第9章 其他新能源的发电与应用技术.pptVIP

新能源转换与控制技术第9章其他新能源的发电与应用技术第9章其他新能源的发电与应用技术*机械工业出版社第1页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社第2页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社主要内容氢能及氢燃料电池发电与应用技术9.1空气能发电与应用技术9.2地热能发电与应用技术9.3核能发电与应用技术9.4第3页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1氢能及氢燃料电池发电与应用技术9.1.1氢能简介作为二次能源的电能，可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能。而作为二次能源的汽油和柴油等则不然，生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的二次能源的同时人们期待的新的二次能源。第4页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.1氢能简介氢的特点.l）所有元素中，氢重量最轻。2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。3）氢是自然界存在最普遍的元素4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。5）氢燃烧性能好、点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。第5页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.1氢能简介1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。2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。氢能利用关键问题.第6页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.2氢燃料电池发电与应用技术1、燃料电池的基本工作原理第7页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.2氢燃料电池发电与应用技术2、燃料电池的分类按电解质性质不同来区分按工作温度范围不同.碱性燃料电池（AlkalineFuelCell，AFC）质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）磷酸燃料电池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）熔融碳酸盐燃料电池（MoltenCarbonateFuelCell，MCFC）固态氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，SOFC）低温型燃料电池中温型燃料电池高温型燃料电池碱性燃料电池质子交换膜燃料电池磷酸燃料电池熔融碳酸盐燃料电池固态氧化物燃料电池第8页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.2氢燃料电池发电与应用技术3、燃料电池发电与控制技术燃料重整系统空气供应系统控制系统DC/AC变换系统剩气循环系统排热回收系统燃料燃料空气电力热输出（高温燃料电池）燃料电池发电系统构成框图第9页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.2氢燃料电池发电与应用技术3、燃料电池发电与控制技术燃料供给燃料处理器(汽油或甲烷)燃料电池堆DC/DC变换器DC/AC变换器220V/50Hz负载热管理余热回收蓄电池燃料电池控制器-空气管理-燃料管理-传感器电力控制器中央动力控制单元H2图9-2燃料电池发电系统框图第10页，共32页，星期日，2025年，2月5日*机械工业出版社9.1.2氢燃料电池发电与应用技术4、燃料电池的发展与应用近年来，许多国家和地区都将燃料电池技术与相关设施产业的开发紧紧联系起来作为国家重点研发项目，例如美国的“展望21世纪（Vision21）”、“自由车（FreedomCAR）”、