清洁能源发电的特点

清洁能源发电的特点1核能发电的特点核能发电是利用核反应堆中核裂变或核聚变所释放的热能将水加热成高温高压蒸汽，然后推动汽轮发电机组发电。反应堆可分为裂变堆和聚变堆，目前聚变堆尚处于研究阶段，投入商业运行的全部为裂变堆。裂变堆主要包括压水堆（PWR）、沸水堆（BWR）、重水堆、石墨慢化反应堆、快中子增殖堆（FBR）。核电站主要由核岛、常规岛和电厂配套设施三大部分组成。与常规火力发电相比，核能发电是一种清洁能源，不会产生二氧化硫和氮氧化物等污染空气，也不产生加重地球温室效应的二氧化碳；由于核燃料能量密度远高于化石燃料，同等装机规模的核电站所耗用的燃料量远小于常规火电站，而且燃料的运输和储存也极为方便，因此运行成本低。但核电站对可靠性和安全性要求较高，建设周期也较长，因而核电站的单位投资明显高于常规火电站；核电站产生的核废料具有放射性，半衰期长，后期处理困难；核电站热效率相对较低，调峰能力较差。2风力发电的特点风力发电是将风的动能转化为机械能继而再转化为电能的一种能源利用方式，是一种可再生的清洁能源。风力发电不需要耗用燃料，运行成本低，建设周期短，不会产生辐射或空气污染；但另一方面，风力发电受风条件的制约导致发电稳定性差，单位造价比常规火电要高，存在噪声和视觉污染，对鸟类等也会产生一定的影响。风力发电系统可分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统。对于恒速恒频风力发电系统，风力发电机在恒速驱动下发出恒定频率的电压和电流，一般可采用同步发电机或异步发电机。采用同步发电机时，不论风速如何变化，发电机的转速都应保持不变；因此必须采用相当复杂的速度调节器来自动维持风力机的转速恒定，大大增加了风力发电装置的复杂性。采用异步电动机时，虽然其转速不需绝对恒定，但一般也只能运行于高出同步转速1％～10％的范围内，基本上也是一种恒速恒频系统。因异步发电机需吸收无功功率，必须采用无功补偿措施。对于变速恒频风力发电系统，风力发电机在变速驱动下发出恒定频率的电压和电流，其特点是发电机的转速和负荷可以在很大范围内变化而不影响它的输出电压和频率。由于频率和转速无关，因而可以取消或大大简化速度控制机构。同时由于发电机转速不需要恒定，这样就可以通过控制输出功率，使风力机有一个最佳的叶尖速度比，从而使风能利用系数在很大的范围内能保持最大值。3太阳能发电的特点3.1太阳能光伏发电的特点太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器、直流／交流逆变器等组成。太阳能电池板主要有单晶硅、多晶硅、薄膜三种类型，单晶硅转化效率最高约为20％，多晶硅次之。集中式的光伏电站装机规模相对较大，占地面积也大，一般是联网运行；分布式光伏发电容量较小，可灵活布置在楼宇或厂矿建筑上，既可联网运行，也可独立运行。太阳能光伏发电属于清洁能源，具有无污染，安全无噪声，不受资源分布地域的限制，无需消耗燃料，建设周期短等特点；但太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗的特点，而且受四季、昼夜、阴晴等气象条件影响，单位造价比常规火电要高，占地面积也大。3.2太阳能光热发电的特点太阳能光热发电是利用大规模阵列抛物或碟形镜面将太阳光汇聚到太阳能收集装置，用太阳能加热收集装置内的传热介质，再加热水形成蒸汽带动汽轮发电机组发电。太阳能光热发电主要包括集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。如果配备蓄热系统，则可以将太阳能转换产生的热能储存起来，根据需要在夜间利用储存的热能进行发电，也可以根据电网负荷需求调整机组出力，以适应电网调度的要求。太阳能光热发电有槽式、塔式、蝶式、菲涅尔式四种类型。槽式太阳能热发电系统是将多个槽型抛物线聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。塔式太阳能热发电系统为点式聚焦系统，是利用大规模的定日镜场阵列，将太阳辐射反射到塔顶的吸热器上，加热传热介质，使其直接产生蒸汽或换热后再产生蒸汽，以此驱动汽轮发电机组发电。蝶式太阳能热发电系统也被称为抛物面反射镜斯特林系统，也属于点式聚焦系统，是由许多镜子组成抛物面反射镜，通过安装在抛物面焦点上的接收器加热传热工质，驱动斯特林发动机发电。菲涅尔式太阳能热发电系统与槽式太阳能热发电系统类似，只是采用菲涅尔结构的聚光镜代替抛面镜。4地热发电的特点地热发电与火力发电的基本原理相同。地热发电系统可分为以下几种类型：直接蒸汽法、热水闪蒸法、双工质循环法、两相全流法。直接蒸汽发电是指从地热井喷出的高温地热汽水混合流体通过汽-水分离器，直接进入汽轮机膨胀做功，带动汽轮发电机组发电。其特点是：系统简单，投资低，技术成熟，转换效率高，经济效益好。热水闪蒸法（也称扩容法）是指地热水经过闪蒸器，利用水在低压下闪蒸产生低压蒸汽，然后推动汽轮发电机组发电。其特点是：经闪蒸获得的蒸汽中所含腐蚀和结垢成分减少，有利于汽轮机的维护保养。但饱和蒸汽的温度高，对高速旋转的叶片会产生磨蚀危害，同时增加了系统的复杂性。双工质循环法是采用低沸点有机工质，构成二次循环系统。双工质循环发电适用于中、低温地热水发电。由于地热水不直接与汽轮机接触，不存在汽轮机叶片被腐蚀的问题。双工质循环系统发电的热效率高，但投资高，有中间工质漏失和深井泵易损坏等问题。两相全流法是指来自地热井的汽水混合物通过一个缩扩喷嘴进行膨胀，形成一股夹带微小液滴的高速流，推动两相膨胀机，带动发电机发电。其主要特点是：避免了分离器或闪蒸器等设备的不可逆损失，将液体和蒸汽所具有的动能和热能分别做功，以获得更多的净输出功率。缺点是存在结垢和腐蚀问题。5海洋能发电的特点海洋能发电包括潮汐能发电、波浪发电、海洋温差发电。潮汐电站有单库单向电站、单库双向电站、双库单向电站。潮汐电站的主要特点：①电站建造单位千瓦投资大；②发电的周期性和间歇性；③电站的防瘀问题；④防海水腐蚀问题。波浪能利用方式基本上可分为活动型、振荡水柱型、水流型和压力型。波浪能的特点是可再生，无污染。海洋能温差发电是应用热力学原理，以表层水为热源，深层冷水为冷源，选用某一工质构成热力循环，将温差能转换为电能。根据采用工质和流体的不同，可分为闭式循环、开式循环和混合循环三种。6磁流体发电的特点磁流体发电有三种循环方式：开式循环、闭式循环和液态金属循环。磁流体发电特点：效率高，环境污染少，节约用水，单机容量大。7氢能发电的特点利用氢能发电主要有两种途径。一是将氢气作为