《新能源发电技术》课件（中）

《新能源发电技术》

第四章太阳能发电智慧能源创新学院2024.03.25本章思维导图2/56第一节太阳能的利用基础与利用方式太阳的概况4.1.1日地天文关系4.1.2太阳辐射在地球大气层中的衰减4.1.3地球表面太阳辐射强度的计算4.1.4太阳能资源分布及利用途径4.1.5第一节

太阳能的利用基础与利用方式5/56太阳外层结构太阳外层自内向外可分为光球层、色球层和日冕三个层次。太阳能量来源太阳99%的能量是由中心热核反应产生。太阳元素太阳的主要成分是氢和氦，其中氢约占78.4%，氮约占19.8%，其他元素只占1.8%。太阳的结构4.1.1太阳的概况①

太阳的结构日全食照片第一节

太阳能的利用基础与利用方式6/5602太阳是一个巨大的炽热的气体星球，它源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，这称为太阳辐射。太阳能辐射形式01在地球上，除了原子能以外，太阳能是其它各种能量（燃料能、风能、水能）的来源。太阳能03太阳辐射仅有极微小的部分（约二十二亿分之一）到达地球，是地球上最主要的能量源泉。太阳每分钟向地球输送的能量，大约相当于燃烧

4亿吨煤产生的热量。太阳能大小04光-热转换（太阳能热水器、太阳房）、光-电转换（单晶硅太阳能电池，理论效率28%）和太阳能-氢能系统。

太阳能利用方式4.1.1太阳的概况②太阳能第一节

太阳能的利用基础与利用方式7/564.1.1太阳的概况③太阳光谱太阳辐射的主要波长范围是0.15～4μm人眼能看见的光线，波长在0.4～0.76μm之间，叫做可见光线波长小于0.4μm是紫外线，大于0.76μm是红外线，肉眼都无法看见名称名称红外辐射X射线微波紫外线无线电波可见光长电振荡第一节

太阳能的利用基础与利用方式8/564.1.1太阳的概况③太阳光谱太阳光谱划分第一节

太阳能的利用基础与利用方式

9/564.1.1太阳的概况③太阳光谱第一节

太阳能的利用基础与利用方式10/564.1.1太阳的概况④短波辐射与长波辐射

第一节

太阳能的利用基础与利用方式11/564.1.1太阳的概况⑤太阳辐射功率太阳辐射功率太阳表面温度根据维恩位移定律，可以求得太阳表面温度约5769K太阳近似黑体满足黑体辐射基本定律：玻尔兹曼定律、维恩位移定律、普朗克定律等辐射功率的定义

太阳辐射总功率根据玻尔兹曼定律求得太阳向宇宙辐射的总功率为3.8×1020MW太阳的概况4.1.1日地天文关系4.1.2太阳辐射在地球大气层中的衰减4.1.3地球表面太阳辐射强度的计算4.1.4太阳能资源分布及利用途径4.1.5第一节

太阳能的利用基础与利用方式13/56地球赤道4.1.2日地天文关系①天球坐标系天球赤道天球南极天轴地轴天球北极地平圈天底天顶天球北极天球南极天球子午圈第一节

太阳能的利用基础与利用方式

14/564.1.2日地天文关系②赤道坐标系（天球赤道为基本圈）时角赤纬角第一节

太阳能的利用基础与利用方式

15/564.1.2日地天文关系③地平坐标系（观测者站在地球表面）方位角高度角赤纬角地理纬度时角可从球面三角形的余弦定理推导第一节

太阳能的利用基础与利用方式16/564.1.2日地天文关系③地平坐标系（观测者站在地球表面）

方位角高度角地理纬度时角第一节

太阳能的利用基础与利用方式17/564.1.2日地天文关系④日地距离工程设计公式

修正计算式1月1日，近日点，这时的日地距离为1.471亿公里；7月1日，远日点，这时的日地距离为1.521亿公里；日地平均距离约为1.5亿公里特殊日一年中某一天的顺序数日地平均距离观测点的日地距离太阳的概况4.1.1日地天文关系4.1.2太阳辐射在地球大气层中的衰减4.1.3地球表面太阳辐射强度的计算4.1.4太阳能资源分布及利用途径4.1.5第一节

太阳能的利用基础与利用方式

19/564.1.3太阳辐射在地球大气层中的衰减①太阳常数

第一节

太阳能的利用基础与利用方式大气质量：无量纲量，太阳光线透过地球大气层的实际行程长度与太阳光线在天顶角方向垂直透过地球大气层的行程之比。如m=1.5时，写作AM1.5。大气质量数值越大，说明光线经过大气的路程越长，产生的衰减越多，到达地面的能量就越少。20/564.1.3太阳辐射在地球大气层中的衰减②大气质量第一节

太阳能的利用基础与利用方式21/564.1.3太阳辐射在地球大气层中的衰减②大气质量

第一节

太阳能的利用基础与利用方式

22/564.1.3太阳辐射在地球大气层中的衰减③大气透明度太阳的概况4.1.1日地天文关系4.1.2太阳辐射在地球大气层中的衰减4.1.3地球表面太阳辐射强度的计算4.1.4太阳能资源分布及利用途径4.1.5第一节

太阳能的利用基础与利用方式

24/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算①水平面

第一节

太阳能的利用基础与利用方式

25/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算①水平面

第一节

太阳能的利用基础与利用方式

26/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算②倾斜面倾斜面上的太阳辐射强度构成：第一节

太阳能的利用基础与利用方式

27/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算②倾斜面

第一节

太阳能的利用基础与利用方式

28/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算②倾斜面第一节

太阳能的利用基础与利用方式

29/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算②倾斜面

第一节

太阳能的利用基础与利用方式不同地面的反射率地面类型反射率地面类型反射率地面类型反射率干燥黑土0.14森林市区湿黑土0.08干沙地0.18岩石干灰色地面湿沙地0.09麦地湿灰色地面新雪0.81黄沙0.35干草地残雪高禾植物区湿草地水田0.23海水水面对不同入射角的太阳直射辐射的反射率0102030405060708090反射率0.020.020.0210.0210.0250.0340.060.1340.348130/564.1.4地球表面太阳辐射强度的计算②倾斜面

太阳的概况4.1.1日地天文关系4.1.2太阳辐射在地球大气层中的衰减4.1.3地球表面太阳辐射强度的计算4.1.4太阳能资源分布及利用途径4.1.5第一节

太阳能的利用基础与利用方式32/564.1.5太阳能资源分布及利用途径①太阳能分布太阳能资源分布地区性差异较大，总体上呈高原、少雨干燥地区多；平原、多雨高湿地区少的特点；01

02

03特点第一节

太阳能的利用基础与利用方式a)光热转换：将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能并加以利用。主要有平板型集热器、真空管型集热器和聚焦型集热器3种。33/564.1.5太阳能资源分布及利用途径②太阳能利用途径低温光热转换（小于200℃）高温光热转换（大于800℃）中温光热转换（200-800℃）主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等主要设备有槽式光热系统、太阳灶和太阳炉等主要设备有聚焦型集热器第一节

