新能源考试考点.doc

1、按能源的利用层次分：一次能源:指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，如煤炭、原油、天然气、油页岩、太阳能、水力、风力、海洋能、生物质能等。 二次能源：指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，如电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、酒精、沼气、氢气和焦炭等。2、二次能源含能体能源：包含着能量的物质或实体，如汽油、柴油、酒精、沼气、地热水等。过程性能源：随着物质运动而产生、并且仅以运动过程的形式而存在的能源，如电能。3、按人类利用能源的成熟度分：常规能源:已经大规模开采和广泛利用的能源，有煤炭、石油、天然气、水力等能源。新能源：技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。4、新能源的意义 我国是能源消费大国，常规能源储备相对不足，对进口依赖度大，国际能源市场的波动对国内生产和人民生活影响很大，发展新能源可以实现能源的多元化减轻进口的压力。此外新能源最直接的好处是可以大大减轻对环境的污染，实现可持续发展。5、光热转换直接把太阳能转换为热能供人类使用（如加热和取暖），称为太阳能的热利用。其原理是利用集热装置将太阳辐射能收集起来，再通过与介质的相互作用转换成热能，进行直接或间接的利用。6、集热器类型： 平板集热器 真空管集热器 聚光集热器7、光伏发电：根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光直接转化为电能。1.表面反射2.产生后又复合3.可以被PN结分离4.产生后又复合5.被电池吸收6.穿过电池8、光伏效应：指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。 9、组件性能及影响因素 负载阻抗的影响与一般电源不同，组件具有恒流源特性，输出电流不随负载变化，输出电压随负载电阻增大而增大，当负载电阻=RM时，输出最大功率。辐照度的影响输出功率与辐照度成正比，随辐照度减小曲线下移并保持相似的形状；电压不受辐照度影响。电池温度的影响电池工作温度上升，曲线左移，电压降低，输出功率减小，效率降低。阴影的影响由于组件是由多个电池片串成的，阴影部分成为组件的负载（热斑效应），因而会使整个组件功率降低。当一个电池片被遮挡时可使组件功率降低75%。10、太阳能热发电基本方式1）太阳热能直接发电 2）太阳能热动力发电 11、太阳能热发电站的基本形式 根据集热器的形式分：塔式；槽式；盘(碟)式；太阳池式；太阳能热气流发电5种太阳能热发电技术比较型式聚光聚热方式工作温度经济电站容量（MW）年平均电站效率比投资（美元/KW）发电成本（美分kwh）技术特点应用范围塔式定日镜反射集中56030200131450001823跟踪复杂难度大硝酸盐蓄热聚集代价高处于中试阶段大容量并网发电槽式抛物面线聚焦4003080151730005000825跟踪较简单水蒸汽蓄热聚集代价较低进入商业发电阶段中等容量并网发电盘式旋转抛物面点聚焦65010007.525（25kw单机）161860008000690跟踪复杂难度大热量聚集和热机代价高处于试验阶段小容量分散发电太阳池无80953001000无跟踪热量聚集代价很低环海大规模开发需用低沸点工质处于示范阶段大容量规模并网发电热气流无308053001.530004000520无跟踪热量聚集代价很低仅用空气不耗何资源利用荒漠大规模开发处于规模应用准备阶段大容量规模并网发电或小范围发电12、太阳能制冷主要是利用太阳热能进行制冷，与传统的压缩机空调制冷相比，一方面可以节约大量的电能，另一方面可以避免使用任何对环境有害的制冷剂。太阳能制冷空调的一个显著优势在于季节适应性好，当烈日当头太阳辐射猛增时，也是人们空调需求最大的时候。在非制冷季节可以供热和提供热水。在中国城市居民楼内推广有难度，主要是太阳能集热面积不够，而在农村经济实力不够。目前主要处在示范阶段，技术上没有大的困难。13、制冷的基本概念 制冷就是使某一系统的温度低于周围环境温度并维持这个低温。 从热量传递的方向看，制冷过程就是不断地将热量从低温转移到高温，抵消自然传热过程，以维持低温环境，同时付出一定的机械功或热能的过程。 要实现从低温环境吸热就必须不断产生比所控制的低温温度更低的流体，而要向高温环境放热就必须使自身的温度比环境温度更高。14、风的表示法（1）风向的表示法方向定为风的方向。风向一般用16个方位表示，也可以用角度表示。观测风向的仪器，目前使用最多的是风向标。风频指风向的频率，即在一定时间内某风向出现的次数占各风向出现总次数的百分比。可用“风频玫瑰图”来表示。（2）风速的表示法由于风时有时无、时大时小，每一瞬时的速度都不相同，所以风速是指一段时间内的平均值，即平均风速。国际上的单位为m/s或km/h。 风速频率，即一定时间内某风速时数占各风速出现总时数的百分比。（3）风速与风级 风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象，按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级，从静风到飓风共分为13个等级。 15、风能资源的利用，取决于风能密度和可利用风能年累积小时数。按照有效风能密度的大小和3-20m/s风速全年出现的累积小时数，我国风能资源的分布可划分为4类区域。