内表面上凝结，释放出蒸发潜将热量传递给集热器的传热工质。热，将热量传递给集热器的传热工质。凝结后的液态工质依靠自身重力回流到蒸发段。身重力回流到蒸发段。

3 ）太阳灶

温度100～600℃～温度℃功率500～1500W ～功率截光面积1～截光面积～3 m2 热效率50％热效率％左右阳光午餐综合性太阳灶

箱式太阳灶

聚光太阳灶

聚光太阳灶

旋转抛物面太阳灶旋转抛物面太阳灶 ?球面太阳灶球面太阳灶 ?抛物柱面太阳灶抛物柱面太阳灶 ?圆锥面太阳灶圆锥面太阳灶 ?菲涅耳太阳灶菲涅耳太阳灶太阳灶灶体的表面形状为旋转抛物面凹面，太阳灶灶体的表面形状为旋转抛物面凹面，上反光材料。面粘贴反光材料面粘贴反光材料。旋转抛物面是由抛物线绕它的对称轴旋转180度而形成的，传统的方法是度而形成的，的对称轴旋转度而形成的水泥或混凝土制成凹型扳，上面粘玻璃反光玻璃反光。用水泥或混凝土制成凹型扳，上面粘玻璃反光。工作原理：平行光线沿着主光轴（工作原理：当平行光线沿着主光轴（抛物线对沿着主光轴称轴）方向入射到它的表面时，称轴）方向入射到它的表面时，反射光线都通过它的焦点。由于太阳光基本上属于平行光线，过它的焦点。由于太阳光基本上属于平行光线，所以当太阳灶的(旋转抛物面的旋转抛物面的)主光轴指向太所以当太阳灶的旋转抛物面的主光轴指向太阳的时候，阳的时候，平行的太阳光线入射到旋转抛物面表面，经过反光材料的反射，表面，经过反光材料的反射，这些反射光线都从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高焦点处通过从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。这样，我们把炊具放到抛物面焦点附近时，就可我们把炊具放到抛物面焦点附近时，炊具放到抛物面焦点附近时以烧水做饭了。以烧水做饭了。

铸铁太阳灶

轮式复合材料轻型太阳灶

太阳灶的使用与维护

放置在开阔、避风的地方；放置在开阔、避风的地方； ? 使用时，调整灶面，使其轴对准阳光，并使焦斑处于使用时，调整灶面，使其轴对准阳光，锅圈中心处；锅圈中心处； ? 不能让焦斑（400~1000℃）落在人体或其他物体上；不能让焦斑（℃落在人体或其他物体上； ? 保持太阳灶反射面的清洁；保持太阳灶反射面的清洁； ? 不用时，将灶面背向阳光，并且采用深色塑料或布罩不用时，将灶面背向阳光，住； ? 炊具底部应涂黑，提高锅底吸热能力。但勿空烧；炊具底部应涂黑提高锅底吸热能力。但勿空烧；涂黑， ? 太阳灶的调整转动部件应定期加润滑油维护。太阳灶的调整转动部件应定期加润滑油维护。

4）太阳房）

Trombe wall 特朗伯墙

主动式太阳房

利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源代替常规热水（或热风）常规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。系统中的锅炉。

又称主动太阳能采暖系统，又称主动太阳能采暖系统，太阳集热器获取太阳的热量，通过配热系统送至室内进行采暖，配热系统送至室内进行采暖阳的热量，通过配热系统送至室内进行采暖，过剩热量储存，热量不足由备用辅助热源提供。热量储存，热量不足由备用辅助热源提供。包括太阳集热器、储热设备、辅助热源、以及管道、阀门、阳集热器、储热设备、辅助热源、以及管道、阀门、风机、水泵、控制系统等部件。风机、水泵、控制系统等部件。

被动式太阳房

依靠建筑方位的合理布置，通过窗、依靠建筑方位的合理布置，通过窗、墙、屋顶等，自然交换的形式的形式，顶等，以自然交换的形式，使建筑物尽可能在冬多吸收储存热量，以达到采暖目的。如集热、季多吸收储存热量，以达到采暖目的。如集热、蓄热墙，水墙等。蓄热墙，水墙等。 ? 直接受益式 ?集热蓄热墙式集热蓄热墙式 ?水墙式水墙式 ?附加阳光间式附加阳光间式 ?屋顶集热蓄热式屋顶集热蓄热式 ?自然循环式自然循环式直接受益式被动式太阳房

直接受益式是被动式太阳房中最简单也是最常用的一直接受益式是被动式太阳房中最简单也是最常用的一利用南窗直接接受太阳能辐射。南窗直接接受太阳能辐射种。利用南窗直接接受太阳能辐射。太阳辐射通过窗户直接射到室内地面墙壁及其他物体上地面、接射到室内地面、墙壁及其他物体上，使它们表面温度升自然对流换热，加热室内空气，通过自然对流换热用部分能量加热室内空气高，通过自然对流换热，用部分能量加热室内空气，另一部分能量则贮存在地面、墙壁等物体内部，贮存在地面部分能量则贮存在地面、墙壁等物体内部，使室内温度维持到一定水平。持到一定水平。

5）太阳能干燥）

太阳能干燥原理：太阳能干燥原理：

使被干燥物料，或者直接吸收太阳能并转化为热能，使被干燥物料，或者直接吸收太阳能并转化为热能，或通过太阳集热器加热的空气进行对流换热获得热能，继而通过过太阳集热器加热的空气进行对流换热获得热能，物料表面与内部的传热、物料表面与内部的传热、传质过程使水分逐渐汽化并扩散到空气中去。空气中去。实际机理：实际机理：水分的传质过程。推动力：物料表面的水蒸汽分压>干燥水分的传质过程。推动力：物料表面的水蒸汽分压干燥介质中的水蒸汽分压。介质中的水蒸汽分压。

太阳能干燥优点：太阳能干燥优点：保护自然环境 ? 节约常规能源 ?保护自然环境 ? 提高生产效率 ? 提高产品质量

6）太阳能发电系统）

A、热力发电；、热力发电；

B、太阳烟囱发电；、太阳烟囱发电；

C、太阳能光伏发电。、太阳能光伏发电。

塔式电站（点聚焦，聚光倍数塔式电站（点聚焦， 1000~3000））

碟式电站（点聚焦，聚光倍数>500 ）碟式电站（点聚焦，聚光倍数

太阳烟囱

槽式电站 (线聚线聚焦，聚光倍数低)

A、太阳能热发电技术

太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转为太阳能热发电热能，再通过热力循环系统进行发电。分为：

（1）太阳能热动力发电）太阳能热动力发电，利用反射镜或集热器将太阳光聚集起来，加热水或其它介质，产生蒸汽或热气流以推动涡轮发电机发电。热电直接转换为电能的装置，将聚集的太（2）利用热电直接转换热电直接转换阳光和热直接发电。例如温差发电、热离子发电和磁流体发电等。

太阳能热力发电系统

太阳能热力发电：太阳能热力发电：通过水或其他工质和装置将太阳能辐射能转换为电能的发电方式。能的发电方式。

热发电系统工作原理

压力和温度降低，压力和温度降低，体积膨胀，体积膨胀，流速增高，增高，热能变为动能，动能，推动汽轮机做功。机做功。

塔式电站

B、太阳能烟囱、

太阳能烟囱热力式发电原理

太阳烟囱（ Chimney）太阳烟囱（Solar Chimney）

太阳能热发电的一种新模式。空气在一个很大的玻璃天棚（或集热棚）太阳能热发电的一种新模式。空气在一个很大的玻璃天棚（或集热棚）下被玻璃天棚加热，热空气在天棚中央的烟囱中上升，集热棚中的冷空气进入系统，加热，热空气在天棚中央的烟囱中上升，集热棚中的冷空气进入系统，从而形成空气循环流动。由于集热棚内的空间足够大，形成空气循环流动。由于集热棚内的空间足够大，当集热棚内空气流达到烟囱底部的时候，在烟囱内将形成强大的气流，囱底部的时候，在烟囱内将形成强大的气流，利用这股强大的气流推动装在烟囱底部的空气涡轮机，带动发电机发电。烟囱底部的空气涡轮机，带动发电机发电。 ? 太阳烟囱的优点是不需要太阳跟踪和聚焦系统，集热器天棚结构简单，不需太阳烟囱的优点是不需要太阳跟踪和聚焦系统，集热器天棚结构简单，不需要太阳跟踪和聚焦系统要高科技制造技术，不需要冷却水，一经建成，运行维护成本很低，要高科技制造技术，不需要冷却水，一经建成，运行维护成本很低，且天棚温室可用于农业目的。温室可用于农业目的。 ? 缺点是占地面积巨大，由于加热空气温度低（温升小于℃），发电的热效率缺点是占地面积巨大，由于加热空气温度低（温升小于35℃），发电的热效率占地面积巨大加热空气温度低很低（＜很低（＜1.5 ℃）。（＜ ? 这种发电装置简单可靠，显然，在人烟荒芜、太阳能资源充沛的沙漠地区、这种发电装置简单可靠，显然，在人烟荒芜、太阳能资源充沛的沙漠地区、建造太阳能烟囱有其现实意义。在西班牙已建有一座容量为的试验电站。建造太阳能烟囱有其现实意义。在西班牙已建有一座容量为50 kW的试验电站。的试验电站显然这种发电方式非常适合于我国广大的西部地区。显然这种发电方式非常适合于我国广大的西部地区。

澳大利亚“太阳塔”“”

