清洁能源在电厂发电中的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 08 日 作者简介：商金艳（1984），汉族，山东日照人，硕士研究生，中级职称，研究方向为环保。-6-清洁能源在电厂发电中的应用 商金艳 临沂市恒源热力集团有限公司，山东 临沂 276000 摘要：摘要：文章将系统地介绍和分析各种清洁能源技术（风光、太阳能、水能、生物质能）及其与常规电站的对比，揭示清洁能源在电力工业中的地位与优势。第一部分，首先介绍了洁净能源的概念，并对其进行了分类，并将其与传统能源作了对比。指出了清洁能源在电力工业中的重要作用及发展前景。第二部分，主要介绍了电力企业的生产过程，以及新能源企业的生产过程。着重介绍了电力系统中清洁能源的现状及未来的发展趋势，为后面章节的具体实例分析奠定了理论与实践的基础。接着，每一章都对风力、太阳能、水能、生物质能等能源的利用进行了深入的研究。对各种清洁能源的产生机理、工艺、与电站的组合方式进行了论述。同时，通过对该技术的经济、可持续发展等方面的研究，评价该技术的实用性和实用性。最后，对本文所做的工作进行了总结，并对今后电力系统中清洁能源的发展方向进行了展望。关键词：关键词：清洁能源；电厂；发电；风能；太阳能；水能；生物质能；应用前景 中图分类号：中图分类号：TM61 目前，世界范围内的洁净能源用量不断增加，环境污染问题日趋严重，人们对可持续发展的要求也越来越高。而作为我国最大的能耗主体，我国的电力工业也正逐步向洁净能源转变。利用洁净能源，既可以减轻对矿物能源的过度依赖，又可以减少二氧化碳的排放量，减轻对环境的影响，达到可持续发展的目的。本文主要研究了利用洁净能源进行电力生产的问题。通过对各种新能源技术的原理、发展趋势进行分析，并与常规电站进行对比分析，找出其在电力工业中的应用前景。其中，风力发电、太阳能发电、水电发电和生物燃料是目前主要的洁净能源。1 清洁能源概述 清洁能源是指在其利用过程中几乎不产生或极少产生污染物、温室气体和其他有害物质的能源。它可以通过可再生能源（如风能、太阳能、水能和生物质能）的利用，以及通过高效能源利用技术来实现。清洁能源与传统能源相比具有许多优势。首先，清洁能源主要依赖于可再生资源的利用，这些资源在人类时间尺度上可持续且充足。相比之下，传统能源（如石油、煤炭和天然气）的储量有限，并且随着全球能源需求的增长，其供应将面临越来越大的压力。其次，清洁能源的利用过程中几乎没有或极少产生排放物和温室气体，从而减少了环境污染和气候变化的风险。此外，清洁能源还具有更低的运营成本和更长的寿命，能够为经济发展提供可靠且可持续的能源供应。在电力系统中，清洁能源具有很大的发展潜力。电力部门是世界上最大的能源消费部门，而以煤炭、天然气等为代表的传统用电方式，造成了大量的 CO2和大气污染。为此，在电力工业中引进清洁能源，对促进我国能源转型、保护环境具有重大意义。以风能、太阳能、水能、生物质能等为代表的新型清洁能源正受到越来越多的重视与应用。在此基础上，提出了一种可持续、高效的电能转换方法，为火力发电厂提供洁净能源。但是，在电力系统中使用清洁能源还存在一定的问题。比如，清洁能源生产技术，其价格仍然比较昂贵，要想提升其竞争力，就必须进一步降低。另外，新能源的不稳定，尤其是风电、光伏发电波动大，储能、电网调度等技术难题亟待解决。2 电厂发电技术概述 电站发电就是把能量转换成电能，以满足人们对用电的需要。燃煤发电、燃气发电、核电是我国目前最重要的一种发电方式，但由于我国对清洁能源的需求日益增长，新一代电站发电技术正受到越来越多的重视与应用。中国科技期刊数据库 工业 A-7-煤电是发电厂中使用最多、使用最广的一种发电方式。其原理是以煤为燃料，利用蒸汽涡轮将其转化成机械能，再由发电机把机械能转换成电能。