海洋能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能 波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源 波浪能具有能量密度高，分布面广等优点 波浪发电是波浪能利用的主要方式 波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制
氢等
海洋能
温差能资源非常丰富 海洋温差能主要来自太阳 海洋温差能发电主要采用开式和闭式两种循环系
桨叶
离合器
发电机
制动机 支撑塔
加速机 控制箱
尾舵
螺旋桨型风力发电机结构示意图
风力发电机的原理
风扫过风轮时，产生的气流受风轮叶片头部 的影响发生分流，从叶片两侧绕过
叶片结构不同，致使两侧周界长度不一致 叶片两侧所受压力大小不同
风力发电供电系统
风力发电
含整流器的风 机控制器
直 流 屏
风力发电机 假负载
pn结位于和光伏电池受光表面平行的平面内
上电极（负极）采用栅状结构
受光面上，还蒸发或溅射了一层很薄的一氧化硅SiO膜
pn结在光照射下会产生电动势，这种效应叫做光生伏特效应
p型区
pn结
n型区
P （+）
N （-）
空间电荷区 势垒电场
空穴 电子
光子 光生电动势
光伏电池的种类
光伏电池的种类很多，有肖特基结光伏电池、异质 结光伏电池等。目前，因材料、工艺等一系列问题， 实际生产并有应用前景的只有硅光伏电池、砷化镓 光伏电池、碲化镉薄膜光伏电池和铜铟镓硒薄膜光 伏电池等少数几种
储能装置
直流负载
交流
联网装置
交流负载
交流
电
力
系
统
控
制
电
装 置
网
海洋能
狭义的水能是指河流水能 海洋能指依附在海水中的可再生能源 潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮
的引力作用而传递给海洋的 潮汐是潮波运动引起的海水垂直升降，潮流是潮
波运动引起的海水水平流动 广义地讲，潮汐能也是
A1
电路
A2
太阳 电池 阵列
充电
V1
管理
电路
负
V2
载
V3
储能装置
光伏电池交流供电系统
太 阳
交流开关
电 池
逆变器
滤波器
阵
列
储
能 装
驱动电路
置
驱动电路
驱动电路
控制电路
市 电
交 流 开 关
负 载
光伏电池直—交混合供电系统
控制装置
太 阳 电 池 阵 列
串 并 联 切 换
直流
直-交 逆变器
风力发电机由室外和室内两部分组成 室外部分一般由塔架、风轮、变速器、发电机和尾翼
构成 室内部分有风力发电机控制器和假负载等
风力发电机的构成
双叶式
三叶式
“S”形叶片式 “S”形多叶片式
戴瑞斯式
典型样式的风轮
风力发电机的原理
以翼式风轮机为核心部件的风力发电机组又称为螺旋桨型风 力发电机或风车式发电机
统
盐差能
海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间 的化学电位差能
主要存在与河海交接处 主要利用形式是发电 渗透压式方案最受重视
核能
原子能 裂变能 聚变能 重水堆核电站 沸水堆核电站 压水堆核电站 气冷堆核电站 快堆核电站
新能源发电技术
能源
能否从自然界直接获取 一次能源 二次能源
原材料能否再生 可再生能源 不可再生能源
技术状况 常规能源 新能源
对环境的影响 清洁能源 非清洁能源
风能
由地球表面空气流动所产生一种能量，空气 流具有的动能
太阳辐射导致各地气压存在差异
风能利用状况
清洁的可再生能源 蕴量巨大 东南沿海地 无污染物排放、用之不竭、基建周期短、装机规
太阳能
太阳能的热利用是通过集热器进行光热转化的 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 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
光伏电池的原理
太阳光
栅状上电极 （负极）
防反射膜 p型层 pn结 n型层
下电极（正极）
上电极引线
下电极引线
硅光伏电池的结构
光伏电池的原理
模灵活 产生噪声和视觉污染、影响鸟类、需要占用大片
土地、发电能力不稳定不可控
风能利用状况
50.000
6.282 6.859
8.114 8.386
11.331 15.111 19.808 26.972 38,312 44.000
45.000
40.000
35.000
30.000
25.000
20.000
元素
光伏电池的组装方式
平板式 聚光式
光伏电池的等效电路
RS
Id IL
Ish
I
Vj C Rsh
Uo RL
pn结光伏电池等效电路
光伏电池供电系统
光伏电池必须配以储能设备才能完成随时供电的 任务
光伏电池与蓄电池组成的直流供电系统，按硅光 伏电池组件形式可分为平板式和聚光式两种
根据负载的不同主要有三种供电系统
碲化镉薄膜光伏电池
两种结构：将碲化镉粉末压制成片状电池；通过蒸发 或喷涂制成薄膜电池
具有可绕性、携带包装方便、能量与重量比大、工艺 简单、成本低等优点
生产成本低 和太阳的光谱最一致 但是镉会污染环境
铜铟镓硒薄膜光伏电池
具有多层膜结构 转换效率高、生产工艺简单、生产成本低、污染
小、无光衰、弱光性能好 材料来源存在问题，因为铟和硒都是比较稀有的
蓄电池组
单纯的独立风力发电供电系统方框图
用电设备 DC/DC变换
风力发电供电系统
风力发电机 含整流器的风机控制器 风力发电机假负载 储能装置 配电装置
太阳能
太阳内部连续不断地发生核聚变反应产生的能量 太阳每秒钟照射到地球上的能量大概相当于500万吨煤 地球上最根本的能源 无枯竭风险 绝对清洁，不产生噪声和排放有毒有害物质 几乎不受资源分布的限制 可在用电地就近发电 能源质量高 照射的能量分布密度小 气象条件影响较大
硅光伏电池
单晶硅、多晶硅、非晶硅都可以用于制作光伏电池 单晶硅光伏电池是目前开发较早、转换率最高和产
量较大的一种光伏电池 为了降低价格，可采用廉价的多晶硅或非晶硅制作
硅光伏电池
砷化镓化合物薄膜光伏电池
砷化镓的光吸收系数很大，因此是制造薄膜光伏电 池较理想的材料
砷化镓光伏电池的抗辐射能力很强 砷化镓光伏电池的工作温度较高
15.000
10.000
5.000
0
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2001-2010全球风电新增装机量（单位：GW）
风力发电机的构成
把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力 动能
风力发电装置是指利用风能推动风轮旋转，带动发电 机发电的风车式发电机