世界上目前最高的建筑——1000m的大型环保能源工程“太阳塔”（“巴比伦通天塔”）””计划投资7亿澳元（3.95亿美元）该电站的集热棚直径达7公里，安装32个6.25MW的透平涡轮发电机组，总发电能力为200MW，预计年发电量 500GWH，供20万户居民的生活用电。

http://enviromission.au/

C、太阳能光伏发电系统、

太阳能电池：一种利用光生伏打效应太阳能电池：一种利用光生伏打效应把光能转变为电能的器件；把光能转变为电能的器件；光生伏打效应：是指物体由于吸收光光生伏打效应：是指物体由于吸收光产生电动势的现象的现象。子而产生电动势的现象。当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。化而产生电动势和电流的一种效应。发现者：1839年，法国物理学家 E. 发现者：年法国物理学家 A. 贝克勒尔。贝克勒尔。当太阳光或其他光照射半导体的PN结当太阳光或其他光照射半导体的结就会产生光生伏打效应。时，就会产生光生伏打效应。光生伏打效应使得PN结两边出现电压结两边出现电压，打效应使得结两边出现电压，叫做光生电压。结短路，光生电压。使PN结短路，就会产生电结短路流。

正负极夹层结构

视频时间：太阳能光伏发电视频时间：

7）太阳能应用的困难

光电应用光电应用:太阳能电池造价太高，6000元/m2，发电效率光电应用只有15％。能源密度低，最大值仅1000w/m2(太阳晴天垂直照射时），功率只有150w，提供电能200度/year，其成本为火电的10倍。 ?光热应用光热应用：太阳光直接照射真空管热水器，夏

天只能产光热应用生80～90 ℃的热水，冬天产生40～50 ℃的热水。根据联合国统计240 ℃以下的用热占人类能源消耗总量的50 ％，而且主要是集中在100 ℃以上。 ?太阳能热发电太阳能热发电：太阳能都是通过转动发射镜来跟踪太阳太阳能热发电的，如果需要1000kw的太阳能，就需要1500m2的聚光镜来聚光。——“超大面积中高温太阳能聚光跟踪技术”。

第二节能源概述

三、新能源

2、生物质能、

生物质：有机物中除化石燃料外的所有来源于动、生物质：有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能再生的物质。植物能再生的物质。 ? 生物质能是指直接或间接地通过绿色植物的光合生物质能是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，作用，把太阳能转化为化学能后固定和储藏在生物体内的能力。物体内的能力。

（一）生物质能特点

生物质由、H、O、N、S等元素组成。其挥发份高，生物质由C、、、、等元素组成其挥发份高，等元素组成。炭活性高，％～1.5％，炭活性高，硫、氮含量低（S：0.1％～％，：0.5 氮含量低（：％～％，N：％～3.0％），灰分低（0.1％～％）。％～％），灰分低（％～3.0％）。％），灰分低％～ ? 生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，是仅次于煤炭整个能源系统占有重要地位。整个能源系统占有重要地位。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一，就其能源当量而言，是仅次于煤、生存的重要能源之一，就其能源当量而言，是仅次于煤、油、天然气而列第四位的能源，在世界能源消耗中，生天然气而列第四位的能源，在世界能源消耗中，物质能占总能耗的14％，但在发展中国家占40％以上。物质能占总能耗的％，但在发展中国家占％以上。％，但在发展中国家占

（二）生物质能的来源

柴薪至今仍是许多发展中国家的重要能源。柴薪至今仍是许多发展中国家的重要能源。至今仍是许多发展中国家的重要能源但由于柴薪的需求导致林地日减，但由于柴薪的需求导致林地日减，应适当规划与广泛植林。规划与广泛植林。 ? 牲畜粪便，牲畜的粪便，经干燥可直接燃牲畜粪便，牲畜的粪便，烧供应热能。若将粪便经过厌氧处理，烧供应热能。若将粪便经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。产生甲烷和肥料。 ? 制糖作物，制糖作物可直接发酵，转变为制糖作物，制糖作物可直接发酵，乙醇。乙醇。 ? 水生植物，同柴薪一样，水生植物也可转水生植物，同柴薪一样，化成燃料。化成燃料。

生物质能的来源

城市垃圾主要成分包括：纸屑（占40%）、纺城市垃圾，主要成分包括：纸屑（）、纺主要成分包括）、织废料（织废料（占20%）和废弃食物（占20%）等。将）和废弃食物（）城市垃圾直接燃烧可产生热能，或是经过热分解城市垃圾直接燃烧可产生热能，处理制成燃料使用。处理制成燃料使用。 ? 城市污水一般城市污水约含有0.02％～城市污水，一般城市污水约含有％～0.03％的一般城市污水约含有％～％固体与99%以上的水分，下水道污泥有望成为厌以上的水分，固体与以上的水分氧消化槽的主要原料。氧消化槽的主要原料。

58.7%

15% 2.3% 24%

（三）生物质能源的发展与现状

从人类利用火以来，最直接利用的能源；从人类利用火以来，最直接利用的能源； ? 第二次世界大战前后，欧洲的木质能源应用达到高峰；第二次世界大战前后，欧洲的木质能源

应用达到高峰； ? 随着石油化工和煤化工的发展，生物质能源利用趋于低随着石油化工和煤化工的发展，谷； ? 20世纪年代中期，中东战争导致全球能源危机，生物世纪70年代中期世纪年代中期，中东战争导致全球能源危机，质能源受到重视；质能源受到重视； ? 如今，环境问题，生物质能源日益受到重视；如今，环境问题，生物质能源日益受到重视； ? “穷人的燃料”→高品位的现代能源。穷人的燃料”高品位的现代能源高品位的现代能源。

国际上生物质能利用现状

美国:在利用生物质能发电方面处于世界领先地位。美国目前生物质发电生物质发电已装机9000 MW。DOE生物质发电计生物质发电划的目标是到2020年实现生物质发电的装机容量为 45000 MW,年发电2250～3000亿度。2000 年美国生产 50亿升玉米乙醇,乙醇消耗相当于汽油消耗量的1%。美国能源部支持了一个投资巨大的纤维素乙醇纤维素乙醇中试纤维素乙醇及产业化攻关项目,旨在利用木材、稻草、玉米秸等纤维素废料生产燃料乙醇。采用提高糖得率和减低酶成本等方法，预期生产成本可降低一半以上。目前,美国生物柴油生物柴油年生产能力为100万吨以上。到生物柴油 2019年,美国要将生物柴油产量提高到1200万吨。

国际上生物质能利用现状

欧盟: 欧盟目前欧洲生物质能约占总能源消费量的2%，预计15年后将达到15%。欧盟能源发展战略绿皮书制定的长期能源战略计划指出到2020年生物质燃料将代替20%的化石燃料。其中生物柴油的市场占有率达12% 。奥地利生物质能在总能耗中的比例增加到25％；瑞典地区供热和热电联产消耗的燃料26%是生物质；德国CHOREN公司2019年完成了年产1万吨合成柴油的试验示范工程,年产 10 万吨工业示范工程预计 2019年投产运行；法国每年可生产生物质燃料及附加品二醋 27.8万吨,乙醇8.6万吨,生物质气15万吨。

国际上生物质能利用现状

巴西：目前, 巴西是世界上最大的由甘庶杆制乙巴西甘庶杆制乙醇的生产国和消费国，实施了大规模的甘蔗制乙醇计划，是世界上唯一不使用纯汽油做汽车燃料的国家。据巴西政府称,到2019年,生物质能,主要是甘庶渣,将增长56%左右。2019年燃料酒精年产量已达到820万吨。“酒精替代计划”已使温室气体的排放减少了20%。亚洲：亚洲日本的新阳光计划新阳光计划,要求到2019年可再生能源供应新阳光计划可再生能源供应量和常规能源的节能量要占能源供应总量的10%，2030 年分别达到34% 34%。 34% 菲律宾、马来西亚、印度开发研究生物质的气化、成型固化、热解等技术,形成了工业化生产。

巴西的经验

自20世纪70年代中期以来，巴西一直在致力于用乙醇（从本地所产的甘蔗中提取）替代进口汽、油。目前，在巴西所出售的燃料中有40%是乙醇。

生物燃料可以为全球提供充裕的汽车燃料。全球所生产的乙醇足以替代汽油消费总量的大约2%。 2019年一些国家乙醇生产情况

国家巴西美国中国印度法国产量(亿加仑产量亿加仑) 亿加仑 40 35 10 5 2 原料甘蔗玉米小麦、小麦、玉米甘蔗甜菜、小麦甜菜、

1美加仑美加仑=3.78501135升；1英加仑英加仑=4.54545455升美加仑升英加仑升（四）生物质能的利用技术

生物质能的利用技术大体上分为直接燃生物质能的利用技术大体上分为直接燃烧技术、热化学转换技术、烧技术、热化学转换技术、生物转换技术、液化技术和固体废弃物转换技术等五大类，各类技术又包含了不同的子技大类，术。

A、直接燃烧技术、

直接燃烧大致可分四种情况：直接燃烧大致可分四种情况：大致可分四种情况；（烧柴（1）炉灶燃烧；（烧柴；提高利用效）炉灶燃烧；（烧柴；省柴）率，省柴）（2）锅

炉燃烧；）锅炉燃烧；（3）垃圾焚烧；）垃圾焚烧；（4）固型燃料燃烧。）固型燃料燃烧。

生物质直接燃烧技术

锅炉燃烧

B、热化学转换技术、

包括：包括：（1）干馏技术；）干馏技术；（2）气化制生物质燃气；）气化制生物质燃气；（3）热解制生物质油。）热解制生物质油。

a、生物质热裂解技术、

生物质热解：生物质在完全缺氧或有限氧供给的条件下热降解为液生物质热解：生物质在完全缺氧或有限氧供给的条件下热降解为液完全缺氧或有限氧供给的条件下热降解为体生物油、可燃气体和固体生物质炭三个组成部分的过程三个组成部分的过程。体生物油、可燃气体和固体生物质炭三个组成部分的过程。

