新能源應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)課件

新能源應(yīng)用技術(shù)

01.概述

02.建筑節(jié)能中新能源的應(yīng)用

03.應(yīng)用案例

新能源應(yīng)用技術(shù)概述

隨著中國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，建筑能耗將從目前總能耗的25%左右增長到2050年的35%以上，其巨大需求將會(huì)對(duì)能源供應(yīng)、資源環(huán)境形成巨大壓力。因此，建筑節(jié)能對(duì)全社會(huì)的節(jié)能減排工作至關(guān)重要。

在建筑業(yè)中發(fā)展節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)技術(shù)是必然趨勢(shì)。把太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃滦涂稍偕茉磻?yīng)用在建筑上，倡導(dǎo)建筑節(jié)能不僅能減少污染物，還是降低企業(yè)運(yùn)營成本的一個(gè)有效辦法。與傳統(tǒng)的能源相比，新能源和可再生能源的優(yōu)點(diǎn)在于來源豐富，而且對(duì)環(huán)境污染也小，是一種清潔型生態(tài)型能源。

新能源又稱非常規(guī)能源，是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式，常說的新能源包括核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、氫能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取ｋS著能源技術(shù)的發(fā)展，我國成了新能源開發(fā)和利用的大國。近日，由住建部科技發(fā)展促進(jìn)中心完成的《建筑領(lǐng)域煤炭（電力）消費(fèi)總量控制研究》提出：通過不斷提升建筑能效，加快新能源的開發(fā)利用，優(yōu)化城鄉(xiāng)建筑能源供給結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)控制煤炭消費(fèi)總量。現(xiàn)在介紹幾種新能源在工業(yè)企業(yè)中的應(yīng)用：

（1）太陽能利用技術(shù)

太陽能利用技術(shù)指太陽能的直接轉(zhuǎn)化和利用技術(shù)。把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱并加以利用屬于太陽能熱利用技術(shù)；利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理把太陽能轉(zhuǎn)換成電能稱為太陽能光伏技術(shù)。

太陽能利用技術(shù)主要應(yīng)用在三個(gè)領(lǐng)域：光電技術(shù)（太陽能發(fā)電）、太陽能系統(tǒng)（熱水供應(yīng)、供暖、工業(yè)用熱、太陽能空調(diào)）以及太陽能建筑等。

制造對(duì)環(huán)境的影響

美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。主要為太陽能光伏發(fā)電和太陽能集熱。日本也一直積極開發(fā)太陽能，在建筑物的保暖節(jié)能、在采光、節(jié)電方面均有詳細(xì)的規(guī)定。歐洲國家對(duì)太陽能開發(fā)和利用走在世界的前列，尤其在利用太陽能發(fā)電方面，德國居世界領(lǐng)先地位?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為被動(dòng)式太陽能采暖技術(shù)將成為本世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)的趨向，如將熱泵與太陽能集熱器聯(lián)合運(yùn)行。

我國光伏產(chǎn)品的產(chǎn)量位居世界第一，但只是集中在傳統(tǒng)的晶硅電池的生產(chǎn)和組裝上，終端市場(chǎng)主要在國外，上游的多晶硅產(chǎn)業(yè)提純核心技術(shù)主要掌握在國外廠商手中。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供應(yīng)、環(huán)境狀況的矛盾越發(fā)突出，政府陸續(xù)出臺(tái)了鼓勵(lì)政策，使得光伏發(fā)電得到了飛躍式的發(fā)展，預(yù)計(jì)“十二五”末將達(dá)到3500萬kW，中國已然成為了光伏發(fā)電安裝量增長最快的國家和最大的光伏市場(chǎng)之一。

制造對(duì)環(huán)境的影響A太陽能熱利用有太陽能熱發(fā)電和終端直接用能，當(dāng)前已形成產(chǎn)業(yè)的當(dāng)屬太陽能熱水器、太陽能熱發(fā)電和太陽能制冷。