风能丰富区 风能较丰富地区 风能可利用区 风能贫乏区 16、风力机的几何参数：叶素风轮叶片半径r处的一个基本单元；风轮轴风轮旋转运动的轴线；旋转平面垂直于转轴线的平面，叶片在该平面内旋转；风轮直径风轮扫掠直径；叶片轴线叶片纵向轴，绕此轴可改变叶片相对于旋转平面的桨距角；桨距角半径r处叶素弦线与旋转平面之间的夹角。17、风力机的特性系数（1）风能利用系数风力机能够从风中吸取的能量与风轮扫过面积内全部风能之比。（2）叶尖速比叶片的叶尖旋转速率与上游未受干扰的风速之比。18、风力机的调节与控制风力机的功率调节方式有定桨距失速调节、变桨距调节和主动失速调节三种。19、风力发电机在由机械能转换为电能的过程中，发电机及其控制器是整个系统的核心。独立运行的风力发电机组中所用的发电机主要有直流发电机、永磁式交流发电机、硅整流自励式交流发电机及电容式自励异步发电机。并网运行的风力发电机机组中使用的发电机主要有永磁同步发电机、双馈异步发电机和开关磁阻发电机等。20、风力发电机组的控制策略风力发电机组的恒速恒频控制策略风力发电机组的变速恒频控制策略21、变速恒频风力发电机组的调节控制过程：（1）起动时通过调节桨距角控制发电机的转速，使发电机转速在同步转速附近，寻找最佳时机并网；（2）并网后，在额定风速以下，通过调节发电机的电磁制动转矩使发电机转子的转速跟随风速的变化，保持最佳叶尖速比，确保风能的最大捕获，表现为跟踪控制问题；（3）在额定风速以上，采用发电机转子变速和桨叶节距双重调节，利用风轮转速的变化，存贮或释放部分能量，限制风力机获取能量，提高传动系统的柔性，使风力发电机保持在额定值下发电，保证发电机输出功率的更加平稳。22、水能的大小取决于两个因素：河流中水的流量和水从多高的地方流下来（水头）23、水力发电机组的工作原理 在水流的冲击作用下，水轮机开始旋转，将水的位能转换为机械能；水轮机又带动同轴相连的发电机旋转，在励磁电流的作用下，旋转的转子带动励磁磁场旋转，发电机的定子绕组切割励磁磁力线在其中产生感应电动势，在输出电能的同时会在转子上产生一个与其旋转方向相反的电磁制动转矩。由于水流不间断地作用于水轮机，水轮机从水流中获得的旋转力矩用于克服电机转子上产生的电磁制动转矩，当两个力矩达到平衡时，水力发电机组将以某以恒定的转速运转，稳定地发出电力，实现能量的转换。24、水轮发电机组控制的基本任务:根据负载的变化不断调整水轮发电机组的有功和无功功率输出，并维持机组转速（频率）和输出端电压在规定的范围内。水轮发电机组频率的控制由水轮机调速器实现端电压的稳定可由发电机励磁调节器来完成25、水力同步发电机的并网方法可分为准同步（准同期）并网和自同步（自同期）并网两种。 一般采用准同步并网方法将发电机组投入运行。 准同步并网:设待并网的发电机组G已经加上了励磁电流，调节待并网G的电压，使之符合并网条件并将发电并入系统的操作。准同步并网条件：要求并网发电机电压和电网电压的波形、频率、幅值、相位及相序相同。26、自动准同步装置（1）频率差控制单元（2）电压差控制单元（3）合闸信号控制单元27、计算机监控系统用于小型水电站的自动监测、控制和保护，可对水电站实行遥测、遥信、遥调和遥控，使水电站运行实现高度自动化，实现少人或无人值班，提高了电站运行的经济性、可靠性和安全性。28、链式核裂变反应29、核反应堆的主要组成（1）核燃料。用浓缩铀（能吸收慢中子的铀235约占3%）（2）减速剂。用石墨或重水（使裂变中产生的中子减速以便被铀235吸收）。（3）控制棒。用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。（4）冷却剂。用水或液态钠（把反应堆内的热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全）。（5）水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。30、核电站工作原理第一回路：在第一回路中，先用泵把冷却剂水或其他液体压入核反应堆，在那里获得铀核裂变释放的核能，被加热，然后进入热交换器，在那里把热量传递给第二回路中的水，再被泵压回反应堆重新被加热。第二回路：在热交换器内，第二回路中的水被加热成高温高压蒸汽后，进入汽轮发电机推动汽轮机做功，把内能转化成电能.做功后的蒸汽温度和压强都降低了，它将进入冷凝器冷却成水，再由泵压回热交换器重新加热成高温高压蒸汽。31、32、广泛意义上的氢能包括含氢化合物中的氢能和氢的聚变能。在一般意义上的氢能是指氢和氢化合物中的氢能，分子水平的能量，现在所指的氢能更具体地讲就是氢气的能量。（新型，取代。含能体能源） 但是需要明确氢只是一种清洁的二次能源，像电和蒸汽一样，是能量的载体，在地表附近和矿物中，不存在游离的氢，不存在真正意义上的氢矿。在距地面80-500km的稀薄大气中H2占50%，在500km以上的大气外层，H2占70%，但没有办法去收集或收集成本太高。因此，H2一般需要通过消耗其它能源进行转换才能获得。 与其它二次能源相比，氢能最突出的优点是氢气可以大规模地储存和输送，因而是一种更有用的能量载体。33、氢能利用关键问题廉价的制氢技术，因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低。安全可靠的贮氢和输氢方法，由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。 34、燃料电池的特点 能量转换效率高，理论效率80%以上。 污染排放小 每度电的硫化物排放仅0.000046kg，是火力发电的万分之一，氮氧化物0.031kg，为火电的百分之一，几乎无颗粒排放。 可用于载人航天，潜艇等特殊场合。 高度的可靠性