生物质热裂解反应过程

干燥阶段，物料加热升温至150℃； ? 干燥阶段，物料加热升温至℃ ? 预热裂解阶段，加热升温至预热裂解阶段，加热升温至150～300 ℃，不稳定成分分解成～ CO2、CO、醋酸等、 ? 固体分解阶段，加热升温至固体分解阶段，加热升温至300～600 ℃，热裂解主要阶段，发～热裂解主要阶段，生复杂物理、化学反应。液体产物有醋酸、木焦油、甲醇，生复杂物理、化学反应。液体产物有醋酸、木焦油、甲醇，气体产物有CO2、CO、CH4、H2等产物有、 ? 燃烧阶段，再加热，排出残留在木炭中挥发物质。燃烧阶段，再加热，排出残留在木炭中挥发物质。

生物质热裂解技术生物质热裂解液化：生物质热裂解液化：

在中温（高加热速率（在中温（500～600℃）、高加热速率（104～～℃ 105℃/s）和极短气体停留时间（约2s）的条件下，）极短气体停留时间（）的条件下，将生物质直接热解，产物经快速冷却，可使中间液将生物质直接热解，产物经快速冷却，可使中间液态分子在进一步断裂生产气体之前冷凝，态分子在进一步断裂生产气体之前冷凝，得到高产量的生物质液体油，液体产率可高达70％～％～80％量的生物质液体油，液体产率可高达％～％质量分数）。（质量分数）。

生物质热裂解技术生物质油：生物质油：采用快速热裂解反应，使在极短的时间采用快速热裂解反应，使在极短的时间内发生强烈的热裂解反应，产生热裂解产物，内发生强烈的热裂解反应，产生热裂解产物，再迅速淬冷，通常在0.5s内急冷至内急冷至350 ℃以再迅速淬冷，通常在内急冷至最大限度增加了液态产物（），此下，可最大限度增加了液态产物（油），此液态产物即为“生物质油”也称为“液态产物即为“生物质油”，也称为“生物热裂解油”油”，“热裂解油”。

生物质热裂解技术生物质裂解油燃料：生物质裂解油燃料：生物质热裂解液化产生的生物油经过进一步分离，生物油经过进一步分离，不仅可作为锅炉和其他加热设备的燃料，加热设备的燃料，再经过处理和提炼可作为内燃机燃料，还可以用来提取化工产品。机燃料，还可以用来提取化工产品。

新型能源更具环保

因为生物柴油本身属于含氧燃料属于含氧燃料，能降低汽车的颗粒属于含氧燃料降低汽车的颗粒碳氢、一氧化碳、二氧化硫等污染物的排放。物、碳氢、一氧化碳、二氧化硫等污染物的排放生物柴油的硫含量较低，差不多能减少30%左右的硫生物柴油的硫含量较低化物的排放。生物柴油不含会对环境造成污染的芳香族烷烃。使用生物柴油不含会对环境造成污染的芳香族烷烃生物柴油可以降低90%的空气毒性，还能极大的降低患癌率。

专家认为，“如果按照每吨2800~3400元计算，生物柴油可以形成300多亿元的产业”。

另外，开发利用生物柴油，还可以发展油料植物，促进我国农林产品向工业化产品转化，有利于调整农业结构，增加农民收入。目前世界生物柴油年产量已超过350万吨，预计2019年可达3000万吨以上。欧美以及亚洲一些国家和地区正大力发展利用油菜制造生物柴油产业，而我国是油菜生产大国，发展油菜制造生物柴油意义可能更加重大。

C、生化转换技术、

生物转换技术主要是以厌氧消化和特种生物转换技术主要是以厌氧消化和厌氧消化酶技术为主。酶技术为主。为主

a、厌氧过程与沼气技术、

我国大力推广了厌氧消化技术在农村地区的使用。通过农业部国债项目的推行，截止2019年底，全国户用沼气达到1807万户，养殖场的沼气工程 3556多处，年产沼气70亿立方米，折合标煤500 万吨，在农业部发布的《全国农村沼气工程建设规划》上，计划到2019年底全国将有年底全国将有4000万农户年底全国将有万农户用上沼气。国债沼气项目要求户用沼气“一池三用上沼气改”，最大量的减少了传染源，切断了疫病传播途径，因此也是农村血吸虫防治的一项有效手段。

近年来，随着农村畜禽养殖户减少和农村劳动力的减少，同时集中养殖户的增多，国家及时调整政策，从2019年开始，将对养殖小区集中供气沼气工程和联户沼气工程予以资金支持，以推进人畜粪便、农作物秸秆、生活垃圾和污水的综合治理和转化，此举措必将在短期内使我国沼气工程的技术得到快速的发展。

沼气发酵过程

大分子状态的碳水化合物溶于水的小分子化合物小分子化合物。大分子状态的碳水化合物溶于水的小分子化合物。多糖水解为单糖、双糖，蛋白质分解为汰和氨基酸，多糖水解为单糖、双糖，蛋白质分解为汰和氨基酸，脂肪分解为甘油和脂肪酸。脂肪分解为甘油和脂肪酸。

1、水解发酵阶段粪便秸杆有机质

2、产酸阶段单糖多糖氨基酸

3、产甲烷阶段乙酸丙酸醇类

各种酶

单糖多糖氨基酸乙酸丙酸醇类甲烷二氧化碳硫化氢

产酸菌

单糖类、单糖类、肽、氨基酸、甘油、基酸、甘油、脂肪酸简单的有机酸、机酸、醇、CO2、 H2、He、H2S等。、等主要为以乙酸为主的挥发性有机酸。

甲烷菌

厌氧过程与沼气技术

小型户用沼气池

大中型沼气工程工艺

b、生物质燃料乙醇技术、

燃料乙醇指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇指体积浓度达到以上的无水乙醇。以上的无水乙醇 ? 燃料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙醇发燃料乙醇是一种可再生能源，动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合，动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含醇汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，用含醇汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。等污染物的排放。使燃烧更充分，降低燃烧中的等污染物的排放乙醇生产方法：乙醇生产方法： ?发酵法发酵法 ?化学合成法（乙烯与水蒸气直接反应）化学合成法乙烯与水蒸气直接反应）

CH2 = CH2 + H2O ???→ C2 H5OH

H 3 PO4

高温、高温、高压

乙醇生产主要原料：乙醇生产主要原料： ?淀粉质原料淀粉质原料 ?糖质原料糖质原料 ?纤维素原料纤维素原料 ?其他原料，如造纸厂纸浆废液、淀粉厂淀粉渣其他原料，其他原料如造纸厂纸浆废液、

生物质燃料乙醇技术

乙醇发酵工艺类型

生物质燃料乙醇技术

1、燃料乙醇的研究与发展、 o1908年，福特公司，二战期间，欧洲年福特公司，二战期间，欧洲400万辆汽万辆汽车 o减少对石油进口依赖及环保因素减少对石油进口依赖及环保因素 o解决农产品丰收形成的农产品过剩问题解决农产品丰收形成的农产品过剩问题

2、燃料乙醇生产经济性分析、原料是燃料乙醇生产成本的主要部分60％～％～80％。原料是燃料乙醇生产成本的主要部分％～％。

燃料乙醇的特点

1、可作为新的燃料替代品、

可作为新的燃料替代品,减少对石油的消耗。可作为新的燃料替代品减少对石油的消耗。乙醇作为可再减少对石油的消耗生能源,可直接作为液体燃料或者同汽油混合使用可直接作为液体燃料或者同汽油混合使用，生能源可直接作为液体燃料或者同汽油混合使用，可减少对不可再生能源-石油的依赖保障本国能源的安全。石油的依赖,保障本国能源的安全可再生能源石油的依赖保障本国能源的安全。

2、辛烷值高，抗爆性能好、辛烷值高，

作为汽油添加剂,可提高汽油的辛烷值。作为汽油添加剂可提高汽油的辛烷值。通常车用汽油的辛可提高汽油的辛烷值烷值一般要求为90或乙醇的辛烷值可达到乙醇的辛烷值可达到111,所以向汽油中烷值一般要求为或93,乙醇的辛烷值可达到所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,且乙醇对烷烃类汽油组加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值且乙醇对烷烃类汽油组烷基化油、轻石脑油）分（烷基化油、轻石脑油）辛烷值调合效应好于烯烃类汽油组催化裂化汽油）和芳烃类汽油组分（催化重整汽油）添加分（催化裂化汽油）和芳烃类汽油组分（催化重整汽油）,添加乙醇还可以较为有效地提高汽油的抗爆性有效地提高汽油的抗爆性。乙醇还可以较为有效地提高汽油的抗爆性。

3、减少矿物燃料的应用以及对大气的污染、

乙醇的氧含量高达34.7%,乙醇可以按较甲基叔丁基醚（MTBE）乙醇可以按较甲基叔丁基醚（乙醇的氧含量高达乙醇可以按较甲基叔丁基醚）更少的添加量加入汽油中。汽油中添加7.7%乙醇氧含量达到乙醇,氧含量达到更少的添加量加入汽油中。汽油中添加乙醇氧含量达到2.7%；；如添加10%乙醇氧含量可以达到乙醇,氧含量可以达到如添加乙醇氧含量可以达到3.5%，所以加入乙醇可帮助汽油完，所以加入乙醇可帮助汽油完全燃烧,以减少对大气的污染以减少对大气的污染。全燃烧以减少对大气的污染。使用燃料乙醇取代四乙基铅作为汽油添加剂可消除空气中铅的污染四乙基铅作为汽油添加剂,可消除空气中铅的污染；使用燃料乙醇取代四乙基铅作为汽油添加剂可消除空气中铅的污染；取代MTBE,可避免对地下水和空气的污染。另外除了提高汽油的辛可避免对地下水和空气的污染取代可避免对地下水和空气的污染。另外,除了提高汽油的辛烷值和含氧量，乙醇还能改善汽车尾气的质量,减轻污染减轻污染。烷值和含氧量，乙醇还能改善汽车尾气的质量减轻污染。一般当汽油中的乙醇的添加量不超过乙醇的添加量不超过15%时,对车辆的行驶