太阳能的利用基础与利用方式b)发电:34/564.1.5太阳能资源分布及利用途径②太阳能利用途径通过利用中高温集热器将太阳辐射能转换成热能，然后通过热力循环过程进行发电01太阳能光热发电技术通过光电器件利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能。02太阳能光伏发电技术第一节

太阳能的利用基础与利用方式c)光化学利用:35/564.1.5太阳能资源分布及利用途径②太阳能利用途径太阳能制氢/碳氢燃料的过程及系统第一节

太阳能的利用基础与利用方式d)光生物利用:通过光合利用收集与储存太阳能。绿色植物利用光能，将空气中的CO2和H2O合成有机物与O2的过程。目前主要有速生植物（如薪炭林）、地膜覆盖、温室大棚和巨型海藻等。36/564.1.5太阳能资源分布及利用途径②太阳能利用途径思考题太阳光谱的分布特点什么？有哪些主要的利用方式，请指出其应用领域。什么是太阳常数和大气质量？为什么要引入太阳常数和大气质量等概念？短波辐射与长波辐射的概念？37/56第二节太阳能集热器太阳能集热器概述4.2.1平板型太阳能集热器4.2.2真空管型太阳能集热器4.2.3聚焦型太阳能集热器4.2.4第二节

太阳能集热器40/564.2.1集热器概述①分类方法液体集热器气体集热器按工质类型平板型真空管型按吸热体外是否真空低温、中温、高温按工质温度010203第二节

太阳能集热器41/564.2.1集热器概述可将工质加热到很高的温度，能够适合中高温热用户聚焦型产水量大，但热效率较低，只适合一般民用平板型热效率比较高，但无法满足工业领域的中高温热用户真空管型0201单击添加

项标题03②一般分类太阳能集热器概述4.2.1平板型太阳能集热器4.2.2真空管型太阳能集热器4.2.3聚焦型太阳能集热器4.2.4第二节

太阳能集热器由透明盖板、保温材料、吸热板等组成工质温度低于80℃，用于生活热水、采暖43/564.2.2平板型集热器①总体结构1-吸热板；2-透明盖板；3-隔热层；4-外壳透明盖板吸热板保温材料流道集管第二节

太阳能集热器44/564.2.2平板型集热器②吸热板第二节

太阳能集热器45/564.2.2平板型集热器③透明盖板遮风挡雨减小对流热损失布置层数结合热损失和对太阳光减弱综合考虑单击此处添加项标题第二节

太阳能集热器46/564.2.2平板型集热器④隔热层（保温材料）热导率低、绝热性好工作温度、使用地区的气候条件等因素来确定材料的导热系数越大、集热器的工作温度越高、使用地区的气温越低，则隔热层就越厚一般厚度30-50mm01020403单击此处添加标题第二节

太阳能集热器47/564.2.2平板型集热器⑤外壳一定的强度、刚度美观耐腐蚀性、成本、密封性太阳能集热器概述4.2.1平板型太阳能集热器4.2.2真空管型太阳能集热器4.2.3聚焦型太阳能集热器4.2.4第二节

太阳能集热器49/564.2.3真空管型集热器①总体结构抽真空早期的真空集热器是将平板太阳能集热器吸热板和盖板间抽真空难以承受大压差；真空难以保持与联集管（联箱）、尾托架一起组成一台真空管型太阳能集热器思考：为什么要真空？第二节

太阳能集热器50/564.2.3真空管型集热器②原理1-玻璃外管2-玻璃内管3-选择性吸收涂层4-真空5-弹簧支架6-消气剂7-保护帽太阳能集热器概述4.2.1平板型太阳能集热器4.2.2真空管型太阳能集热器4.2.3聚焦型太阳能集热器4.2.4第二节

太阳能集热器52/564.2.4聚焦型集热器菲涅尔式集热器塔式太阳能集热器碟式太阳能集热器槽式太阳能集热器第二节

太阳能集热器53/564.2.4聚焦型集热器①聚光比聚光比：接收器有效面积聚光器的有效面积为：L：有效长度（垂直于纸面），a：聚光器有效宽度，d：接收器直径衡量其聚光程度的特征参数是聚光比，表示聚光器和接收器的有效面积比值单击此处添加项标题L第二节

太阳能集热器54/564.2.4聚焦型集热器②工质温度计算热平衡：接收器吸收热量和对外散发热量相等（假定工质不流动）Ac、Ar：聚光器、接收器有效面积I：辐射通量

：聚光器反射率

、

：接收器吸收率、发射率：波尔茨曼常数，例如：c=1000，

T=1932K；

c=3000，T=2540K；但因系统工质不断流动，实际达不到

思考：如何计算流动工质的温度？思考题太阳能集热器有哪几种常见类型？各自有什么特点？简述平板型集热器与真空管型集热器的区别。为什么聚焦型集热器可以将工质加热到很高的温度？什么是选择性吸收材料？举例说明其应用。55/56感谢各位同学！《新能源发电技术》

第四章太阳能发电智慧能源创新学院2025.04.0111第三节太阳能光热发电技术槽式光热发电系统4.3.1塔式光热发电系统4.3.2碟式光热发电系统4.3.3线性菲涅尔发电系统4.3.4太阳能储热技术4.3.5第三节

太阳能光热发电技术60/754.3.1槽式光热发电系统①系统组成热交换器水蒸气凝结水导热油导热油第三节

太阳能光热发电技术集热管槽式反射镜光学跟踪系统支撑架61/754.3.1槽式光热发电系统②槽式聚光集热器第三节

太阳能光热发电技术62/754.3.1槽式光热发电系统③典型工程迪拜200MW槽式光热发电项目中国首个大型商业化槽式光热项目——中广核德令哈50WM槽式光热发电站槽式光热发电系统4.3.1塔式光热发电系统4.3.2碟式光热发电系统4.3.3线性菲涅尔发电系统4.3.4太阳能储热技术4.3.5第三节

太阳能光热发电技术64/754.3.2塔式光热发电系统①系统组成热交换器聚光镜吸热塔接收器高温储热罐低温储热罐汽轮发电机组蒸汽发生器储热介质包括水、熔盐或导热油第三节

太阳能光热发电技术汇聚太阳能至吸收器跟踪太阳位置阵列排列的平面镜占地面积大65/754.3.2塔式光热发电系统②聚光定日镜场第三节

太阳能光热发电技术熔盐——硝酸钠、硝酸钾混合物被加热至500℃-600℃左右，换热后温度降至250℃-300℃左右熔盐混合物的凝固点在220℃左右66/754.3.2塔式光热发电系统③熔盐储热熔盐塔式光热发电系统第三节

太阳能光热发电技术67/754.3.2塔式光热发电系统④典型工程哈密50兆瓦熔盐塔式光热发电站槽式光热发电系统4.3.1塔式光热发电系统4.3.2碟式光热发电系统4.3.3线性菲涅尔发电系统4.3.4太阳能储热技术4.3.5第三节

