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氢燃料电池、风力发电、光伏发电,碳中和必须要了解的知识!

2023-03-17分类:电力资讯 / 企业动态来源:
【CPEM全国电力设备管理网】
       这是一个长达40年的投资主题,这是一个70万亿元的庞大市场,碳中和赛道雪厚坡长。

2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取到2060年前实现碳中和(下称3060目标)。
2021年3月5日,提请审议的政府工作报告提出,2021年要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定2030年前碳排放达峰行动方案。3月15日召开的中央财经委员会第九次会议其中一项重要议题,就是研究实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措,这次会议明确了碳达峰、碳中和工作的定位,尤其是为今后5年做好碳达峰工作谋划了清晰的施工图。
实现碳中和,道阻且长,但也由此催生了更多新机遇。尤其是,碳中和将会完成中国的能源转型,以非化石能源为主的电能将成为一次能源主体,一次能源消费中电气化率达到100%,终端能源消费中氢能达到30%,完成净零排放。相比传统化石能源,可再生能源的资源规模是前者的800倍,光伏,风电,锂电池和氢能等新型能源技术将成为能源使用的主流。我们带领大家学习一些跟碳中和目标相关的知识。
什么是氢燃料电池?   虽然氢气作为燃料来源还处于起步阶段,但其前景是极其光明的。氢燃料电池背后的技术每天都在进步,它有可能替代内燃机。氢气已经用于叉车和公共汽车等特种车辆,而为消费汽车市场服务的基础设施只是时间问题。为什么氢燃料电池有如此巨大的吸引力?因为它们唯一的副产品是热和水蒸气,使得氢燃料电池成为真正的零排放机车技术。 什么是燃料电池?   燃料电池是一种通过化学反应将燃料(氢)转化为电能而产生电能的装置。虽然燃料电池和电池都被认为是电化学电池,并且由相似的结构组成,但燃料电池需要连续的燃料和氧气来源来运行;这与内燃机需要连续的汽油或柴油流动相似。

 
它是如何工作的?燃料电池需要三个主要成分来产生化学反应:阳极、阴极和电解液。首先,氢燃料通过流场流向阳极。

 
   氢原子被电离(去掉电子),现在只带正电荷。然后,氧气进入燃料电池的阴极,在那里它与从电路返回的电子和离子化的氢原子结合。 接下来,氧原子吸收电子后,通过电解质与氢离子结合。氧和离子化氢的结合是化学反应的基础。聚合物电解质膜允许适当的离子在阳极和阴极之间通过。如果电解液可以自由控制所有电子或离子的自由通过,就会破坏化学反应。在这个过程的最后,带正电荷的氢原子与氧反应,形成水和热,同时产生电荷。在燃料市场,有许多不同的应用,有不同的功率要求。为了提供足够的动力,单个燃料电池可以组装在一起形成一个堆栈。可以调整燃料电池堆的大小,以使其适合应用所需的能量。

 
燃料电池在哪里使用? 燃料电池既可用于固定动力也可用于动力:汽车、卡车、公共汽车和休闲车;物料搬运设备;用作大数据中心或商业、工业和住宅建筑物的主要电源; 为关键计算机和通信网络提供备用电源;现场发电等。
风力发电

      风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源,很早就被人们利用,主要是通过风车来抽水、磨面等,人们感兴趣的是如何利用风来发电。

把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。

风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和塔筒三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由若干只叶片组成。当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划,未来15年,全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算,根据《风能世界》杂志发布,未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。单纯的风力发电或者光伏发电可能都达不到实际的用电需求,这个时候,风光互补发电模式就诞生了。风光互补是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电,构成分布式电源。
使用风力发电机,就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电,其节约的程度是明显的,一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而风力发电机比几年前的性能有很大改进,以前只是在少数边远地区使用,风力发电机接一个15W的灯泡直接用电,一明一暗并会经常损坏灯泡。而由于技术进步,采用先进的充电器、逆变器,风力发电成为有一定科技含量的小系统,并能在一定条件下代替正常的市电。
风电发展,其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于:能力每增加一倍,成本就下降15%,近几年世界风电增长一直保持在30%以上。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化,风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。风力发电应用原理不得不提一下家用太阳能光伏系统
     家用发电系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能,通过太阳能充放电控制器给负载供电,同时给蓄电池组充电;在无光照时,通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电,同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电,通过独立逆变器逆变成交流电,给交流负载供电。家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流家用太阳能光伏发电案例,这是未来零碳建筑的主流   据了解,习近平主席在2020年9月和12月两次表态,定下了中国二氧化碳排放2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和,以及2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%、风电、太阳能发电装机达到12亿千瓦以上的新目标。当前我国风电总装机容量在2-4亿kw,从现在其到2030年,我们还需要完成近两倍的风光发电系统目标,这个产值是很高的,市场需求相当可观!   希望今天的知识对大家有帮助。
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