性没有明显影响但尾对车辆的行驶性没有明显影响中的乙醇的添加量不超过时对车辆的行驶性没有明显影响,但尾气中碳氢化合物碳氢化合物、的含量明显降低。气中碳氢化合物、NOx和CO的含量明显降低。和的含量明显降低美国汽车/油料油料（美国汽车油料（AQIRP）的研究报告表明：使用含％乙醇的加州）的研究报告表明：使用含6％新配方汽油,与常规汽油相比与常规汽油相比，排放可降低排放可降低5％排放减少21-28%，新配方汽油与常规汽油相比，HC排放可降低％,CO排放减少排放减少， NOx 排放减少排放减少7-16%,有毒气体排放降低有毒气体排放降低9-32%。有毒气体排放降低。 4、可再生能源、若采用雅津甜高粱、小麦、玉米、稻谷壳、薯类、甘蔗、若采用雅津甜高粱、小麦、玉米、稻谷壳、薯类、甘蔗、糖蜜等生物质发酵生产乙醇,其燃烧所排放的 2和作为原料的生物源生长所消其燃烧所排放的CO 物质发酵生产乙醇其燃烧所排放的耗的CO2, 在数量上基本持平，这对减少大气污染及抑制温室效应意义在数量上基本持平，耗的重大。重大。

关于燃料乙醇的认识误区

误区：燃料乙醇是油，作为替代油品？误区：燃料乙醇是油，作为替代油品？定位：燃料乙醇是油品的优良品质改良剂，定位：燃料乙醇是油品的优良品质改良剂，燃料乙醇不是“油”。

乙醇具有许多优良的物理和化学特性。乙醇具有许多优良的物理和化学特性。燃料乙醇按一定比例加入汽油中，不是简单做为替代油品使用，这种认识和宣传是大错而特错的。不是简单做为替代油品使用，这种认识和宣传是大错而特错的。燃料乙醇是优良的油品质量改良剂，或者说是增氧剂。它还是汽油的高燃料乙醇是优良的油品质量改良剂，或者说是增氧剂。油品质量改良剂增氧剂辛烷值调合组分。辛烷值调合组分。它是和我国石油行业在九十年代后期为提高油品质量才开始发展的MTBE起同样的作用。乙醇的增氧效果比MTBE 要好一倍。美国开始发展的起同样的作用。乙醇的增氧效果比要好一倍。起同样的作用要好一倍法定的汽油改良剂有三种：MTBE（甲基叔丁基醚）、乙醇和ETBE（乙基法定的汽油改良剂有三种：（甲基叔丁基醚）、乙醇和（）、乙醇和叔丁基醚），叔丁基醚），2019年，美国能源部在给我国介绍燃料乙醇使用经验时，还年美国能源部在给我国介绍燃料乙醇使用经验时，），庆幸我国MTBE刚刚起步，就选择了用燃料乙醇来替代的路子。美国走了20 庆幸我国刚刚起步，就选择了用燃料乙醇来替代的路子。美国走了刚刚起步年MTBE 的弯路之后，现在又回过头来再走乙醇代替MTBE的路子。美国的的弯路之后，现在又回过头来再走乙醇代替的路子。的弯路之后的路子经验教训，可帮助我们更正确的认识燃料乙醇。经验教训，可帮助我们更正确的认识燃料乙醇。乙醇汽油之所以可以改善尾气污染，改善动力，根本的原理就是乙醇里所含的内氧，就是乙醇里所含的内氧尾气污染，改善动力，根本的原理就是乙醇里所含的内氧，部分地补充了汽油在油缸内燃烧外界供氧不足的问题，汽油在油缸内燃烧外界供氧不足的问题，另外又较好地解决了汽油的高辛烷值组分问题，“两好合一好”，使乙醇的物理化学特性得以充分的发挥。烷值组分问题，两好合一好”使乙醇的物理化学特性得以充分的发挥。因此，把乙醇单单做为“油”的概念，会使我们进入误区，大大地折扣因此，把乙醇单单做为“的概念，会使我们进入误区，了燃料乙醇的功能和价值。了燃料乙醇的功能和价值。

D、各技术现状与瓶颈、

沼气发酵技术

已有30多年历史，农村户用沼气池超过万户；已有多年历史，农村户用沼气池超过4000万户；多年历史万户瓶颈在于开发低温高活性沼气微生物和高效厌氧反应器。应器。

燃料乙醇技术

形成产业化以陈化粮为主要原料，与粮食争原料，以陈化粮为主要原料，与粮食争原料，是否环保还存在争议；存在争议；瓶颈在于大规模生产、秸秆利用和废液处理等。瓶颈在于大规模生产、秸秆利用和废液处理等。

直接燃烧发电技术

全国装机容量800 MW；全国装机容量；单台锅炉容量小；单台锅炉容量小；瓶颈在于大规模直接燃烧和混烧技术。瓶颈在于大规模直接燃烧和混烧技术。

热解气化及发电技术

采用分步式能源化利用，目前最大采用分步式能源化利用，目前最大4 MW级气化发电站级气化发电站和全国很多村级气化集中供气站；和全国很多村级气化集中供气站； 2/3气化集中供气站已停运（目前又在兴起）；气化发电气化集中供气站已停运（目前又在兴起）；气化发电气化集中供气站已停运）；规模小；规模小；瓶颈在于系统效率提高、气化热值低和焦油处理问题。瓶颈在于系统效率提高、气化热值低和焦油处理问题。

热解液化技术

少数进入中试阶段，最大少数进入中试阶段，最大300t/年；年粗生物油成分复杂，除直接燃烧外，应用不明确；粗生物油成分复杂，除直接燃烧外，应用不明确；瓶颈在于粗生物油的精制和应用。瓶颈在于粗生物油的精制和应用。

生物柴油技术

工艺较成熟，年生产能力万吨万吨；工艺较成熟，年生产能力5万吨；现有资源不足以支撑未来产业化；现有资源不足以支撑未来产业化；瓶颈在于植物油原料和转化效率的提高。瓶颈在于植物油原料和转化效率的提高。

（五）我国生物质能利用问题和解决途径

（六）生物质能的优点

提供低硫燃料；提供低硫燃料；低硫燃料 ? 提供廉价能源某些条件下)；提供廉价能源(某些条件下；某些条件下 ? 将有机物转化成燃料可减少环境公害例将有机物转化成燃料可减少环境公害(例可减少环境公害垃圾燃料)；如，垃圾燃料； ? 与其他非传统性能源相比较，技术上的与其他非传统性能源相比较，难题较少。难题较少。

（七）生物质能的缺点

植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物； ? 单位土地面的有机物能量偏低；单位土地面的有机物能量偏低； ? 缺乏适合栽种植物的土地；缺乏适合栽种植物的土地； ? 有机物的水分偏多有机物的水分偏多(50%～95%) 。～

第二节能源概述

二、新能源

3、氢能、

氢蕴藏于浩瀚的海洋之中。海洋的总体积约为氢蕴藏于浩瀚的海洋之中。 13.7亿km3，若把其中的氢提炼出来，约有亿若把其中的氢提炼出来， 1.4×109亿吨，所产生的热量是地球上矿物燃料×亿吨，的9000倍。倍

（1）氢能的优点

燃烧热值高每千克氢燃烧后能放出142351 燃烧热值高：每千克氢燃烧后能放出每千克氢燃烧后能放出 kJ的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦的热量，约为汽油的倍酒精的倍的热量炭的4.5倍炭的倍。 ? 清洁无污染燃烧的产物是水，对环境无任何清洁无污染：燃烧的产物是水燃烧的产物是水，污染。污染。 ? 资源丰富氢气可以由水分解制取，而水是地资源丰富：氢气可以由水分解制取氢气可以由水分解制取，球上最为丰富的资源。球上最为丰富的资源。 ? 适用范围广：贮氢燃料电池既可用于汽车、飞适用范围广：贮氢燃料电池既可用于汽车、宇宙飞船，又可用于其他场合供能。机、宇宙飞船，

又可用于其他场合供能。

（2）氢能实用化所需要解决的技术难题）

大量、且低成本地制造氢的技术开发；大量、且低成本地制造氢的技术开发；的技术开发 ? 安全地储藏、运送氢的技术开发；安全地储藏、运送氢的技术开发；储藏的技术开发 ? 高效率地转换氢能的技术开发；高效率地转换氢能的技术开发；的技术开发 ? 将氢能用于社会各行各业的技术开发。将氢能用于社会各行各业的技术开发。

（3）氢的制取

氢能是一种二次能源，在人类生存的地氢能是一种二次能源，球上，虽然氢是最丰富的元素，球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必须将含氢物质分氢的存在极少。因此必须将含氢物质分解后方能得到氢气。解后方能得到氢气。最丰富的含氢物质），其次就是各种是水（H2O），其次就是各种矿物燃料），其次就是各种矿物燃料石油、天然气）各种生物质等（煤、石油、天然气）及各种生物质等。因此要开发利用这种理想的清洁能源，因此要开发利用这种理想的清洁能源，必须首先开发氢源，必须首先开发氢源，即研究开发各种制氢的方法。氢的方法。

1）从含烃的化石燃料中制氢

过去以及现在采用最多的方法，是以煤、石油过去以及现在采用最多的方法，是以煤、或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。用蒸汽作催化剂以煤作原料来制取氢气的基本反应汽作催化剂以煤作原料来制取氢气的基本反应过程为：过程为：

C+ H2O →CO+ H2

CH4 + H2O←→3H2 + CO ??