太阳能光热发电技术抛物面反射镜接收器斯特林机发电机69/754.3.3碟式光热发电系统①系统组成第三节

太阳能光热发电技术多个小镜片组成高聚光比（可达3000）高集热温度（约1000℃）70/754.3.3碟式光热发电系统②聚光镜第三节

太阳能光热发电技术斯特林机：活塞式外燃机工作气体：氢气、氦气等循环：冷却、压缩、吸热、膨胀71/754.3.3碟式光热发电系统③斯特林机第三节

太阳能光热发电技术72/754.3.3碟式光热发电系统④典型工程陕西铜川国内首个兆瓦级碟式光热发电项目槽式光热发电系统4.3.1塔式光热发电系统4.3.2碟式光热发电系统4.3.3线性菲涅尔发电系统4.3.4太阳能储热技术4.3.5第三节

太阳能光热发电技术74/754.3.4线性菲涅尔发电系统①系统组成第三节

太阳能光热发电技术二次反射镜再汇聚，提高聚光比75/754.3.4线性菲涅尔发电系统②聚光镜和反射镜将抛物面镜离散化，可在同一平面第三节

太阳能光热发电技术76/754.3.4线性菲涅尔发电系统③接收器第三节

太阳能光热发电技术77/754.3.4线性菲涅尔发电系统④典型工程全球首座正式投入商运的商业化熔盐线性菲涅尔式光热电站——敦煌大成5万千瓦熔盐线性菲涅尔式光热发电项目第三节

太阳能光热发电技术78/754.3.4线性菲涅尔发电系统⑤比较发电系统优势劣势塔式系统聚光比高，容易达到更高的工作温度；太阳能热电转换效率高；对于地面的平整度要求不高，可在山坡上建设。每镜面需单独的跟踪系统以调整镜面角度；吸热塔建设成本较高；正处在示范工程阶段。槽式系统已大规模商用，跟踪系统结构简单。工作温度较低，太阳能热电转换效率低。碟式系统可单台运行，也可多套并联使用；可获得高工作温度；太阳能热电转换效率高。斯特林发动机重量大，需高强度支架结构；可靠性尚需加强，生产成本较高。线式菲涅尔系统聚光性较好。目前只是示范工程。槽式光热发电系统4.3.1塔式光热发电系统4.3.2碟式光热发电系统4.3.3线性菲涅尔发电系统4.3.4太阳能储热技术4.3.5第三节

太阳能光热发电技术80/754.3.5太阳能储热技术①显热储存01物质在不发生气固液相变的情况下，由于温度升高或降低所吸收或释放的热量叫做显热显热定义03材料选择时需考虑储热材料工作温度范围、比热等因素液体显热储存——以水为主固体显热储存——使用熔沸点高材料、不易反应腐蚀显热储存材料02利用物质的显热来储存热能的方式，称为显热储存显热储存第三节

太阳能光热发电技术81/754.3.5太阳能储热技术②潜热储存物质发生固-液或液-气等相变时所吸收或放出的热量称为相变潜热利用物质相变过程中的潜热来储热的方式称为潜热储存，也称为相变储热计算公式相变潜热潜热储存Q：储存热量m：工质质量λ：相变潜热第三节

太阳能光热发电技术82/754.3.5太阳能储热技术③化学储存用于化学储热的材料，须满足反应可逆性好、反应热大以及价格适中等条件。氢气和氮气在一定条件下进行合成并释放热量，重新生成氨。氨吸收太阳能分解成氢气和氮气，从而实现太阳能存储。单击此处添加项标题利用可逆化学反应进行储热，化学储热具有储能密度高，可长期储存等优点。3H₂+N₂⇌2NH₃（放热）思考题光热发电的基本原理是什么？光热发电系统一般由那几部分组成？简述塔式光热发电系统的组成结构和工作原理。有哪几种技术手段可以用于太阳能储热？各种方式储热原理是什么？83/75第四节太阳能光伏发电技术太阳能电池4.4.1太阳能电池的光电转换特性4.4.2太阳能电池的工作特性4.4.3几种典型的太阳能电池4.4.4太阳能光伏发电系统4.4.5第四节太阳能光伏发电技术86/754.4.1太阳能电池①发展历程1985年——能量转化效率第一次超过20%1883年——美国科学家Fritts发明了第一个光伏器件1839年——法国物理学家埃德蒙·贝克勒尔发现光投射到液体电解质中可产生电压和电流1954年——贝尔实验室研制出第一个具有实用价值的单晶硅太阳能电池，效率6%1990年——太阳能电池与建筑物结合，BIPV第四节太阳能光伏发电技术87/754.4.1太阳能电池②定义所谓的太阳能电池（光伏电池），就是利用光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的半导体器件正极负极太阳能电池4.4.1太阳能电池的光电转换特性4.4.2太阳能电池的工作特性4.4.3几种典型的太阳能电池4.4.4太阳能光伏发电系统4.4.5光伏发电功率预测技术4.4.6第四节太阳能光伏发电技术89/754.4.2光电转换特性①P型/N型半导体能带理论在单个原子中，各轨道上的电子在绕核运动时，其各轨道电子具有特定能量越靠近核的轨道，电子能量越低根据能量最小原理，电子总是优先占有最低能级价电子所占据的能带称为价带价带的上面有一个禁带，禁带中不存在为电子所占据的能级禁带之上则为导带，导带中的能级就是价电子挣脱共价键束缚，成为自由电子所能占据的能级禁带宽度用Eg表示，其值与半导体的材料及其所处的温度等因素有关。T=300K时，硅的Eg=1.1eV；锗的Eg=0.72eV。

第四节太阳能光伏发电技术90/754.4.2光电转换特性②P型/N型半导体形成原理纯硅晶体是本征半导体，绝大多数的外层电子无法自由移动极少数电子获得能量到激发态变成自由电子，留下空穴电子-空穴都称为“载流子”本征半导体的导电性能很差第四节太阳能光伏发电技术91/754.4.2光电转换特性②P型/N型半导体形成原理硼、磷等元素是很好的“兴奋剂”——掺杂剂第四节太阳能光伏发电技术92/754.4.2光电转换特性②P型/N型半导体形成原理p型半导体：是带正电的空穴起支配作用的半导体。例如，在硅中添加适量的硼元素，会形成一些带正电的空穴。n型半导体：是带负电的电子起支配作用的半导体。例如，在硅中添加磷元素，会形成一些能自由移动的电子。第四节太阳能光伏发电技术93/754.4.2光电转换特性②P型/N型半导体形成原理N型P型自由电子多空穴多掺杂5价磷掺杂3价硼第四节太阳能光伏发电技术两种半导体接触时，3价和5价原子留在原地电子、空穴扩散运动（浓度扩散，多子扩散）扩散后，N区交界留下电离后的磷原子----正电荷区；P区交界形成负电荷区电子、空穴漂移运动（电场力作用，少子漂移）扩散运动与漂移运动平衡形成内建电场（N指向P），固有电场，与掺杂量有关94/754.4.2光电转换特性③PN结的形成掺硼掺磷空穴电子第四节太阳能光伏发电技术光照时，价带电子被激发到导带p-n两侧都会出现光生电子-空穴对在内电场力作用下，电子向N区移动，空穴向P区移动N区电子过剩，P区空穴过剩，p-n结两侧产生正负电荷积累，物质内部的电荷分布会发生变化进而在PN结两侧形成电势差----光生电场当外接负载时会形成稳定电流----光生伏特效应95/754.4.2光电转换特性④光生伏特效应短路电流：由吸收太阳光所产生的电子空穴对数量所决定开路电压：主要由半导体材料禁带宽度的大小所决定太阳能电池4.4.1太阳能电池的光电转换特性4.4.2太阳能电池的工作特性4.4.3几种典型的太阳能电池4.4.4太阳能光伏发电系统4.4.5第四节太阳能光伏发电技术97/754.4.3太阳能电池的工作特性①输出特性