燃煤发电是一种成熟、稳定、可靠的发电方式，但同时也产生了大量的 CO2 等污染物，给环境带来了巨大的危害。燃气发电是发电厂中又一种常用的发电方式，即以天然气、液化气等为能源，经内燃机或燃气轮机将其转换成机械能，再将其转化成电能。与煤电相比，煤气发电的热效率高、污染小，但是由于天然气来源有限，成本高昂。核电是一种由核分裂反应所释放的热量来产生电力的一种技术。核电站是利用核反应堆内的核燃料（例如铀、钚），通过受控的链式反应，产生大量热量，然后把这些能量转换成水蒸气，推动发电机产生电能。核电是一种高效、低碳的能源，但也面临着核安全、废物处置等方面的挑战。随着电力系统的发展，新的电站发电技术也得到了广泛的应用。比如，风力发电是通过风力涡轮机来获得动能，然后再驱动发电机来发电；太阳能发电是一种太阳能电池，它可以把太阳光转换成电能。水力发电是指利用水的流动，带动涡轮机产生电能；生物质发电是一种以木材、秸秆等为原料的生物质发电。新能源电站是一种清洁、可再生、低污染、可再生能源的新能源发电技术。太阳能利用是解决能源供给与环境问题的关键，也是推动我国能源结构转型与可持续发展的关键。3 风能在电厂发电中的应用 风能作为一种重要的清洁能源形式，在电厂发电中得到了广泛应用。风能发电技术利用风力驱动风机转动，通过发电机将机械能转变为电能。在电厂中，风能发电主要通过建设风力发电场来实现。风力发电场通常包括多台风力发电机组，每台发电机组由一个大型风机和一个发电机组成。这些风机通常安装在高塔上，以便抓住更高的风速。当风吹过风机叶片时，叶片会旋转并驱动发电机产生电能。电能随后经过变压器升压，并通过输电线路传输到电网供应给用户。风力发电场具有灵活性和可扩展性，可以根据电力需求调整风机的数量和布置方式。风能在电厂发电中的应用有许多优势。首先，风能是一种无污染、零排放的能源形式，对环境影响较小，不会产生二氧化碳和其他污染物。其次，风能是一种可再生资源，源源不断地提供能量，与传统煤炭和天然气等有限的能源资源相比具有更长久的供应保障。此外，风能发电技术已经相当成熟，投资和运营成本也在逐渐降低，使它在经济上越来越具有竞争力。然而，风能在电厂发电中也面临一些挑战。首先，风能是不稳定的能源，受到天气和季节等因素的影响。这就需要在风力发电场的规划和设计中考虑风资源的可靠性和预测性。其次，风机的噪音和视觉影响可能会对周边环境和居民产生一定的影响，需要合理的规划和管理。此外，风能发电技术还需要解决储能和网络稳定性等技术问题，以提高风能的利用效率和可靠性。总体而言，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，在电厂发电中具有巨大的潜力。通过进一步推动风能发电技术的创新和应用，我们可以实现电力行业的可持续发展，减少对传统能源的依赖，并为环境保护和碳减排做出贡献。4 太阳能在电厂发电中的应用 太阳能是一种重要的洁净能源，已被广泛地用于火力发电厂。太阳能发电是一种通过光电转换的方式来实现对太阳光的直接转换。在发电厂中，一般采用大规模的光伏发电站进行太阳能发电。光伏电站是一种利用太阳能发电的新型太阳能发电系统，它是一种新型的太阳能发电系统。接着，由逆变器将直流电转化成 AC，再由变压器进行升压，再经由输电线输送至电网，供给客户。太阳能电池板的数目及布局可随需调节。另外，还可以采用太阳能光热发电技术，将太阳辐射的热量通过镜面或聚光装置聚集在一起，形成高温蒸气，推动涡轮机发电。将太阳能用于发电厂有许多优点。首先，太阳能是一种没有任何污染和排放的能源，而且对环境的影响非常小。其次，由于太阳能具有取之不尽、用之不竭的特点，我国的阳光资源非常充足，而且分布范围很广。太阳能发电技术已较为成熟，且由于科技的进步与规模效应的提高，使得其成本逐步降低，从而使得它更具竞争性。但是，利用太阳能进行电力生产还存在一定的问中国科技期刊数据库 工业 A-8-题。首先，太阳能是间歇性的能量来源，它会随气候、季节而变化。