800℃

用天然气作原料、蒸汽作催化剂的制氢化学反天然气作原料、蒸汽作催化剂的制氢化学反应为：应为：

美国的未来煤制氢技术

2）电解水制氢

这种方法是基于如下的氢氧可逆反应：这种方法是基于如下的氢氧可逆反应：

分解水所需要的能量△Q是由外加电能提供的。为了提分解水所需要的能量△Q是由外加电能提供的为了提是由外加电能提供的。高制氢效率，电解通常在高压下进行，高制氢效率，电解通常在高压下进行，采用的压力多为高压下进行 3.0～5.0 MPa。～。 ? 目前电能产生效率为％～40％，电解水率在％，总目前电能产生效率为35％～％，电解水率在75％，％～％，电解水率在％，总电解水产氢效率26～％，每立方米H 需耗电4.5～度％，每立方米电解水产氢效率～30％，每立方米 2需耗电～5度。

1 H

2 + O2 ? H2O + ?Q 2

3）热化学制氢

通过外加高温使水起化学分解反应来获通过外加高温使外加高温取氢气。取氢气。到目前为止虽有多种热化学制氢方法，但总效率都不高，仅为20％～氢方法，但总效率都不高，仅为％～ 50％，而且还有许多工艺问题需要解决。％，而且还有许多工艺问题需要解决。％，而且还有许多工艺问题需要解决依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。步研究。

4）太阳能制氢

随着新能源的崛起，以水为原料、利用随着新能源的崛起，以水为原料、核能和太阳能来大规模制氢已成为世界各国共同努力的目标。各国共同努力的目标。其中太阳能制氢最具吸引力，也最有现实意义。最具吸引力，也最有现实意义。

太阳能制氢

太阳热分解水制氢 ? 太阳能电解水制氢 ? 太阳能光化学分解水制氢 ? 太阳能光电化学分解水制氢 ? 模拟植物光合作用分解水制氢 ? 光合微生物制氢

4）生物质制氢）

（4）氢的贮存

氢在一般条件下是以气态形式存在的，且易燃氢在一般条件下是以气态形式存在的，）、易爆），这就为（4%~75%）、易爆（15%~59%），这就为）、易爆（），贮存和运输带来很大的困难。氢的贮存有三种贮存和运输带来很大的困难。方法：高压气态贮存；低温液氢贮存；方法：高压气态贮存；低温液氢贮存；金属氢化物贮存。化物贮存。

（5）氢能利用

氢能所具有的清洁、效率高、重量轻和储存及氢能所具有的清洁、效率高、输送性能好、应用形式多等诸多优点，输送性能好、应用形式多等诸多优点，赢得了人们的青睐。人们的青睐。 ? 利用氢能的途径和方法很多，如航天器燃料、利用氢能的途径和方法很多，航天器燃料、氢能飞机、氢能汽车、氢能发电、氢能飞机、氢能汽车、氢能发电、氢介质储能与输送以及氢能空调、氢能冰箱等，有的已经与输送以及氢能空调、氢能冰箱等实现，有的正在开发，有的尚在探索中。实现，有的正在开发，有的尚在探索中。随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展，科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展，氢能应用范围必将不断扩大，氢能应用范围必将不断扩大，氢能将深入到人类活动的各个方面，直至走进千家万户。类活动的各个方面，直至走进千家万户。

氢燃料电池

氢能汽车 ? 宝马氢能汽车介绍（视频时间）宝马氢能汽车介绍（视频时间）

（6）关于氢能的一些争议

能量密度低：氢密度小，单位体积热值低。输送能耗大：需要输送技术的进步安全性：可燃极限宽，点火能量小。对环境的影响：泄漏不可避免，可达10％，最终导致臭氧层破坏。

氢能的美好未来

不远的将来，氢能汽车将驰骋于高速公不远的将来，路上，氢能飞机将翱翔于蓝天，路上，氢能飞机将翱翔于蓝天，氢能飞船将穿梭于星际，人类将迎来一个洁净、船将穿梭于星际，人类将迎来一个洁净、高效的明天。高效的明天。

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太阳能电池材料的发展及应用

太阳能电池材料的发展及应用 材料研1203 Z石南起新材料（或称先进材料）是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。 随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。 功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。 功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。 功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占85%。我国高技术 (863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。

新能源专业太阳能试卷附参考答案

新能源专业——太阳能试卷附参考答案 2016 9 15 一、单选题【本题型共10道题】 1.光伏组件之间及组件与汇流箱之间的电缆应有（）。 A．防水措施和防雷措施 B．固定措施和防晒措施 C．固定措施和防雷措施 D．防晒措施和防水措施 用户答案：[B] 得分：1.00 2.我国太阳能资源年太阳辐射总量4200～5000MJ/ m2，相当于日辐射量 3.2～ 3.8KWh/m2的地区，属于（）类地区。 A．I B．II C．III D．IV 用户答案：[D] 得分：1.00 3.我国太阳能资源年太阳辐射总量5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量 4.5～ 5.1KWh/㎡的地区，属于（）类地区。 A．I B．II

C．III D．IV 用户答案：[B] 得分：1.00 4.我国太阳能总辐射资源丰富，总体呈（）的分布特点。 A．高原大于平原.东部大于西部 B．高原大于平原.西部大于东部 C．南部大于北部.东部大于西部 D．南部大于西部.东部大于北部 用户答案：[B] 得分：1.00 5.光伏发电站安装容量小于或等于30MW时，宜采用（）。 A．单母线接线 B．单母线分段接线 C．双母线接线 D．双母线分段接线 用户答案：[A] 得分：1.00 6.光伏发电站发电母线电压应根据接入电网的要求和光伏发电站的安装容量，经技术经济比较后确定，光伏发电站安装总容量大于1MWp，且不大于30MWp时，宜采用（）电压等级。 A．0.4kV-10kV

B．10kV-35kV C．35kV D．110kV 用户答案：[B] 得分：1.00 7.光伏方阵内光伏组件串的最低点距地面的距离不宜低于（）。 A．100mm B．200mm C．300mm D．500mm 用户答案：[C] 得分：1.00 8.光伏电站内，当油量为2500kg及以上的屋外油浸变压器之间的防火间距不能满足要求时，应设置防火墙。防火墙的高度应高于变压器油枕，其长度不应小于变压器的储油池两侧各（）米。 A．0.5 B．1 C．3 D．5 用户答案：[B] 得分：1.00 9.在我国太阳能资源年太阳辐射总量6680～8400MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡的地区，属于（）类地区。

太阳的作用(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 1.太阳可以发电，电很有用； 2.太阳可以把河水晒热，让我去洗澡； 3.太阳可以把被子晒得又松又软，让我睡觉起来很舒服； 4.太阳可以给绿色植物提供能量进行光合作用，让西瓜又大又甜； 5.太阳可以吸引住地球，不让它到处乱跑，万一撞上小行星，我们就玩完了； 6.太阳可以蒸发水分，把水分送到天上，然后再下雨，有情调多了； 7.太阳可以把雪晒干，雪虽然很可爱，要是不化，也就没意思了； 8.太阳可以把月亮照亮，就算太阳不在，地上也不会黑暗一片； 9.太阳可以把空气晒热，从而造成各地的气压不同，并形成风，微风轻轻吹，好爽； 10.太阳可以形成太阳黑子，让喜欢天文的我看…… 那么太阳有哪些作用呢？太阳的作用有以下几点： 1、给我们带来光照和热量。 2、不会产生废气，可以用太阳能、太阳能汽车、太阳能手表……这些可以省电、省水，还可以保护环境。 3、阳光照在皮肤上，会使皮下血管扩张，血流旺盛，增加有毒物质的排泄和抵抗力，还会使唾液和胃液的分泌增加，肠胃蠕动加强，促进食欲和消化。 4、皮肤还能在阳光的照射下，将一些化学物质，像麦角醇、胆固醇等，制造出维生素D。这种维生素、钙和磷，是我们骨骼的重要成分，少了它们，就会得软骨病。

5、冬天，孕妇晒太阳好处多。这是因为，孕妇在妊娠期间，机体各种代谢加快，对各种营养物质的需求增多，特别对于钙质的需求增强。大家知道，维生素D促进身体对钙质的吸收作用，若孕妇膳食内缺乏维生素D或摄食吸收不足，又不常见阳光，皮肤内的17——脱氢胆固醇无法由紫外线的照射而生成维生素D，肠壁吸收钙质则发生障碍。如果长时间缺乏维生素D 和钙、磷等物质，孕妇容易得骨软质化的病症。 6、在井下长期作业的矿工，日光浴可使其恢复和保持健康，而日光浴一度成为一种时尚。 7、地球上的能源直接或间接依靠日光供给，成为食物链。 8、阳光中的紫外线可以杀菌。 当然，在夏天的大太阳下晒久了，皮肤会晒黑，有时还会中暑。太阳有时还会引起火灾。 太阳对人类而言至关重要。地球的大气循环，日夜与四季的轮替，地球冷暖的变化都是太阳作用的结果。太阳是我们唯一能看到表面细节的恒星，人类对恒星的了解大部分都来自太阳。 太阳对人类的好处? 如全部包含，就得要长篇大论了... 1.太阳&植物 植物会利用太阳光行光合作用 光合作用会吸入二氧化碳，排出氧气 光是这点，就对人类~不~全动物带来生机!!

