苏大能源作业.doc

2012年度秋季班 能源学期考试题目1、背景资料：世界各国实现低碳发展都有三个共同的途径。一是节制用能和提高能效，指标是降低总能耗和人均能耗；二是快速提高没有CO2排放的核能和可再生能源的比率；三是采用CCS技术的化石能源（主要是煤）的洁净利用。查阅资料回答问题:什么是煤的洁净利用和 CCS， 今后如何选择是发展超临界机组还是CCS，谈谈你的看法？答：1）煤的洁净利用就是通过使用洁净煤技术使煤炭成为清洁、无污染燃料。洁净煤技术是指在煤的开发、加工转化、利用过程中能够提高效率、减少污染的各种新的、洁净的“煤技术”，主要包括煤加工、洁净燃煤与发电、煤转化、污染物治理及资源综合利用等四个技术领域。2） CCS即Carbon Capture and Storage，碳捕捉及存储技术： 是一个从工业和能源相关的生产活动中分离二氧化碳，运输到储存地点，长期与大气隔绝的过程。选择发展超临界机组更有远见。因为：超临界机组具有无可比拟经济性，单台机组发电热效率最高可达50%，每kW/h煤耗最低仅有255g（丹麦BWE公司），较亚临界压力机组（每kW?h煤耗最低约有327g左右）煤耗低；同时采用低氧化氮技术，在燃烧过程中减少65%的氮氧化合物及其它有害物质的形成，且脱硫率可超98%，可实现节能降耗、环保的目的2、背景资料： 太阳能无污染、可再生，是一种人类共享和赖以生存发展的重要能源。人类利用太阳能，需要把太阳能转换为电能、热能、化学能、生物质能。太阳能是一种辐射能，它转化为其它形式的能量，实际上是通过辐射能与物质作用后转化为物质系统内的电能、热能、化学能或生物质能。太阳能的利用主要包括光伏和光热两个方面。请查阅资料回答问题： 1)为了从太阳能高效获取更多我们需要的能量，如何科学设计太阳能接收转换器及其材料 2)描述光与物质作用的能量转换机理, 3)在利用太阳能进行光热过程中，在实际应用的有那些？4）提高光热转换效率的途径主要有那些？答：1) 太阳光电转化的原理:太阳能光板45度接收后经过硅导体转换成电能，经逆差变器和蓄电池，再输送负载方。使用单晶硅半导体材料，其利用率较高。2)从粒子性：光子主要进行了光电效应、康普顿散射、电子对生成三个阶段，最终将能量消耗殆尽，将其一部分能量转换为电子能量，而这些电子最后会将能量沉积在介质中。另一方面，从光子的波动性：通过原子核一电子简谐振子力学方面，可以分析出光将其能量转化给物质系统内部的能量。赞同3) 太阳能建筑方面，如：太阳能采暖建筑、集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑。还有一些其他方面，如：太阳灶、太阳能干燥、太阳能海水淡化、太阳能空调、太阳能热水器等。4）a. 采用连接到每个太阳能板上的微型逆变器（micro-inverter），为每块太阳能面板配备单独的微型逆变器使得系统可以适应不断变化的负荷和天气条件，从而能够为单块面板和整个系统提供最佳转换效率。b.寻找新的、有高效转换率的新型材料。c.改善太阳能的转换条件，如寻找光照强度大的场地等。3、背景资料 2012年7月20日国务院正式印发,目标要求战略性新兴产业规模年均增长率保持在20%以上,到2015年, 战略性新兴产业增加值占国内生产总值比重达到8%左右.到2020年,力争使战略性新兴产业成为国民经济和社会发展的重要推动力量,增加值占国内生产总值比重达到15%左右。我国太阳能热利用的应用领域主要为低温利用，太阳能中高温热利用面临着大规模发展的良好契机，我国目前还没有建成一座太阳能热发电的电站,这说明我们在太阳能集热技术方面存在制约。问题： 太阳能中高温集热关键技术有哪些?提出你的解决思路。答：1）直接系统的平板热水器在冬季不能防冻，须排空，因此冬季不能使用并维护复杂。2）太阳能集热器瞬时效率的截距略低，热损系数差别较大。3）采集太阳能的同时尽可能减小其对流和辐射热损。解决思路：1）采用间接系统、分体式系统和闭式承压系统，其系统可靠、维护成本低、水质不会污染和系统寿命长。2）努力提高平板太阳能集热器产品性能，开展高效平板太阳能集热器研发3）采用优质选择性吸收涂层材料和高透过率盖板材料。 4、背景资料 欧美学者预言称,一种建立在互联网和新材料新能源相结合基础上的第三次工业革命即将来临,它以”制造业数字化”为核心,将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。结合自己已有专业背景知识，提出你对热利用的（奇思妙想）好方法和设想、技术。答：热利用即是利用在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种能源的利用。利用方式及技术：(1)烧结废气。用作点火器或保温炉的助燃风，生产蒸汽或余热发电，可以研制的一种烧结废气余热回收系统(2)高炉煤气。采用低热值煤气燃烧技术将其用于轧钢加热炉或者建设高炉煤气电站进行发电。(3)转炉煤气。用于用户和转炉冶金工厂锅炉使，掌握转炉煤气的特性和生产规律并采取相应的措施以实现安全利用。(4)电炉烟气。回收利用电炉烟气常用的两种装置是废钢预热器和余热锅炉，回收废气余热来预热废钢。(5)轧钢加热炉烟气。提高助燃空气的预热温度，对轧钢加热炉的烟气余热应该随烟温的由高到低逐级回收利用。姓名：程月红学号：1104406003 院系：11级外国语学院朝鲜语系 所以，CCS面临一下问题：成本太高。目前估计CCS的应用将使发电成本增加大约0.01-0.05美元/千瓦时，并消耗20%以上的能源，这将阻碍CCS的发展。健康、安全和环境风险。在CCS的应用中，将存在管道运输相关联的风险、地质封存渗漏引发的风险、二氧化碳注入海洋的风险等，这些风险将不可预见地影响人体健康、安全和生态环境。CCS所具有的潜在风险一直是社会难以接受的主要顾虑，也阻碍着CCS的发展。相关法律与法规的欠缺，没有一个合适的法律框架以推进地质封存的实施，也没有考虑到相关的长期责任。认识不足、源汇匹配、风