结课论文
题  目： 前沿讲座结课论文
学生姓名批量重命名： 王丹丹
学  院： 能动学院
班  杨臣刚级： 能环11-4班
学  号： 201130307036
中国著名科学家
柏芝不照雅照片全集指导教师： 贾相如
                               
              2013年 12 月 28日
      前沿讲座心得及总结
通过为期六个星期的前沿讲座课程的学习，我对于我所学习的能源与环境系统工程这个专业有了一个更为深刻的认识和了解。起初对于专业的认识仅仅限于对它字面意思的理解，以及知道毕业以后的就业方向是电厂。然而通过老师对一些专业方面的知识的介绍，使我们不再对于所学专业有那么片面的认识了。同时，也给很多打算进一步深造的考研的同学提供了一些参考。
在前沿讲座的整个课程中，我们接触的方面有以下这几类：煤炭资源的利用、可再生能源的发展和利用、节能管理和新能源技术以及环境的问题等。
首先，我们了解到的是煤炭资源方面的知识，包括洁净煤技术和煤层气合成二甲醚俩个课
题。煤炭是可靠的、廉价的、可以洁净利用的能源。各国能源结构取决于资源、经济、科技发展等综合因素。煤炭资源丰富的发展中国家往往以煤为主；然而能源相对短缺是伴随我国经济社会发展整个过程的长期问题，我国现行落后的煤炭消费方式是造成环境污染严重的重要原因；要想改变我国目前能源结构中煤的生产和消费比重过高的状况，优化能源结构已势在必行。发展洁净煤技术，推动实现产业化是当前适合国情的能源结构优化措施。调整能源结构，发展洁净能源，推动洁净煤技术产业化建设。
发展洁净煤技术，减少污染物排放，提高煤炭利用效率是我国，也是世界的一项重要的战略任务。洁净煤技术作为节能减排和发展低碳经济的重要抓手，对转变经济发展方式、提升中国产业科技水平、增强核心技术竞争能力的作用愈显重要。洁净煤技术在过去10年取得了飞速的发展，一批具有自主知识产权的技术取得突破，打破了发达国家的长期技术垄断，并在发展中占得先机。提出洁净煤技术长远发展定位一是煤炭高效低碳化利用，二是在煤、油、气三种能源中承担平衡能源品种的重要责任，通过煤化工转化，生产油、气等洁净能源。
我们大家都知道煤炭资源属于不可再生能源，因此我们不能一味的去索取。这样一来，我
们必须到一些可以替代煤炭资源的能源供我们开发和利用。这种能源就是可再生能源，可再生能源主要是以大自然存在的能源为主。例如，太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐能等。而我们专业主要研究的太阳能、水能和风能。
我们寻新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是太阳能。
就我所学的专业而言，主要研究的可再生能源有太阳能、风能和水能这三大类。他们不仅在自然界中的含量丰富，而且便于取得。并且这三大类能源都可以用来发电，利用起来不会产生大的环境问题，是新型的清洁能源。
太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。太阳能是由内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。
在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。
利用太阳能发电的方式有多种。现已实用的主要有以下两种方式。
1、光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。这种方式简单易行，成本低廉回报大，适合在中国大面积推广。
2、光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。可惜这种发电方式效率只有10%，其成本大于寿命，没有任何经济价值。在制造太阳能电池的过程中，往往会产生二次污染。
太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。
太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。
太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。
太阳能发电主要分为太阳能光伏发电和太阳能热能发电两种，2011年全球新增太阳能发电装机容量约2800万千瓦。累计装机容量达6900万千瓦，当年全球太阳能产值为930亿美元。欧盟在太阳能发电方面居于领先地位，但美国和中国的发展势头迅猛。今 年3月美国太阳能产业协会和GTM市场调研公司共同发布的报告预计，到2016叶倩文资料年美国占全球太阳能板市场的份额将由2011年7%提升至15%。届时，美国与中国可能将成为全球两大领先的太阳能市场。
太阳能光伏发电是利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。
从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。
要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同的电网联网。
虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且
它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。
风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源（包括水能，生物能等）。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有 94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。
随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着
技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争
我国风电发展中存在一些问题(1)风能资源情况不清，目前我国风力资源评估主要铡用离地10 nl高的测风资料，获得的风能资源不能完全满足风电场的需求。有必要进一步开展风能资源的调查与评估，并开展风电场电餐短期预报和风电场安全气象保瘴殿务系统的研究，对保证风电视组安全运行和提高供电质量都是十分必要的。(2)风电产业链不完整我国风力产业链还没有宠全形成，风能缎务体系很不健全，投资商投资的重点在风电机组制造和风电场建设方面，而对设计、咨询、运输、安装、维护、监测、认证等技术服务行业还没有完全形成系统口引，影响风能产业的规模。(3)风电价格应理顺风电特许权招标工作对迅速实现风电建设规模化和风电设备网产化起到了巨大的推动作用，但项目少，竞争激烈，导致电价过低，近几年来，网家组织的风电招标电价与地方批准项目的电价，每kW•h大体上相差0。l元左右。国家核准项目的电价，电价政策不一致，电价信号混乱。在风电发展起步阶段，适当的价格优惠对吸引风电投资者是必要的。(5)电网规划薄弱，风能开发离不开电网扩张，输电设备升级方面的投资。必须要解决风电机组并网以及风电机组与电网之间的互相影响问题，风电场一般都远离城市，没有大的输电线路经过，对于大等级电场，必须有高电压等级的输电线路保证输电。
风力发电技术是涉及空气动力学、机械传动、电机、电力电子、自动控制、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。风力发电技术经过几十年的发展，虽然在提高机组容量、改进功率调节方式、变速运行获取最大风能、发电机和电力电子装置的研制等方面获得了巨大发展，但是仍然存在许多需要解决和完善的技术问题，包括风电质量、机械结构、空气动力学、机组控制技术和风电场建设等。这些技术的成熟和完善，以及风电场运行管理水平的进一步提高，必然会给风力发电带来更好的效益。
由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。
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)、发电机和铁塔三部分。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。
风能资源很大程度上受地形影响，而在我们内蒙古风能资源是相对比较集中的。
水能是一种可再生能源，水能主要用于水力发电。水力发电将水的势能和动能转换成电能。以水力发电的工厂称为水力发电厂，简称水电厂，又称水电站。水力发电的优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。容易被地形、气候等多方面的因素所影响，国家还在研究如何更好的利用水能。汲
水能是一种可再生能源，是清洁能源，是绿能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。节能、环保、高效机组已成为发电设备产品的发展方向，作为水力发电设备重要组成部分的水轮机，未来也将朝着大功率和高参数方向发展。大型混流式水电机的国产化还带动了我国贯流式水轮机和冲击式水轮机的技术进步，我国水轮机制造业在国际市场上的地位不断提高。