输出特性I0：饱和电流密度q：电子电荷T：热力学温度K：波尔茨曼常数IL：光生电流（理想情况下等于短路电流Isc）A：横截面积q：电子电荷G：电子-空穴对产生率W：耗尽区长度Le、Lh：P型区、N型区扩散长度01电流-电压特性关系式02光生电流计算公式第四节太阳能光伏发电技术98/754.4.3太阳能电池的工作特性①输出特性01式中电流为0时，太阳能电池的输出电压Ump、Imp太阳能电池输出功率最大时的工作电压和工作电流目前商用单晶硅太阳能电池能量转换效率在18%~24%030405开路电压填充因子能量转换效率η第四节太阳能光伏发电技术99/754.4.3太阳能电池的工作特性②极限效率

FF为Uoc的函数，Uoc越大，η越大，由要得到较大的开路电压

Uoc，I0需尽可能小要计算Uoc的最大值，需要求得

I0的最小值对于硅，最大Uoc约为700mV，相应的最高填充因子FF为0.84，再结合最大短路电流

Isc，可得到最高转换效率约为

29.1%第四节太阳能光伏发电技术100/754.4.3太阳能电池的工作特性③效率损失电池不够厚，有些强烈的光线将直接穿出太阳能电池板，变成热量使电池升温。裸露的硅表面反射率很高，可以使用减反射膜来减少表面反射损失在太阳能电池P型和N型两端制作的电极，会遮住5%-15%的光照0201（1）短路电流损失03第四节太阳能光伏发电技术101/754.4.3太阳能电池的工作特性③效率损失决定开路电压Uoc的主要因素是半导体中的复合。复合过程释放能量，不利于光电转换0201半导体中的复合速度越高，开路电压就越小。然而在内建电场的作用下，P-N节耗尽区的复合速度很大，会造成开路电压损失（2）开路电压损失第四节太阳能光伏发电技术102/754.4.3太阳能电池的工作特性③效率损失并联电阻Rsh010203半导体复合主要来源于电池内部的电极、接触层以及材料本身的电阻耗尽区的复合也会导致填充因子的损失串联电阻Rs（3）填充因子损失主要来源于电池内部漏电、PN结中存在晶体缺陷与杂质等不良情况第四节太阳能光伏发电技术103/754.4.3太阳能电池的工作特性③效率损失随温度升高，UOC近似线性减小，光电转换效率随着温度的升高而降低对于硅太阳能电池来说，温度每升高1℃，其峰值功率损失将减少0.4%~0.5%（4）温度的影响太阳能电池4.4.1太阳能电池的光电转换特性4.4.2太阳能电池的工作特性4.4.3几种典型的太阳能电池4.4.4太阳能光伏发电系统4.4.5第四节太阳能光伏发电技术105/754.4.4几种典型的太阳能电池①晶体硅太阳能电池02030406单击此处添加标题0501目前主流应用单晶硅要求硅浓度高分为单晶硅、多晶硅掺杂浓度大，内建电场强多个封装组成组件多晶硅效率低、生产简单第四节太阳能光伏发电技术106/754.4.4几种典型的太阳能电池①晶体硅太阳能电池太阳光玻璃盖板抗反射涂层N型半导体P型半导体负电极（-）正电极（+）框架硅胶密封玻璃盖板EVA胶膜电池EVA胶膜背板接线盒正极负极第四节太阳能光伏发电技术107/754.4.4几种典型的太阳能电池②硅薄膜太阳能电池非晶硅排列无序0102pin结构（添加i层）03大规模生产成本低效率比较低04轻薄可扭曲05第四节太阳能光伏发电技术108/754.4.4几种典型的太阳能电池③碲化镉（CdTe）太阳能电池电流沉积法生产较经济多种方法生产转化效率高单击此处添加项标题带隙宽度好第四节太阳能光伏发电技术109/754.4.4几种典型的太阳能电池④铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池稀有金属限制产量外观美观成本低转化效率高可通过改变配比适应光照条件单击此处添加项标题太阳能电池4.4.1太阳能电池的光电转换特性4.4.2太阳能电池的工作特性4.4.3几种典型的太阳能电池4.4.4太阳能光伏发电系统4.4.5第四节太阳能光伏发电技术111/754.4.5太阳能光伏发电系统①系统组成第四节太阳能光伏发电技术112/754.4.5太阳能光伏发电系统①系统组成太阳能电池控制器储能电池逆变器电表第四节太阳能光伏发电技术113/754.4.5太阳能光伏发电系统②分类光伏发电系统分类借助储能电池

设计寿命较短仍需进一步研究02并网型01独立型将电网视为储能电池 多电上网，少电从网上取成本低、技术成熟第四节太阳能光伏发电技术114/754.4.5太阳能光伏发电系统独立光伏系统，无需远距离输电③应用第四节太阳能光伏发电技术115/754.4.5太阳能光伏发电系统并网屋顶光伏③应用第四节太阳能光伏发电技术116/754.4.5太阳能光伏发电系统③应用停车场、遮阳棚第四节太阳能光伏发电技术117/754.4.5太阳能光伏发电系统沙漠中的光伏电站③应用第四节太阳能光伏发电技术118/754.4.5太阳能光伏发电系统滨海、山地光伏电站③应用第四节太阳能光伏发电技术119/754.4.5太阳能光伏发电系统③应用夏季晴朗天气的太阳能光伏电站冬季雪后的太阳能光伏电站第四节太阳能光伏发电技术120/754.4.5太阳能光伏发电系统农业+能源：渔光互补③应用第四节太阳能光伏发电技术121/754.4.5太阳能光伏发电系统③应用(SolarEnergy)+(EnergyStorage)=(WholeEnergyDemand)太阳能+蓄能=全部能源需求太阳能电池4.4.1太阳能电池的光电转换特性4.4.2太阳能电池的工作特性4.4.3几种典型的太阳能电池4.4.4太阳能光伏发电系统4.4.5感谢各位同学！《新能源发电技术》

第五章生物质能利用智慧能源创新学院2025.04.11第一节生物质能的利用基础光合作用5.1.1生物质的主要成分5.1.2生物质的分类5.1.3我国现有生物质资源5.1.4生物质能的利用方式5.1.5第一节

生物质能的利用基础127/635.1.1光合作用①原理叶绿体植物利用光合作用，将CO₂和H₂O转换成碳水化合物和O₂的过程第一节

生物质能的利用基础128/635.1.1光合作用①原理第一节

生物质能的利用基础129/635.1.1光合作用②生物质能生物质分布广泛，在客观上为生物质能的利用提供了便利广泛分布性通过光合作用不间断再生，供人类重复使用可再生性光合作用所需要的原料和产物都是对环境无污染的物质清洁性0201单击添加