太陽能熱發(fā)電利用太陽集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?？尚械挠袙佄锩娌凼教柲軣岚l(fā)電、塔式太陽能熱發(fā)電、點(diǎn)聚焦拋物面盤式太陽能熱發(fā)電

塔式太陽能熱發(fā)電

碟式太陽能熱發(fā)電

太陽能制冷，有兩條途徑：一是太陽能光電轉(zhuǎn)換，以電制冷；一是太陽能光熱轉(zhuǎn)換，以熱制冷。

目前普遍采用以熱制冷。太陽能以熱制冷研究主要有太陽能吸收式制冷、太陽能吸附式制冷和太陽能噴射式制冷。其中吸收式制冷和噴射式制冷都已經(jīng)進(jìn)入了應(yīng)用階段。

常規(guī)的吸收式空調(diào)系統(tǒng)主要包括吸收式制冷機(jī)、空調(diào)箱（或風(fēng)機(jī)盤管）、鍋爐等幾部分，而太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)是在此基礎(chǔ)上再增加太陽集熱器、儲(chǔ)水箱和自控系統(tǒng)。太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活熱水等多項(xiàng)功能。B太陽能光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，是太陽能發(fā)電的一種。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器、儲(chǔ)能電池和逆變器等組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)分為離網(wǎng)型、并網(wǎng)型及分布式。

C太陽能建筑一體化

總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)將太陽能利用納入總體考慮，確保獲得足夠的太陽輻射，并與城市能源系統(tǒng)一體化構(gòu)建。將太陽能利用設(shè)施納入到建筑整體設(shè)計(jì)中，用太陽能設(shè)施完全或部分取代建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，集外觀裝飾、保溫、發(fā)電、采光等多功能于一體：

光熱建筑一體化，在建筑上安裝集熱蓄熱墻、太陽能集熱器保溫墻板、墻面附加集熱器、太陽能熱水器、采暖器等；

光伏建筑一體化，即將太陽能光伏產(chǎn)品集成到建筑上，充分利用建筑外表面，安裝多種光伏發(fā)電產(chǎn)品作為一種固有的建筑元素；

天然采光設(shè)計(jì)，即應(yīng)用各種采光、反光和遮光措施，直接把太陽光引進(jìn)室內(nèi)，滿足照明等要求。（2）風(fēng)能利用技術(shù)

風(fēng)力的利用歷史可以追溯到公元前，利用的形式有風(fēng)力發(fā)電和自然通風(fēng)。建筑上一般采用小型或微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在我國已經(jīng)有較為成熟的技術(shù)，目前主要供應(yīng)沒有電網(wǎng)連接的偏遠(yuǎn)農(nóng)村使用，而在城市和廠區(qū)，受到現(xiàn)場(chǎng)條件的制約，一般很少應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。

自然通風(fēng)是目前建筑普遍采取的一項(xiàng)改善建筑熱環(huán)境、節(jié)約空調(diào)能耗的技術(shù)，目的是改善室內(nèi)熱舒適和空氣質(zhì)量。它不消耗機(jī)械動(dòng)力，利用建筑物內(nèi)外空氣的密度差引起的熱壓或室外大氣運(yùn)動(dòng)引起的風(fēng)壓來引進(jìn)室外新鮮空氣達(dá)到通風(fēng)換氣作用，是一種經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。

另外關(guān)于地?zé)崮艿睦眉夹g(shù)見第十講的地（水）源熱泵技術(shù)章節(jié)、自然通風(fēng)參見第十講的車間通風(fēng)技術(shù)章節(jié)、采光的具體技術(shù)介紹見第十一講的采光照明技術(shù)。（3）分布式能源系統(tǒng)

可再生能源開發(fā)利用作為建筑節(jié)能的重要發(fā)展方向。分布式能源因適合可再生能源發(fā)展等特點(diǎn)，受到了各國的青睞，從而改變了集中式取電和大規(guī)模傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)模式。