新能源技术及其应用

新能源技术及其应用 摘要：能源是人类生存和发展的重要物质条件。煤炭、石油、天然气等化石能源支持了19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会发展，但煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗，不仅使人类面临资源枯竭的压力，同时更感到了环境问题的严重威胁。可再生能源丰富、清洁，可永续利用。加强可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续发展的必由之路。 关键词：可再生能源太阳能风能地热能海洋能生物质能核能 一、太阳能技术： 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为 3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能的转换和利用方式有：光－热转换、光－电转换和光－化学转换。 １）太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用，它可分低温（１００－３０

０℃）：工业用热、制冷、空调、烹调等；高温（３００℃以上）：热发电、材料高温处理等。 ２）太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多，如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化电池、化电池等。当前发展主要障碍是光电池成本高。 ３）光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解液内形成电流，并使水电离直接产生氢的电池。 二、风能: 风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸，季风强盛。全国风力资源的总储量为每年16亿kw，在世界各国排列第三,可开发利用的约为2/10,即约3亿千瓦.可以有效利用的风速范围为3-20米/秒. 近期可开发的约为1.6亿kw，内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列。风力发是技术关键是大型风力机的叶片设计、制造和安全性技术，二是优化运行控制方案与控制系统。

太阳能电池的种类特点及发展趋势

太阳能电池的种类特点及发展趋势一、种类 按照材料分类 ?硅太阳能电池：以硅为基体材料（单晶硅、多晶硅、非晶硅） ?化合物半导体太阳能电池：由两种或两种以上的元素组成具 半导体特性的化合物半导体材料制成的太阳能电池(硫化镉、 砷化稼、碲化镉、硒铟铜、磷化铟) ?有机半导体太阳能电池：用含有一定数量的碳－碳键且导电 能力介于金属和绝缘体之间的半导体材料制成的电池(分子 晶体、电荷转移络合物、高聚物) 单晶硅太阳电池 特点 硅系列太阳能电池中，单晶硅的光电转换效率最高，技术也最成熟，高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关成熟的加工工艺基础上。提高转换效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。单晶硅太阳能电池的转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍旧占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本据高不下，严重影响了其广泛应用。 单晶硅太阳能电池的特点是对于大于0.7μm的红外光也有一定的灵敏度。以p 型单晶硅为衬底，其上扩散n型杂质的太阳能电池与n型单晶硅为衬底的太阳能电池相比，其光谱特性的峰值更偏向左边（短波长一方）。它对从蓝到紫色的短波长（波长小于0.5μm）的光有较高的灵敏度，但其制法复杂，成本高，仅限于空间应用。此外，带状多晶硅太阳能电池的光谱特性也接近于单晶硅太阳能电池的光谱特性。 1.多晶硅太阳电池 特点 单晶硅太阳能电池的缺点是制造过程复杂，制造电池的能耗大。为解决这些问题，用浇铸法或晶带法制造的多晶硅太阳能电池的开发取得了进展。在1976年证明用多晶硅材料制作的太阳能电池的转换效率已超过10%，对大晶粒的电池，有报道效率可达20%。这种低成本的多晶硅太阳能电池已经大量生产，目前，它在太阳能电池工业中所占的分额也相当大。 但是多晶硅材料质量比单晶硅差，有许多 晶界存在，电池效率比单晶硅低； 晶向不一致，表面织构化困难。 单晶、多晶与非晶的区别 多晶：短程有序（团体有序），成百上千个原子尺度，通常是在微米的量级； 非晶：局部有序（个体有序），微观尺度，几个原子、分子尺度，一般只有十几

太阳能热水器提供资料清单

太阳能热水器提供资料清单 1.营业执照副本 2.代码证副本 3.申请书-盖章 4.工厂检查调查表 以上4种资料邮寄给CQC受理工程师 5.产品说明书 6.产品铭牌（电子版或实物铭牌，样品上贴实物铭牌） 7.电气原理图 8.产品结构图 9.关键元器件和材料清单（见附件格式）-盖章 10.关于不使用氯氟烃物质为制冷剂、发泡剂的声明（见附件格式）-盖章 11.发泡剂声明（见附件格式）-盖章 12.镀层厚度声明-盖章 13.差异说明-盖章 14.铭牌材质和张贴位置声明-盖章 15.覆盖样品外观照片（见附件格式） 16.太阳能系统整体照片（包括集热器） 17.样品（主检型号2台） 18.非金属材料样块-各3块30*30-60*60mm 5-18资料电子版和盖章的提交实验室。

安全关键件清单:

关于不使用氯氟烃物质为制冷剂、发泡剂的承诺 我公司（企业）威海澳华新能源有限公司承诺遵守国家环保总局函〔2007〕200号公告及认监委2007年16号公告。 一、自2007年7月1日起，我公司（企业）承诺在我公司生产的所有太阳能热水器(带电辅助加热)产品中，不使用氯氟烃（CFCs）为制冷剂、发泡剂，并且在生产过程中不使用（CFCs）为清洗剂、发泡剂。 二、自2007年9月1日起，我公司不销售、不进口、不出口以氯氟烃（CFCs）为制冷剂、发泡剂、清洗剂的产品。 如没有遵守上述规定，因此引发的法律后果由我公司自行承担。 附：证书号清单 承诺人： （签字及盖章） 日期：

声明 我公司生产的太阳能热水器（带电辅助加热）保温层使用的是 生产的；使用发泡剂的厚度为：，所用材料符合等级材料。 特此声明！ 威海澳华新能源有限公司 2014年8月15日 差异说明 我公司申请编号为：的太阳能热水器(带电辅助加热)，主检型号和覆盖型号之间除了产品的容积和外观不同外，其电气原理，内部结构，使用关键件等都一致。 威海奥华公司 2014/5/13

汽车新能源应用技术

汽车新能源应用技术 学院： 姓名： 学号：

电动汽车锂动力电池组热管理系统设计流程 摘要:纯电动汽车的动力来源于电池组，因此整车性能依赖于锂动力电池组的性能。而锂动力电池性能受环境温度的影响很大，锂动力电池组热管理的目的是控制电池组的温度和实现电池组温度均匀分布，电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文首先分析了温度对电池组性能和寿命的影响，概括了电池组热管理系统的功能，介绍了电池组热管理系统设计的一般流程和采用的方法。主要包括电池的选型、最优工作温度范围的确定、电池组的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计、保温加热结构的设计、温度控制策略的设计、软硬件的设计等。 关键词：电动汽车；电池组；热管理系统；设计流程 Abstract: The power of pure electric vehicle is from the battery pack,so the vehicle performance depends on the performance of lithium-ion power battery,the lithium power battery performance is much affected by the environment temperature.The purpose of lithium power battery thermal management is to control the temperature of the battery and battery temperature uniform distribution.Battery thermal management system research and development for safe and reliable operation of the electric vehicles has very important significance.This paper first analyzes the influence of temperature on the battery performance and life,summarizes the function of the battery thermal management system,introduces the general process and methods of the design of battery thermal management system.Mainly includes the selection of the battery,the determination of the optimal operating temperature range, battery heating mechanism research, thermal physical property parameters,battery thermal field calculation, the selection of the heat transfer medium,heat insulation structure design, structure design of heating,the design of the temperature control strategy, software and hardware design, etc. Keywords: EV;battery pack;thermal management system;design flow

太阳能电池的工作原理、工作效率、制造太阳能的材料及大致构造

引言太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源．也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：1、半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率：3、材料本身对环境不造成污染；4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展，以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状，并讨论了太阳能电池的发展及趋势。 1 硅系太阳能电池 1.1 单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是*单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23．3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19．44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cm X 2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cm X 5cm）转换效率达8.6%。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。 1．2 多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们一直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCV D）和等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺。此外，液相外延法（LPPE）和

新能源专业-太阳能试卷

【试卷总题量: 31,总分: 100、00分】用户得分:100、0分,用时2289秒,通过字体:大中小| 打 印| 关闭| 一、单选题【本题型共10道题】 1、光伏发电站中,除光伏支架外得建(构)筑物得结构设计使用年限应为( )。 A.30年 B.50年 C.60年 D.70年 用户答案:[B] 得分:1、00 2、在光伏发电站站址处宜设置太阳能辐射现场观测站,观测装置得安装位置需要视野开阔,且在一年当中日出与日没方位不能有( )得遮挡物。 A.大于5° B.大于10° C.大于15° D.大于20° 用户答案:[A] 得分:1、00 3、近代太阳能利用历史可以从( )法国工程师所罗门?德?考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动得发动机算起。 A.1615年 B.1901年 C.1913年 D.1945年 用户答案:[A] 得分:1、00 4、以下选项属于我国第 III类太阳能资源区得有( )。 A.宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部与西藏西部 B.河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部 C.河北东南部、山西南部、新疆北部、陕西北部、甘肃东南部、广东南部 D.湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部 用户答案:[C] 得分:1、00 5、固定式布置得光伏方阵、光伏组件安装方位角宜采用( )。 A.东南方向

B.西南方向 C.正南方向 D.正北方向 用户答案:[C] 得分:1、00 6、光伏组件之间及组件与汇流箱之间得电缆应有( )。 A.防水措施与防雷措施 B.固定措施与防晒措施 C.固定措施与防雷措施 D.防晒措施与防水措施 用户答案:[B] 得分:1、00 7、我国太阳能总辐射资源丰富,总体呈( )得分布特点。 A.高原大于平原、东部大于西部 B.高原大于平原、西部大于东部 C.南部大于北部、东部大于西部 D.南部大于西部、东部大于北部 用户答案:[B] 得分:1、00 8、光伏电站站址所在地区,参考气象站应具有连续( )以上得太阳辐射长期观测记录。 A.2年 B.5年 C.10年 D.15年 用户答案:[C] 得分:1、00 9、光伏发电站安装容量小于或等于30MW时,宜采用( )。 A.单母线接线 B.单母线分段接线 C.双母线接线 D.双母线分段接线 用户答案:[A] 得分:1、00 10、光伏电站贮油设施内应铺设卵石层,其厚度不应小于( ),卵石直径宜为 50mm-80mm。