项标题03第一节

生物质能的利用基础130/635.1.2生物质的主要成分生物质由纤维素、半纤维和木质素等大分子高聚物交织而成第一节

生物质能的利用基础131/635.1.2生物质的主要成分①纤维素纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂是植物细胞壁的主要成分，占植物界碳含量的50%以上纤维素的结构可以分为微观结构和宏观结构两个层面。微观结构是指其分子内部的化学键和结构；宏观结构是指其物理性质和空间结构第一节

生物质能的利用基础132/635.1.2生物质的主要成分②半纤维素半纤维素(hemicellulose)：是由几种不同类型单糖，通过不同的糖苷键连接而成；它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的连接网络第一节

生物质能的利用基础133/635.1.2生物质的主要成分③木质素储量仅次于纤维素的第二大生物质资源与纤维素、半纤维素等相互连接，起抗压作用特别是木材、草本植物以及农作物的细胞壁中第一节

生物质能的利用基础灰分由矿物元素组成，包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Cl、P等不同植物的组成元素有较大不同，总体来看林木灰分含量较少，草本类、水生类和废弃物类生物质灰分含量较高134/635.1.2生物质的主要成分④无机矿物（灰分）第一节

生物质能的利用基础135/635.1.3生物质的分类

02农业资源

01林业资源

03有机固废

04有机废水林业资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括林业主、副产品及其剩余物。比如：薪柴林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑、果皮和果核等。农业资源是指农业作物包括农业生产过程及加工中产生的废弃物。如：农作物收获时残留在农田的秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）、农业加工中剩余的稻壳、甘蔗渣等。固体废物主要是生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物。畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便及其与垫草的混合物。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等。生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成。第一节

生物质能的利用基础136/635.1.4我国现有生物质资源资源丰富分布相对不均匀利用潜力大我国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。以秸秆为例，秸秆商品化程度低，相关企业规模小，综合利用产业化发展缓慢，仍有较大发展空间。省际差异较大，四川、云南、黑龙江、内蒙古和西藏等省的生物质资源相对丰富，共占全国含量的近四成，而上海、北京、天津、海南等省份相对储量最小，只占全国含量的2%左右。第一节

生物质能的利用基础137/635.1.5生物质能的利用方式01固化成型是指将具有一定粒度的生物质原料，在一定压力下，制成棒状、颗粒状等各种形状，便于储存、运输和使用。物理转换03采用微生物发酵技术，将淀粉和纤维素类生物质转化为燃料乙醇依靠厌氧微生物，将生物质转化为甲烷、氢气等其他产物生物转换02直接燃烧生物质气化热解液化热化学转换思考题生物质是由哪些主要成分组成的，每种成分有什么特点？请简述生物质能的利用方式及每种方式的具体技术。138/63第二节生物质气化技术生物质气化概述5.2.1生物质气化方式5.2.2生物质燃气的净化5.2.3第二节

生物质气化技术141/635.2.1生物质气化概述生物质气化过程是在一定的热力学条件下，将生物质中的碳氢化合物转化为含一氧化碳和氢气等一般需要气化剂气化剂水蒸气第二节

生物质气化技术142/635.2.2生物质气化方式①分类空气中氧气与生物质中可燃组份发生氧化反应不需要额外提供热量极为普遍、经济、设备简单且容易实现的气化形式。空气气化01纯氧作为气化剂同空气相比，提高了反应温度和反应速度，缩小了反应空间但生产纯氧需要耗费大量的资源，不适合在小规模气化02氧气气化包括水蒸气与碳的还原反应以及CO与水蒸气的变换反应其主要气化反应是吸热过程，所以需要外供热源03水蒸气气化克服空气气化产物热值低的缺点减少空气供给，并生成更多的氢气和碳氢化合物，提高了燃气热值空气与生物质的氧化反应供热，不需要复杂的外供热源空气-水蒸气气化04属于热解，又称干馏气化指在缺氧或少量供氧的情况下，生物质进行干馏的过程（包括木材干馏）热分解气化05第二节

生物质气化技术143/635.2.2生物质气化方式①固定床气化炉02结构简单、投资少，制作简便；具有较高的热效率；内部过程难以控制；内部容易形成空腔；处理量小优缺点01切碎的生物质物料按层次进行气化的炉型定义03结构样式04固定床气化炉的原料一般为块状及大颗粒，多用于小型气化站、小型热电联产或户用供气，不适合大规模的生产。评价上吸式气化炉（逆流式气化炉）下吸式气化炉（顺流式气化炉）横吸式气化炉开心式气化炉①②③④①②③④第二节

生物质气化技术144/635.2.2生物质气化方式-固定床②热解区①干燥区④还原区③氧化区生物质进入气化器顶部，大约被加热至200-300℃，原料中的水分首先蒸发，产物为干原料和水蒸气。挥发分将会从生物质中大量地析出。热解反应析出的挥发分主要包括水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油和其他碳氢化合物。热解的剩余物木炭与被引入的空气发生剧烈反应，同时释放大量的热。氧化层的反应速率较快，高度较低。氧化层温度可以达到1000-1200℃，挥发分参与燃烧后进一步降解。氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生还原反应，生成了氢气和一氧化碳等。因为还原反应为吸热反应，温度降低到700-900℃，所需热量由氧化层提供，反应速率较慢，需要保持一定高度。下吸式生物质气化炉②下吸式气化炉①②③④第二节

生物质气化技术145/635.2.2生物质气化方式-固定床②下吸式气化炉①②③④下吸式生物质气化炉第二节

生物质气化技术146/635.2.2生物质气化方式③流化床气化炉单击此处添加标题在流化床气化炉中，气流以一定速率通过颗粒层，使颗粒物料等像液体沸腾一样悬浮起来，因此，流化床有时也叫沸腾床。02结构样式01定义单流化床气化炉循环流化床气化炉双流化床气化炉携带床气化炉第二节

生物质气化技术147/635.2.2生物质气化方式④影响参数在气化过程中，生物质的物料特性对气化过程有着显著的影响。不同生物质原料的热值、水分、挥发分、灰分以及元素组成各不相同原料的黏结性、结渣性、灰熔温度等生物质物料特性空气、氧气、水蒸气、空气-水蒸气气化剂的量也会影响燃气品质与产率气化剂主要的气化反应温度为700-1000℃，气化温度过低，易造成生物质燃气热值小、气化焦油量大等问题气化温度生物质粒径大小300μm-1.4mm气化当量比ER生物质粒径添加标题第二节

生物质气化技术148/635.2.3生物质气化方式⑤评价参数单击此处添加标题产率指单位质量的生物质气化后得到的气体燃料在标准状况下的体积，单位为:m³/kg。01气体产率单位质量（或体积）的气体燃料完全燃烧时所放出的热量，单位:kJ/m³02气体热值生物质中的碳转化为气体燃料碳的份额。03碳转化率气化后燃料气体的化学能与气化前生物质化学能之比，反映了能量转化的程度04气化效率单位时间、单位横截面积的气化炉上气化生物质的能力，单位:kg/(m2·h)05气化强度第二节