多云、多雨或夜间光照不足均会降低光电转换效率。其次，太阳能发电占地面积大，对耕地和生态环境要求很高；另外，为了提升太阳能的利用率与可靠性，还需进一步研究其能量存储、网络稳定等关键技术。5 水能在电厂发电中的应用 水能是可再生资源的主要来源之一，目前已被大量采用。水能发电是一种以水力为动力的水轮发电机发电的新方法。在电站中，水力资源的利用是建立水电站。水电站一般采用水坝来阻止河水的流动，以建立水库或水库。在由高空向下流动的过程中，水被导向导管导向一个涡轮机，而水的力量推动着涡轮机旋转，而这台涡轮机又推动了发电设备。然后，电力由一个变压器进行增压，然后经由输电线输送至电力系统，供给消费者。与电站相比，水力发电有许多优点。首先，水能是一种无污染的清洁能源，而且对生态系统的危害很少。其次，水资源是一种可再生能源，能够保证水源的连续性和连续性。另外，水能利用的技术比较完善，效率高，可靠性好。电厂能够按照电网的需要进行灵活的调节出力，并具有电网的辅助作用，如：调峰、调频。同时，用水量来实现电站的电能供应也是一个很大的问题。首先，用水来生产电力取决于充足而平稳的水源。气候变化、干旱和人为干扰都会对水能资源造成一定的冲击，进而对水能利用的可靠性造成一定的影响。其次，水电厂往往要兴建大型的大坝或水库，这就牵涉到土地的利用、生态环境的保护以及移民等方面的问题，因此，必须进行全面的规划与治理。总之，水电是一种清洁的可再生的新能源，在电力系统中有着巨大的应用前景。本项目研究成果将促进我国水电产业的可持续发展，降低我国对传统能源的过度依赖，促进我国水电产业的可持续发展。在水电开发建设过程中，应充分考虑到水资源开发利用过程中的环境效应与社会效应，以达到经济、社会、环境的可持续发展。6 生物质能在电厂发电中的应用 生物质是可再生能源之一，已被广泛用于火力发电厂。生物质发电是指通过生物质（如木材、秸秆、垃圾等）经燃烧或生化反应生成热能，并以此为动力，带动涡轮发电机发电。在电站中，生物质能源的利用方式是建立生物质发电厂。生物质发电厂一般由生物质燃烧炉，锅炉和发电机组构成。在此基础上，利用燃煤过程中所产生的热量，将其转换成高温、压力较大的水蒸气，再进入涡轮发电机，转动发电。电力由一个变压器进行增压，然后经由输电线输送至电力系统，供给消费者。与电站相比，生物质能源有许多优点。首先，生物质能是一种很好的资源，它可以是农作物秸秆，林业废弃物，城市固体废弃物。通过本项目的研究，将为我国未来的发展提供新的思路和方法。其次，生物质作为一种可再生资源，可以源源不断地供给。另外，生物质发电还可以与热电联产、废热等其它能量方式进行耦合，从而提升能量利用率。此外，生物质能源还存在着用于发电厂的诸多问题。首先，应对生物质能的获得与供应实行可持续的控制，以防止对生态系统的过度开采与生态系统的损害。其次，在焚烧过程中，会排放大量的烟气、废渣等有害气体，因此，必须对其进行治理，以降低对生态系统造成的负面冲击。同时，为提升生物质能源的高效、经济应用，还需解决燃料多样性、燃烧效率及灰化问题。总之，生物质能源是一种可再生的清洁能源，其在电力系统中占有很大的比重。本项目研究成果将促进我国生物质发电的发展，促进我国农业与林业资源的高效利用，促进我国的能源结构与环保事业的协调发展。7 结论 太阳能、水能和生物质能作为可再生能源形式，在电厂发电中都得到了广泛应用。它们具有清洁、可持续的特点，对环境影响较小，并且具备巨大的能源潜力。这些能源形式在电厂发电中有各自的优势和挑战，需要继续进行技术创新和系统优化，以提高效率、降低成本，并进一步推动其应用。参考文献 1康克佳.从传统到绿色,清洁能源产业实现新跨越N.中国城市报,2023-12-04(A08).中国科技期刊数据库 工业 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