新能源技术应用的现状及发展趋势

新能源技术应用的现状及发 展趋势 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

目录 摘要 (2) 第一章对能源的认识 (3) 1.1能源的定义 (3) 1.2能源的源头 (3) 1.3能源的种类 (4) 第二章新能源的发展趋势 (5) 2.1 多元化 (5) 2.2 清洁化 (5) 2.3 高效化 (5) 2.4 全球化 (6) 2.5 市场化 (6) 第三章启示与建议 (7)

摘要 我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：物质、能量和信息。组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。 能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。 未来对能源的要求有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。未来对能源的需求未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。 除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。 关键字：能源利用可持续发展环境污染

光电池的应用与发展

光电池的应用与发展 摘要： 光电池是利用光伏效应制成的检测光辐射的器件，主要是利用价带电子在光的照射下产生电动势。光电池也叫太阳能电池，直接把太阳光转变成电。因此光电池的特点是能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。 光电池的种类很多，常用有硒光电池、硅光电池和硫化铊、硫化银光电池等。主要用于仪表，自动化遥测和遥控方面。有的光电池可以直接把太阳能转变为电能，这种光电池又叫太阳能电池。太阳能电池作为能源广泛应用在人造地卫星、灯塔、无人气象站等处。 随着可持续发展战略在世界范围内的实施，新能源的开发与利用显得尤为重要。在有关光电池的技术走进了我们的生活，因此这对于光电池的应用与发展方向进行的研究具有较为广泛的意义。 关键字：光电池；光伏效应；价带电子

目录 1.光电池简介 (3) 1.1光电池的定义 (3) 1.2光电池的种类 (3) 2.光电池的原理 (3) 3.光电池发展历史 (4) 4.光电池的应用与前景 (5) 4.1光电池的应用 (5) 4.1.1光电池的运用范围 (6) 4.1.2光电池家庭化的应用 (6) ①太阳能电话 (6) ②太阳能冰箱 (6) ③太阳能空调器 (7) ④太阳能电视机 (7) 4.1.3光电池的市场与应用 (7) 4.2光电池的前景 (8) 总结 (8) 参考文献 (9)

1.光电池简介 1.1光电池的定义 光电池（photovoltaic cell）是利用光伏效应（光电效应的衍生）制成的检测光辐射的器件，是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。可见光电池也是一种光电传感器。 光电池广泛用于把太阳能直接转换成电能，亦称太阳能电池。 1.2光电池的种类 光电池的种类很多，有硒光电池、硅光电池和硫化铊、硫化镉、砷化镓光电池等。其中硅光电池由于其转换效率高、寿命长、价格便宜而应用最为广泛。 2.光电池的原理 光电池是一种特殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电。有的光电池还可以将红外光和紫外光转化为直流电。 最早的光电池是用掺杂的氧化硅来制作的，掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。 光伏发电是利用半导体pn结（pn junction）的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池(solar cell)。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件（module），再配合上功率控制器等部件就形成了光

新能源技术应用的现状及发展趋势

目录 摘要 (2) 第一章对能源的认识 (3) 1.1能源的定义 (3) 1.2能源的源头 (3) 1.3能源的种类 (4) 第二章新能源的发展趋势 (5) 2.1 多元化 (5) 2.2 清洁化 (5) 2.3 高效化 (5) 2.4 全球化 (6) 2.5 市场化 (6) 第三章启示与建议 (7)

摘要 我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：物质、能量和信息。组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。 能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子部的能量。 未来对能源的要求有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。未来对能源的需求未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。 除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。 关键字：能源利用可持续发展环境污染

硅基太阳能电池的发展及应用

.. 硅基太阳能电池的发展及应用 摘要：太阳能电池是缓解环境危机和能源危机一条新的出路，本文介绍了硅基太阳能电池的原理，综述了硅基太阳电池的优点与不足，以及硅基太阳能电池和其他太阳能电池的横向比较，硅基太阳能电池在光伏产业中的地位，并展望了发展趋势及应用前景等。 关键词：硅基太阳能电池转换效率 1引言 二十一世纪以来，全球经济增长所引发的能源消耗达到了空前的程度。传统的化石能源是人类赖以生存的保障，可是如今化石能源不仅在满足人类日常生活需要方面捉襟见肘，而且其燃烧所排放的温室气体更是全球变暖的罪魁祸首。随着如今全球人口突破70亿，能源的需求也在过去30年间增加了一倍。特别是电力能源从上世纪开始，在总能源需求中的比重增长迅速。中国政府己宣布了其在哥本哈根协议下得承诺，至2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40% --45%，非化石能源占一次能源消费的比重提高至少15%左右【6】。 目前太阳能电池主要有以下几种：硅太阳能电池，聚光太阳能电池，无机化合物薄膜太阳能电池，有机化合物薄膜太阳能电池，纳米晶薄膜太阳能电池，叠层薄膜太阳能电池等，其材料主要包括产生光伏效应的半导体材料，薄膜衬底材料，减反射膜材料等【5】。

（图1：太阳能电池的种类） 太阳电池的基本工作原理是：在被太阳电池吸收的光子中，那些能量大于半导体禁带宽度的光子，可以使得半导体中原子的价电子受到激发，在p区、空间电荷区和n区都会产生光生电子左穴对，也称光生载流子。这样形成的光生载流子由于热运动，向各个方向迁移。光生载流子在空间电荷区中产生后，立即被内建电场分离，光生电子被推进n区，光生空穴被推进p区。因此，在p-n结两侧产生了正、负电荷的积累，形成与内建电场相反的光生电场。这个电场除了一部分要抵消内建电场以外，还使p型层带正电，n型层带负电，因此产生了光生电动势，这就是光生伏特效应(简称光伏)。

新能源专业-太阳能试卷

【试卷总题量: 31，总分: 100.00分】用户得分：100.0分，用时2289秒，通过字体：大中小| 打 印| 关闭| 一、单选题【本题型共10道题】 1.光伏发电站中，除光伏支架外的建（构）筑物的结构设计使用年限应为（）。 A．30年 B．50年 C．60年 D．70年 用户答案：[B] 得分：1.00 2.在光伏发电站站址处宜设置太阳能辐射现场观测站，观测装置的安装位置需要视野开阔，且在一年当中日出和日没方位不能有（）的遮挡物。 A．大于5° B．大于10° C．大于15° D．大于20° 用户答案：[A] 得分：1.00 3.近代太阳能利用历史可以从（）法国工程师所罗门?德?考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。 A．1615年 B．1901年 C．1913年 D．1945年 用户答案：[A] 得分：1.00

4.以下选项属于我国第 III类太阳能资源区的有（）。 A．宁夏北部.甘肃北部.新疆东部.青海西部和西藏西部 B．河北西北部.山西北部.内蒙古南部.宁夏南部.甘肃中部 C．河北东南部.山西南部.新疆北部.陕西北部.甘肃东南部.广东南部 D．湖南.湖北.广西.江西.浙江.福建北部.广东北部.陕西南部 用户答案：[C] 得分：1.00 5.固定式布置的光伏方阵、光伏组件安装方位角宜采用（）。 A．东南方向 B．西南方向 C．正南方向 D．正北方向 用户答案：[C] 得分：1.00 6.光伏组件之间及组件与汇流箱之间的电缆应有（）。 A．防水措施和防雷措施 B．固定措施和防晒措施 C．固定措施和防雷措施 D．防晒措施和防水措施 用户答案：[B] 得分：1.00 7.我国太阳能总辐射资源丰富，总体呈（）的分布特点。 A．高原大于平原.东部大于西部

我国太阳能资源开发和利用现状

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行"阳光计划"，开发太阳能资源，寻求经济发展的"新动力"。我国受地理位置的影响，蕴藏着丰富的太阳能资源，然而颇受"阳光"厚爱的中国，太阳能资源开发尚且滞后，如何把阳光留住，催生"阳光经济"，是我国科学发展面临的一个严峻课题。 有着"世界屋脊"之称的青藏高原，地广人稀，在许多农牧区，电网无法延伸、水利资源紧缺，过去牧民们大多靠"酥油灯"照明。近年来，青海省积极开发新能源，他们利用高原上日照时间长，辐射强度大，太阳能资源丰富的优势，开发太阳能资源，在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补电站，成为我国开发太阳能资源的排头兵。 目前，青海农牧区的１１２个无电乡全部建成太阳能光伏电站，解决了９０８个无电村农牧民的生活用电，覆盖农牧民人口５０多万。青海全省人口５５０万，如今七分之一的人口靠太阳能告别无电时代。在推进太阳能光伏电站建设的同时，青海省政府制作太阳能灶６６０００台，全部免费发放给干旱山区的农牧民，使３０万农牧民用上了太阳能灶。 青海省农村牧区能源办公室主任李世民介绍，太阳能灶操作简易，使用方便，清洁卫生，没有污染，使用年限一般可达１５年。推广使用太阳能灶，大大减少了燃料短缺地区农牧民砍伐灌木林的数量，促进了环保工作。据测算，青海省利用太阳能发电所产生的电能相当于几个中型水电站的产量。太阳能的使用，为解决电网不能覆盖地区的农牧民用电问题开辟了新途径。 青海省新能源研究所所长、副研究员张治民说，太阳能产品最适合沟大山深的西部高原地区。青海一些地区从县到乡有５０－２００公里的远距，用常规电网建设供电，造价成本极高，运距长，电损大，加之使用用户少，很多高原地区多年来无法实现供电。海西州乌兰县赛什克乡托海村的９３户农民，２０多年尝尽了无电的苦头。２００３年，这个村建起了一个太阳能光伏电站，解决了全村农民和村小学、卫生院、党员活动室、青年文化室的用电。村民张明成高兴地说："我们点了２０多年的煤油灯，如今有了电，家家户户都能看上电视了！" 当前，我国甘肃、新疆、青海、西藏、云南等省区，还有２万多个村落的７００多万户农牧民过着无电生活。而大力推广实施的太阳能发电技术，则开始让无电的群众过上"光明"的日子。我国西部地区海拔高，光照丰富，有着利用太阳能进行光伏发电的优越条件，近年来，我国相继推行"光明工程"、"送电到乡工程"，许多地方选择光伏发电技术，解决用电难问题。一块２０瓦的太阳能电池板一天光照可供３个９瓦节能灯５个小时照明，采用太阳能发电是一种很有效的能源补充形式。用太阳能在边远地区分散供电，既环保又经济，比延伸电网或柴油发电有明显的优势。