生物质气化技术149/635.2.3生物质气的净化①生物质气的主要杂质010203固体杂质灰分液体杂质焦油（能量浪费、易堵塞、难以完全燃烧）、水分。微量元素第二节

生物质气化技术150/635.2.3生物质气的净化②除尘方法（1）干法除尘机械力法——旋风除尘器过滤——布袋除尘器第二节

生物质气化技术151/635.2.3生物质气的净化②除尘方法（2）湿法除尘第二节

生物质气化技术152/635.2.3生物质气的净化③除焦油方法（1）水洗法水洗法分类与优缺点喷淋法优缺点优点是同时具有除焦、除尘和降温三方面的效果缺点是有污水产生，必须配套相应的废水处理装置第二节

生物质气化技术153/635.2.3生物质气的净化③除焦油方法（2）催化裂化法名称反应温度/℃接触时间/s转化效率/%特点镍基催化剂750约1.097反应温度低、材料成本高木炭800约0.591自身随反应进行减少，成本低90099.5白云石800约0.595转换效率高，材料成本低90099.8思考题请简要叙述生物质气化的基本原理以及气化的流程。生物质气化过程的主要影响参数有哪些？请分别说明。有哪些评价生物质气化工艺的参数，各项都是如何定义的154/63第三节生物质液化技术生物质液化将生物质通过一系列生物转换或热化学过程制取乙醇（生物乙醇）或生物油（成分复杂的混合物，需进一步加工成生物柴油）。156/63乙醇生物油玉米、马铃薯等淀粉类或农作物秸秆等纤维素类生物质热解液化榨取微生物发酵技术秸秆、植物皮核或木屑等农作物含油率较高的大豆、菜籽、麻疯树果实以及棕榈果等全世界90%以上的燃料乙醇都是通过发酵法生产出来的。生物质制乙醇技术5.3.1生物质热解液化技术5.3.2第三节

生物质液化技术158/635.3.1生物质制乙醇技术①原料淀粉类纤维类糖蜜类231制取乙醇的原料草本能源植物，农作物秸秆，农林加工副产物，城市固体废弃物，工厂废料甘蔗，甜菜，甜高粱，糖蜜谷类，薯类，粮食加工副产品第三节

生物质液化技术159/635.3.1生物质制乙醇技术②淀粉类原料制乙醇4321去除杂质和粉碎原料预处理在酵母菌作用下，葡萄糖转化为乙醇发酵蒸煮减弱淀粉分子间作用力，得到糊状的淀粉，便于进一步反应糖化利用糖化酶将蒸煮后的淀粉水解成葡萄糖第三节

生物质液化技术160/635.3.1生物质制乙醇技术③纤维类原料制乙醇预处理水解发酵微波、超声波等物理方法添加适当酸、碱的化学方法物理化学相结合的预处理工艺无机酸/纤维素酶适宜温度纤维素水解副产物乙酸会抑制发酵，调节发酵pH水解反应式为：发酵：第三节

生物质液化技术161/635.3.1生物质制乙醇技术④乙醇的提取与分离01蒸馏通过发酵制取的乙醇，需要经过蒸馏和精馏工艺，进一步去除杂质提高乙醇浓度。02精馏蒸馏后的乙醇中，一般会含有多种醇和酯类物质，还需通过精馏进一步提质。在乙醇生产中，蒸馏环节约占总生产能耗的60%～70%。03脱水经过蒸馏和精馏操作后，得到的乙醇最高浓度为95.57%（质量分数），此时乙醇的挥发系数是1。进一步脱水需要其他手段。氧化钙脱水法分子筛脱水法有机物吸附脱水法恒沸精馏脱水法第三节

生物质液化技术162/635.3.2生物质热解液化技术①概述反应温度在400~600℃左右，加热速率为104~105℃/s，气体停留时间不超过2s，快速冷却防止中间液态产物进一步断裂生成气体。产物经快速冷却后，得到高质量的生物油生物质的分子链断裂，被直接分解成小分子混合物（气态和液态同时存在）单击此处添加项标题一定温度和压力、高加热速率和极短反应时间的条件第三节

生物质液化技术163/635.3.2生物质热解液化技术②工艺流程STPE.01原料预处理（脱灰、干燥、粉碎）STPE.02热解STPE.03冷凝STPE.04油灰分离STPE.05产物收集第三节

生物质液化技术164/635.3.2生物质热解液化技术③影响因素反应时间不足，则热解不完全；如果反应时间过长，则热解反应程度加深，生成大量气体产物，导致出油率迅速减少，影响油品质量。01原料成分02加热速率03热解温度热解温度会影响热解产物的氧含量，对于液体燃料，含氧量越低，则燃料的热值就越高。04反应时间不同的生物质原料，由于其化学组成及各组分的含量不同，热解后的产物组成也会有差异。提高加热速率，则热解反应的途径和反应的速率都会受到影响，使产物中的固态、液态、气态产物发生改变单击此处添加标题思考题请简要叙述生物质液化的基本原理，并说明有哪些常见的液化技术。请简要叙述淀粉类及纤维素类原料制乙醇的主要流程。请简述热解液化的工艺流程并说明为什么要及时将产物导出。165/63第四节生物质能发电技术生物质直接燃烧发电5.4.1沼气发电技术5.4.2生物质混合燃烧发电5.4.3第四节

生物质能发电技术168/635.4.1生物质直接燃烧发电①系统主要组成第四节

生物质能发电技术169/635.4.1生物质直接燃烧发电②发电流程生物质原料收集预处理存储仓库原料吊车生物质锅炉汽轮发电机系统供热供电烟气处理系统烟囱大气灰渣处理第四节

生物质能发电技术170/635.4.1生物质直接燃烧发电③生物质预处理热值/(kJ/kg)灰分水分标准煤293085.00%8.00%玉米秸秆190657.71%9.15%麦秸152259.95%8.79%棉秆1314721.69%8.42%落叶松168297.63%7.63%高水分高灰分低热值第四节

生物质能发电技术171/635.4.1生物质直接燃烧发电③生物质预处理预处理工艺储存近期燃料长期燃料干燥破碎成型固化成型技术第四节

生物质能发电技术172/635.4.1生物质直接燃烧发电③生物质预处理-固化成型作用增加密度

减少占用空间原理

螺旋推挤要求

颗粒大小为1-10mm设备

螺旋机挤压式成型机第四节

生物质能发电技术173/635.4.1生物质直接燃烧发电③生物质预处理-固化成型类型加热型电加热→粘结成型不加热型粘结剂→粘结成型其他类型成型机

活塞冲压式成型机

模辊挤压成型机第四节

生物质能发电技术174/635.4.1生物质直接燃烧发电④生物质燃烧C+O2=CO2

2C+O2=2COCO2+C=2CO温度C（1）层状燃烧优势经济：成本不高

资金投入少实用：颗粒大小不一

水分较多第四节

生物质能发电技术175/635.4.1生物质直接燃烧发电④生物质燃烧（2）流化床燃烧优势燃烧充分环保第四节

生物质能发电技术176/635.4.2生物质沼气发电技术①概述单击此处添加标题沼气是各种生物质资源在与外界环境隔离的情况下，经过一系列的物理条件作用被各种微生物分解而产生的可燃性气体01沼气沼气主要成分是甲烷，1立方沼气发热量约为20800~23600kJ,相当于0.7kg无烟煤提供的热量。02能量沼气发电使用的动力装置可以是蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机等，适合中小型发电机组。03动力装置第四节