分布式能源有不同的的理解和定義，主要是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)，一次能源以氣體燃料為主，可再生能源為輔，利用一切可以利用的資源；二次能源以分布在用戶端的熱電冷（CCHP）聯(lián)產(chǎn)為主，其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔，實(shí)現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級(jí)利用，并通過中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和補(bǔ)充。

分布式能源的形式多種多樣，常規(guī)工業(yè)企業(yè)應(yīng)用的有太陽能光伏發(fā)電、生物質(zhì)能、燃料電池和燃?xì)饫錈犭娙?lián)供等。

A冷熱電聯(lián)供（CCHP）是分布式能源系統(tǒng)的一種重要形式。冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是以燃?xì)鉃槟茉?，通過對(duì)其產(chǎn)生的熱水和高溫廢氣的利用，以達(dá)到滿足冷熱電需求的一個(gè)能源供應(yīng)系統(tǒng)，通常由發(fā)電機(jī)組、溴化鋰制冷裝置、熱交換機(jī)組組成，三聯(lián)供使得燃?xì)獾臒崮鼙怀浞掷茫蟠筇岣吡四茉吹木C合利用功效。

從2010年開始，我國分布式能源發(fā)展迅速。2011年10月，國家發(fā)布了《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》，大力推進(jìn)天然氣分布式能源項(xiàng)目。

B燃料電池-燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)

燃料電池以天然氣為燃料，放出高溫高壓的廢氣流，燃?xì)鉁u輪機(jī)則用燃料電池產(chǎn)生的熱廢氣流生產(chǎn)第二輪電力；電池直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，其不受熱力學(xué)第二定律的約束，轉(zhuǎn)換效率可以突破卡諾循環(huán)效率的限制，其整體熱效率可以達(dá)到70%以上。

工業(yè)企業(yè)除了采用屋頂形式的分布式光伏發(fā)電外，還可以采用現(xiàn)場(chǎng)就近其他工業(yè)廢氣、廢熱以及多余壓差等。

C與傳統(tǒng)技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)

（1）可用發(fā)電后工質(zhì)的余熱來制熱、制冷，通過能源的梯級(jí)利用提高能源綜合利用效率，年均綜合效率可達(dá)80%以上。

（2）在能源的輸送和利用上分片布置，減少長距離輸送能源的損失，有效的提高了靈活性，節(jié)約了大量的輸配電投資。

（3）因地制宜利用可再生能源，減少污染物排放。

（4）與集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)供電的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)互為補(bǔ)充、有機(jī)結(jié)合，具有削峰填谷的重要功能優(yōu)勢(shì)。

（5）如應(yīng)用當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)，采用智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，可發(fā)展成為智能微電網(wǎng)群，在目前電力改革的前景下，開展電力直供，從而促進(jìn)新能源的應(yīng)用。新能源應(yīng)用案例

（1）上海交大中意綠色能源實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室利用了太陽能集熱技術(shù)（真空管太陽能集熱器、太陽能中溫集熱器、太陽能空氣集熱器）、太陽能空調(diào)技術(shù)（吸附式空調(diào)、吸收式空調(diào)、太陽能除濕空調(diào)）、熱泵技術(shù)、新型高效末端技術(shù)、分布式能源技術(shù)（太陽能光伏、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)光互補(bǔ)、燃?xì)饫錈犭娐?lián)產(chǎn)CCHP）、智能電網(wǎng)技術(shù)、零碳住宅（以太陽能光伏和太陽能光熱利用和熱泵為基礎(chǔ)）、智能家居等。其結(jié)合太陽能供熱與制冷，充分利用環(huán)境自然資源的高效熱泵技術(shù)滿足了建筑空調(diào)、供暖和熱水需求；電力的供應(yīng)中利用了屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。

制造對(duì)環(huán)境的影響

（2）某汽車有限公司分布式能源系統(tǒng)項(xiàng)目

分布式能源系統(tǒng)采用4個(gè)供能模塊組合，每個(gè)供能模塊包括1臺(tái)MANMG