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分布式发电技术
一、分布式发电定义
分布式发电是由美国在公共事业管理政策法中公布并正式推广的,其定义为:一、不同于传统集中发电模式,为满足特定用户和配电网络运行的需要,以集散方式分布在用户附近,发电功率为数千瓦至数十兆瓦的小型模块式发电系统。二、不论发电系统规模大小和一次能源的类型,任何安装在用户附近的发电设施。简而言之,分布式发电是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施,经济、高效、可靠地发电。
二、分布式发电技术种类
(一)燃料电池发电技术
燃料电池是一种在等温状态下,直接将存储在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的元器件。燃料电池的阴极和阳极由电解质隔开,在工作时,不需要燃烧,只需要将燃料和空气中的氧气分别送入阳极和阴极,从而发生电化学反应,在电解质的作用下,氢氧离子定向移动,产生电位差在外电路中形成电流,从而发出低压直流电。燃料电池在发电过程中,副产品仅为热水和少量二氧化碳等。
燃料电池按电解质分主要包括磷酸燃料电池、碱性燃烧电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池。其中磷酸燃料电池最接近于商业化,熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池被推荐应用于电力系统发电。燃料电池发电厂主要由三部分组成:燃料处理部分、电池反应堆部分、电力电子换流控制部分。
燃料电池具有以下优点:(1)清洁无污染。发电过程中的排放物对环境影响几乎不计。由于无旋转机械部分,因而没有噪声污染。(2)发电效率高。通过热电联产或联合循环综合利用热能,燃料电池的发电效率几乎是传统发电厂发电效率的2倍。(3)适应负荷变化的能力强。(4)安装周期短、安装位置灵活,占地少、检修维护容易。
(二)微型燃气轮机发电技术
微型燃气轮机是目前最成熟、最有商业竞争力的分布式发电设备。它是以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的功率范围在20-500kW的小型燃气轮机。基本技术特征是采用径流式叶轮机械(向心式透平和离心式压气机)以及回热循环。微型燃气轮机发电机组由微型燃气轮机、发电机和数字电力控制器等部分组成。为了提高燃料的利用效率,在分布式发电系统中, 微型燃气轮机除了为用户供电外,还同时为用户供热,构成“热电并用系统”。微型燃气轮机具有五方面的优点:(1)体积小、重量轻。(2)电力市场中建造和运行成本极据竞争力。(3)发电效率较高,污染少。(4)高可靠、长寿命、低噪声、多燃料、低油耗。(5)运行和维护简单。
(三)太阳能光伏电池发电技术
太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。太阳能光伏发电的能量转换器件是光伏电池。-(硼和磷)产生具有不同电气性质的两层,在PN结掺杂了磷原子的负硅片和掺杂了硼原子的正硅片之间建立起电场。光入射到太阳电池上,光子中的能量产生自由电荷载体被电场分开,外接线路上产生电压,接入负载后有电流流过。太阳能光伏电池发电的原理是利用半导体的光生伏打效应。通过这一方式太阳光能直接变成了可用的电能。太阳能光伏发电是由电池组成方阵进行发电,方阵在室外工作,其输出功率和效率严重地受温度和太阳照度的影响。通风良好可降低组件的工作温度而提高方阵功率的输出。太阳能光伏发电系统可分为独立型和并