生物质能发电技术177/635.4.2生物质沼气发电技术②发电流程除杂产生沼气沼气净化第四节

生物质能发电技术178/635.4.2生物质沼气发电技术③厌氧消化消化池形状：矩形、方形、圆柱形、蛋形矩形池：成本最低

一般在场地受限的情况下选用

不易搅拌均匀，操作困难蛋形池：有效减少浮渣和沙粒的影响

使用最广泛的类型（1）消化设备第四节

生物质能发电技术179/635.4.2生物质沼气发电技术③厌氧消化（2）消化过程按温度来分中温厌氧消化 30~38℃ 20~30天高温厌氧消化 50~57℃ 10~15天按运行方式一级消化：所有的消化步骤在一个设备内完成二级消化：在一级消化池已经产生一定量沼气后，仅对当中一个消化池进行升温搅拌，而另一个则利用来自前一个消化池废水中的余热进行升温

第四节

生物质能发电技术180/635.4.2生物质沼气发电技术④动力装置沼气发电技术：蒸汽轮机、燃气轮机和内燃机发电。相对于燃煤发电而言，沼气发电更适合中小型功率设备。内燃机则恰好满足这一特性，是目前利用沼气发电最经济、最高效的途径。第四节

生物质能发电技术181/635.4.2生物质沼气发电技术④动力装置（1）压燃式沼气发动机燃料：柴油+沼气特点：可调节柴油和沼气比例场所：产气量较少的地方缺点：系统复杂，大型沼气发电工程往往不采用混合器气缸空气+沼气推动活塞燃烧室柴油引燃第四节

生物质能发电技术182/635.4.2生物质沼气发电技术④动力装置（2）点燃式沼气发动机/全烧式沼气发动机燃料：空气+沼气特点：结构简单，操作容易场所：产气量大的地方缺点：燃烧速度慢、排气温度高混合器气缸空气+沼气推动活塞燃烧室柴油引燃第四节

生物质能发电技术183/635.4.3生物质混合燃烧发电生物质能发电+传统火力发电优势:投资费低、成本低替代部分化石能源生物质+燃煤12第四节

生物质能发电技术184/635.4.3生物质混合燃烧发电方式直接混燃气化混燃过程预处理→加煤→燃烧→蒸汽→汽轮机气化→可燃性气体→处理→加煤→燃烧→蒸汽→汽轮机优点技术简单、使用方便不改造设备时投资最小通用性较好对原燃煤系统影响很小缺点前期处理要求较严对原系统有一定影响增加气化设备管理较复杂金属腐蚀应用最适合木材类原料处理大量生物质思考题什么是生物质固化成型技术，固化成型的好处是什么？什么是生物质的流化床燃烧技术？为保持流化燃烧，空气流速应该满足什么条件？请简述沼气的产生过程？185/63感谢各位同学！《新能源发电技术》

第六章地热发电智慧能源创新学院2025.05.09本章思维导图188/84地热资源的种类6.1地热资源的获取方式6.2蒸汽型地热发电技术6.3闪蒸型地热发电技术6.4双循环地热发电技术6.5第一节地热资源的种类地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，能够从地下开发出来的高温岩体、地热流体（热水或蒸汽）中所含的热能及其它伴生组分，又称地热能。190/84什么是地热资源？第一节地热资源的种类191/84部分放射性核素半衰期表熔融岩浆6.1.1地热资源的主要来源地球内部热量一部分来源于放射性物质的衰变，另一部分则是地球形成初期遗留下来的原始热量（熔融岩浆）。第一节地热资源的种类192/846.1.1地热资源的主要来源地下地上热传导/热辐射地下水对流高温岩石或地热流体地下水热水温水地下水热冷地下水与源自极深处的高温岩石或地热流体接触后，将热量从地下深处带至近地表然后通过热传导、对流和辐射等方式传到地表的第一节地热资源的种类193/846.1.1地热资源的主要来源在某些地区，仍需通过钻井技术手段，将地下储层中的热能引导至地表以供利用。深水井示意图第一节地热资源的种类194/846.1.2地热资源的分布地热资源作为一种综合性的自然资源，具有数量和品质特征。在全球范围内，地热资源的分布极不均衡。地壳表层各大板块的边缘，如板块碰撞带、板块开裂区和现代裂谷带，地温梯度每公里深度可达30℃以上。第一节地热资源的种类195/846.1.2地热资源的分布①环太平洋地热带世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度洋三大板块的碰撞边界。

第一节地热资源的种类196/846.1.2地热资源的分布①环太平洋地热带美国盖瑟尔斯

塞罗普列托地热电站新西兰怀蜡开地热香槟池台湾马槽硫磺谷第一节地热资源的种类197/846.1.2地热资源的分布②大西洋中脊地热带这是大西洋海洋板块的裂谷区域，主要位于海洋中，其北端穿过冰岛。第一节地热资源的种类198/846.1.2地热资源的分布②大西洋中脊地热带冰岛克拉弗拉冰岛纳马菲亚尔第一节地热资源的种类199/846.1.2地热资源的分布③红海-亚丁湾-东非裂谷地热带在特定的地质条件下，尤其是靠近板块边界的区域，会形成较高的热流区。第一节地热资源的种类200/846.1.2地热资源的分布③红海-亚丁湾-东非裂谷地热带肯尼亚地热温泉肯尼亚纳库鲁市的索西安地热电站项目第一节地热资源的种类201/846.1.2地热资源的分布④地中海-喜马拉雅地热带欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界区域。第一节地热资源的种类202/846.1.2地热资源的分布④地中海-喜马拉雅地热带西藏羊八井世界第一座地热发电站位于意大利的拉德瑞罗地热田，该地热田就坐落在这一地热带中；中国的西藏羊八井和云南腾冲地热田同样位于这一地热带内。意大利拉德瑞罗地热电站第一节地热资源的种类203/846.1.2地热资源的分布⑤中国地热资源的分布

我国地热资源非常丰富。根据地质调查，全国已发现地热异常3200多处。

其中，发现高温地热255处，主要分布在西藏南部和云南、四川的西部。第一节地热资源的种类204/846.1.2地热资源的分布⑤中国地热资源的分布云南腾冲火焰山温泉西藏羊八井地热田孔深2006m处，已探获329.8℃的高温地热流体。