浅谈太阳能电池的发展与应用

浅谈太阳能电池的基本原理与应用 摘要：人类面临着有限常规能源和环境破坏严重的双重压力。特别是煤、石油、天然气等不可再生能源的逐渐枯竭，能源问题已经成为制约社会经济发展的重大问题，研究新能源的开发利用已是当务之急。太阳能作为一种清洁、高效、取用不尽的能源已有尽半个世纪的发展历程。并成为当前各国争相开发利用的一种新能源。太阳能光伏发电的最核心的器件是太阳能电池，太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。为全面的了解太阳能电池的相关知识，本文通过查阅大量资料与新闻信息，综述太阳能电池的发展历程与当前应用情况。重点研究太阳能电池的工作原理，基本结构，主要类型，发展现状及趋势。 关键词：太阳能电池;基本原理;材料; 晶体硅;薄膜太阳能电池;转换效率 引言：由于人类对可再生能源的不断需求。促使人们致力于开发新型能源。太阳在40min内照射带地球表面的能量可供全球目前能源消费的速度使用1年。合理的利用好太阳能将是人类解决能源问题的长期发展战略，是其中最受瞩目的研究热点之一。在太阳能的有效利用中, 太阳能的光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域. 太阳能电池的研制和开发日益得到重视. 太阳能电池是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转移反应而进行工作的. 根据所用材料的不同, 太阳能电池主要可分为四种类型: ( 1) 硅太阳能电池; ( 2) 多元化合物薄膜太阳能电池; ( 3) 有机物太阳能电池; ( 4) 纳米晶太阳能电池.太阳能电池以硅材料为主的主要原因是其对电池材料的要求: ( 1) 半导体材料的禁带宽度不能太宽; ( 2) 要有较高的光电转换效率; ( 3) 材料本身对环境不造成污染; ( 4) 材料便于工业化生产且材料性能稳定. 随着新材料的不断开发和相关技术的发展, 以其他材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景. 本文简要地综述了太阳能电池的原理、种类及其研究现状, 并讨论了太阳能电池的发展趋势. 1 基本原理 太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 1.1 半导体的简单介绍 半导体材料指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，这种材料在某个温度范围内随温度升高而增加电荷载流子的浓度，电阻率下降。半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。 1.1.1关于半导体的基本概念 共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。自由电子的形成：在常温下，少数的价电子由于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。 空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。 载流子：运载电荷的粒子称为载流子，包括电子与空穴。 杂质半导体：通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体。 P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三

太阳能电池材料

太阳能电池材料 1.说明三氯氢硅还原法制备高纯硅的具体步骤 答：工业级硅经过酸洗、粉碎（60~100目），符合粒度的送入干燥炉，经热氮气流干燥后，送入沸腾炉，同时从炉底部通入适量的干燥HCL，进行三氯氢硅的合成。 2.论述拉制无错位单晶硅的工艺 无错位晶核是生长无错位单晶的基础 3.论述直拉法工艺的定义、工艺流程、需控制的参数、特点 答：生长方法：在直拉单晶炉内，向盛有熔硅坩埚中，引入籽晶作为非均匀晶核。然后控制热场，将籽晶旋转并缓慢向上提拉，单晶便在籽晶下按籽晶的方向长大。直拉法工艺流程：炉体、籽晶、多晶硅、掺杂剂、石英坩埚；清洁处理；装炉；抽真空（或通保护气体）；加热熔化；单晶生长；降温出炉；性能测试。 单晶工艺流程：1.熔化；2.稳定；3.引晶；4.缩颈；5.放肩；6.等径；7.收尾。需控制的参数、特点：坩埚的位置、转速、上升速度，以及籽晶的转速和上升速度，热场的设计和调整。 4.论述在直拉法中杂质的掺入方法以及单晶中杂质均匀分布的控制方法 答：共熔法：纯材料与杂质（不易挥发的材料)一起放入坩埚熔化； 投杂法：向已熔化的材料中加入杂质（易挥发的材料） 单晶中杂质均匀分布的控制方法：1.直拉法单晶纵向电阻率均匀性的控制：变速 拉晶法：原理C S =KC L 。双坩埚法：连通坩埚法和浮置坩埚法。2.径向电阻率均匀 性的控制：在晶体生长过程中，如果熔体搅拌均匀，则固液交界面是等电阻面。 5.论述直拉工艺中降低氧含量的措施 6.什么是分凝现象？平衡分凝系数？有效分凝系数？小平面效应？ 答：分凝现象：将含有杂质的晶态物质熔化后再结晶时，杂质在晶体的固体浓度Cs和未结晶的液体中浓度C l不同的现象。 平衡分凝系数：在一定温度的平衡状态下，杂质的固液两相中浓度的比值：K0=C S/C L

有关太阳能的常见问题解答

有关太阳能的常见问题解答：太阳能与光伏发电 问题 ?常见问题 太阳光如何影响地球上的生物？ 如何把太阳能转化为电能？ 能量转换效率的含义是什么？ ?关于光伏技术 光伏发电(PV) 的含义是什么？ 光伏发电技术与其它太阳能技术的区别是什么？ 光伏系统由哪些部分组成？ 光伏系统可以持续运行多长时间？ 光伏系统可以运用在哪些领域？ 光伏系统何时可以替代燃煤和核电站？ 光伏系统需要多少空间，才能满足整个世界的电力需求？ ?您和光伏发电 我为何要使用光伏发电？ 我能用光伏技术为我家供电吗？ 我能用光伏技术为我的企业供电吗？ 使用光伏系统能为我节约多少花费？ 我如何知道我是否拥有光伏发电所需的足够阳光？ 我需要多大的光伏系统？ 使用太阳能有不足吗？ 我何时才能买到由太阳能电力或光伏动力驱动的汽车？ 常见问题 问：太阳光如何影响地球上的生物？ 答：对地球上的所有生物而言，太阳是至关重要的。进化学家已经证实太阳能在“自然起源”过程中扮演了重要的角色，从最原始的单细胞生物分裂并发展成为复杂的生命形态。植物需要阳光来进行光合作用或产生糖类，其中光合作用的副产品是细胞的呼吸，在这个过程中释放了我们赖以生存的氧气。各种动物（包括人类），都依靠太阳的热量来保持体温并维持生命。幸亏太阳还拥有大量的氦，可为地球提供超过50 亿年的能量。 回到页首 问：如何把太阳能转化为电能？

答：太阳光由许多叫做光子的微小能源粒子组成。光伏系统使用半导体材料（比如硅），来吸收一部分光子并将其转换为电子。这一过程称为光电效应，也是光伏电池将太阳光转化为电能的基础物理过程。光伏电池的特殊内建电场，为电流通过外部负载（例如电灯泡）提供了所需要的电压。 回到页首 问：能量转换效率的含义是什么？ 答：能量的转换效率表示能量的转换产生量与能量的消耗量或设备可用能量的比值。太阳以很广阔的光谱发出很多能量，但我们目前只能依靠光伏技术来获取这些光谱中很小一部分的能量。现在，商用光伏系统的转换效率在7% 到17% 之间。与之比较，一个典型的化石燃料发电器的效率在28% 左右。然而在实验室条件下，一些光伏电池可将太阳光中所含能量的近40% 转换为电能。 回到页首 关于光伏发电 问：光伏发电(PV) 的含义是什么？ 答：光伏(Photovoltaic) 的本质含义是从太阳光的能量中获得电能。这个词最早应用于1890 年，分为两个部分：“Photo”，是从希腊语中代表光的词“phos”而来；“Volt”，是由以研究电力的先驱亚历山德罗·瓦特(1745-1827) 命名的电压度量单位而来。 回到页首 问：光伏发电技术与其它太阳能技术的区别是什么？ 答：主要有四种类型的太阳能技术： 1. 光伏(PV) 系统，利用由半导体材料制成的光伏电池把太阳能直接转化为电能。 2. 集中太阳能(CSP) 系统，用如槽体或玻璃面板之类的反射设备集中太阳能以产 生热量，再由此发电。 3. 太阳能水热系统，包含一个面向太阳的太阳能收集器，利用此收集器直接加热水， 或加热不停流动的“工作液体”进而再加热水的装置。 4. 太阳蒸汽收集器，或称“太阳墙”，利用太阳能来预热建筑物中流通的空气。 回到页首 问：光伏系统由哪些部分组成？ 答：一个光伏系统由许多不同的部分组成。其中包括多组称为“组件”（也称为“面板”）的光伏电池；一个或多个蓄电池；对于独立系统需要一个充电器或控制器；对于并网系统或需要将直流电(DC) 转化为交流电(AC) 时，需要一个逆变器、导线、五金件及机箱等。 回到页首