第一节地热资源的种类205/846.1.3地热资源的特点地热资源是一种清洁的可再生能源

地热资源两大特点地热资源利用不受天气等其他因素影响第一节地热资源的种类206/846.1.4地热资源的特点①按温度分类温度分级温度t/℃主要利用途径代表性地热田高温t≥150发电西藏羊八井、云南腾冲、台湾大屯等中温90≤t＜150发电、烘干、采暖广东邓屋、东山湖、湖南灰汤、福建福州、福建漳州、河北雄安低温热水60≤t＜90采暖、温室温热水40≤t＜60采暖、温泉、温室、养殖温水25≤t＜40养殖、农灌根据地热勘查国家标准，地热资源按温度可分为高温、中温、低温。

第一节地热资源的种类207/846.1.4地热资源的特点①按温度分类云南腾冲：火焰山温泉台湾大屯地热火山带西藏羊八井第一节地热资源的种类208/846.1.4地热资源的特点②按发电规模分类根据地热勘查国家标准规定，地热资源按发电规模分为大型、中型、小型。

规模分级高温地热田中、低温地热田电能(MW)可利用储量（计算单位，年）电能(MW)可利用储量（计算单位，年）大型＞5030＞50100中型10-503010-50100小型＜1030＜10100第一节地热资源的种类209/846.1.4地热资源的特点③按成因分类根据地热资源成因，地热资源分为火山型、岩浆型、断裂型、盆地型。

成因类型代表性地热田现（近）代火山型台湾大屯、云南腾冲热海岩浆型西藏羊八井、羊易断裂型广东邓屋、东山湖、福建福州、漳州、湖南灰汤断陷盆地型京、津、冀、鲁西、昆明、西安、临汾、运城坳陷盆地型四川、贵州等省分布的地热田第一节地热资源的种类210/846.1.4地热资源的特点④存在形式分类根据地热存在形式，地热资源分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型、岩浆型。

类型温度范围储藏状况开发技术情况蒸汽型>200℃主要蕴藏在1.5km左右的地表深度，多为200-240℃的干蒸汽开发良好，分布区很少热水型>50℃主要蕴藏在3km以内的地表深度，以水为主开发中，量大面广，为当前重点研究对象地压型>150℃蕴藏深度为2-3km，深层沉积地压水，溶解大量碳氢化合物，开发可同时得到压力能、热能、化学能（天然气）试验开发干热岩型>150℃地表下数千米深度，干燥无水的热岩石应用基础研究岩浆型600-1500℃10km以下深处的熔融状和半熔融状岩浆研究初期第一节地热资源的种类211/846.1.4地热资源的特点④存在形式分类(1)蒸汽型地热能蒸汽型地热发电技术在引入汽轮发电机组之前，需要脱除蒸汽中所含有的岩屑和水滴。蒸汽田特别适合于以发电方式加以利用，是非常有开采价值的地热资源。蒸汽田形成示意图

地下以蒸汽为主的地热资源第一节地热资源的种类212/846.1.4地热资源的特点④存在形式分类(2)热水型地热能全流法发电技术是指将从井中抽取的全部流体，包括蒸汽、热水、不凝气体及化学物质等，直接送入全流动力机械中进行膨胀做功以发电。这种动力机械通常采用螺杆膨胀机。然而，由于螺杆膨胀机的技术限制，其功率一般较小。全流法发电简介闪蒸法、中间介质法（双循环法）、全流法。发电方式当地下储水层上方没有隔水岩层覆盖时，储水层的地温梯度和深度足以维持对流循环，储水层上部的温度就不会超过当地压力下水的沸点。从这种地热田开采出的基本是液态水，水温多在60℃-120℃之间。特点地下以液态水为主的地热资源。定义020401单击添加

项标题03第一节地热资源的种类213/846.1.4地热资源的特点④存在形式分类(3)地压型地热能地压型地热能成因于滨海盆地的地质运动较高的压力含有较多的溶解性气体01特点热能：来源于正常地热梯度热源化学能：石油烃在高温高压下发生天然裂解形成烷烃气体机械能：地压型热水积蓄了较大的水力能02能量组成尚未实现商业开发03开发现状第一节地热资源的种类214/846.1.4地热资源的特点④存在形式分类(4)干热岩型地热能干热岩能量热能存储量大，能够稳定提供热量，并且具有较长的使用寿命。开发前景地下热岩中仅有1%的能量能够通过热水或蒸汽带出，而99%的热岩为干热岩，不含水分。因此，干热岩发电具有巨大的潜力。干热岩位于地下数千米深处的岩体，其内部含水量低或几乎不含水，渗透性较差，并具有异常高的温度。干热岩发电通过人工制造裂隙并注入低温水，水在地下被加热后，再通过另一个井口返回地面。关键技术在于在不渗透的干热岩体中形成有效的热交换系统。

地热资源的种类6.1地热资源的获取方式6.2蒸汽型地热发电技术6.3闪蒸型地热发电技术6.4双循环地热发电技术6.5第二节

地热资源的获取方式216/846.2.1地热资源的勘测资源调查估算热储容量、流体温度、地层渗透率预测产出流体：干蒸汽、液体或气液等混合评估发电潜力（时间>20年）确定地热流体化学性质选定区域内应存在高温岩体巨大的渗透性岩石能够长期且稳定地获取充足的热量确保地热产量的关键，从而保障地热资源的商业价值储层流体的物理化学性质决定了建设电站的可行性储层流体的物理化学性质决定了建立电站的可行性维持地热发电厂长期稳定的运转第二节

地热资源的获取方式217/846.2.1地热资源的勘测地球化学研究：确定流体化学特征地质勘察：实地验证航空勘测时的疑难点航空勘测：从勘探区的航空资料研究地质特征水文调查：推算出地层中流体的体积以及产量地球物理研究：测定流体与地质的物理特征勘探过程第二节

地热资源的获取方式218/846.2.2地热井钻井设备相对较厚的钻管和钻铤可以维持钻头的平衡第二节

地热资源的获取方式219/846.2.2地热井钻井过程固井010203下套管钻井第二节

地热资源的获取方式220/846.2.3井口装置地热井口装置含有许多杂质（砂砾、不凝气体等）根据不同的发电技术需求，需要进行除砂及不凝气分离等预处理成井后采集的地热流体通常无法直接利用030102第二节

地热资源的获取方式221/846.2.3井口装置旋流式除砂器添加标题清除地热流体中携带的各种砂砾功能作用沿锥型筒圆周的切线方向流进锥型筒重力及筒内壁摩擦力的作用砂砾滑落入除砂罐中定期从排砂管排放工作原理地热资源的种类6.1地热资源的获取方式6.2蒸汽型地热发电技术6.3闪蒸型地热发电技术6.4双循环地热发电技术6.5第三节

蒸汽型地热发电技术223/846.3.1简述历史悠久技术较为成熟成本相对较低运行稳定、可靠发电量相对较大第三节

蒸汽型地热发电技术224/846.3.1简述以蒸汽为主液态水含量很低甚至于没有温度较高，参有少量其它气体因压力高于大气压力，温度至少超过100℃第三节

蒸汽型地热发电技术225/846.3.2蒸汽型地热发电典型系统流程0102地热蒸汽热能03蒸汽轮机机械能发电机电能第三节

蒸汽型地热发电技术

汽轮机发电功率可以根据下面公式计算：D：表示地热蒸汽的流量（kg/h）Δh