能源技术论文范文

能源技术论文范文第1篇

目前，随着我国各城市不断推进“智慧城市”建设，对于建筑能源的管理已经从原来的单个建筑的管理发展到面向整个城市建筑的能源综合性管理。目前，不管是城市的有关管理部门还是能量使用单位，都需要建立有效的建筑能源管理体系，在对建筑能源消耗监测的基础上进行能源的审计，最终实现建筑的节能。

2物联网技术

物联网，简单的理解就是物与物之间相连的网络。物联网是信息技术和工业化时展的产物。物联网技术主要由传感技术、控制技术和信息通信技术融合而成，能够借助互联网将生活中的一切物品的识别、定位、远程控制和管理等通过专用的传感器设备进行互联互通。物联网技术是对互联网的一种拓展和延伸，是一种在21世纪全面互联互通的智能化网络。在如今，由于不断有各种不同领域的物联网解决方案的形成，促进了物联网技术的发展。在智能建筑的能源管理中，应用物联网技术之后，进一步提升了建筑的能源管理能力，节约了更多的能源资源。

3智能建筑能源管理系统与物联网的融合

智能建筑作为信息技术在建筑领域广泛应用而产生的一种新型产物，主要是以建筑物为平台，依靠相关的建筑设备和对象，借助智能化的技术，为人们提供一种全方位的舒适的建筑环境，体现了建筑的安全性、高效性、节能性和环保性。时代的发展，对于建筑智能化集成管理就必须对建筑的能源进行管理，将各种系统进行综合、协调和控制，实现对建筑的统一管理，提升建筑内整体的能耗水平的下降。在智能建筑中，能源管理系统的结构主要为三层结构，分别为现场层、网络层和管理层。在现场层中，主要包含的是现场采用的各种设备，如传感器、智能仪表等。在现场层中，通信一般采用的是现场总线标准。网络层则是现场层与管理层之间进行有效通信的桥梁，实现设备的采集指令的发送和采集信息的传送功能。管理层则主要是实现对现场设备统一的监视、控制和管理，并将现场采集到的各种信息数据进行保存，此外，还具备报警功能。智能建筑能源管理系统的三层结构，对于实现智能建筑能源管理系统与物联网的融合奠定基础。现场层能够采用物联网技术所需的各种智能化设备。网络层能够实现不同方式的通信，满足物联网的远程监控和管理需求。管理层能够有效采用物联网技术中的云计算技术进行数据的处理。在物联网技术与智能建筑能源管理系统进行良好融合的过程中，一方面需要对当前智能建筑能源管理系统进行分析然后采取措施进行完善，另一方面需要将完善后的智能建筑能源管理系统接入到物联网平台，这样才能有效发挥出物联网技术的优势，实现智能建筑能源管理系统与物联网技术的融合。

4物联网技术在智能建筑能源管理系统中的有效运用实例

物联网技术作为当前最新型的技术，在智能建筑的能源管理系统中，目前已经得到了较为广泛的应用。从前文论述可知，物联网技术能够与能源管理系统的三层结构进行有效的融合，在实践过程中，也验证了上述说法。本文以某小区的能源管理系统为例，分析物联网技术在智能建筑能源管理系统中的有效运用。

4.1能源管理应用方案架构

某科技园区的能源管理应用方案进行分析。其能源管理系统的架构图如图1所示。

4.2能源管理系统功能

在此能源管理系统中，能够按照三层架构模式进行设计，实现了如下几个方面的工作。（1）能够对建筑物内的各分项能耗进行计量，例如对水、电、煤气、温度、湿度、冷热流量等信息的采集。（2）对建筑能耗进行公示。在数据采集之后，一方面将数据传入能源管理系统供有关人员分析并提出合理的节能措施，另一方面，能够将相关信息借助显示屏显示，方便唤起公众对建筑能耗的关注。（3）对建筑的环境以及重点的设备进行监控。引入相关的传感器设备，实现对建筑内的给排水、空调、照明、电梯等系统的运行进行监控，方便远程进行节能诊断。（4）便于进行能耗审计。（5）对节能效果进行评估分析并远程控制有关设备的运行状况。

4.3应用效果

能源技术论文范文第2篇

“能源互联网”的需求推动力源于能源供需矛盾和新型可再生能源的出现。其追求的目标是充分利用新技术优势，对不同的供能环节进行整体优化，形成一体化的社会综合能源供用体系，即“能源互联”系统，通过对能源的产生、传输、分配、转换、存储、消费等环节进行整体协调控制，通过整体优化提高能源的利用效率，并通过不同能源间的“替代和转化”提高可再生能源应用比例。电能的方便传输和易于使用的特点使其在能源整体化应用中，将扮演纽带作用。能源互联网的需求推动作用可以归结为以下2个方面。（1）供需互动的需求。在电力系统中，分布式电源、三联供机组、电动汽车、储能装置、可控负荷、智能建筑大量出现，电网内将出现越来越多的“发用电联合体”（Prosumer）。它们的出现使能量的流动方向由单向向“双向互动、互联”转换，相对传统负荷它们具有更多的智能特性，不但可以受控，而且可以主动提供能量，在能源整体控制过程中可以作为局部的“虚拟发电厂”参与能源调度控制。信息化的进步和“智能负荷”以及“发用电联合体”的出现也给负荷主动参与提高能源整体使用效率提供了新手段，新型负荷的互动控制和主动供电能力，可以减小和补充系统备用，提高能源系统整体效率。（2）能源间的替代转化需求。社会对能源的需求是多样的，除用电需求外还有供热、制冷等需求，这些不同能源需求的变化会影响能源的供应平衡。各种新能源技术的发展，能源供应种类向多样性发展（电、天然气、风能、生物质能等绿色可再生能源）。“多种能源”在满足“不同能源需求”过程中，将会出现不同种类能源间的替代与转化需求。以风电为代表的可再生能源在国内发展迅速，但是，由于当前技术条件限制，风电在用电低谷及供暖季节存在较突出风电发用矛盾，弃风现象时有发生，一方面负荷需求旺盛，另一方面可再生能源却无处消纳。通过能源间的替代和转化可以实现不同种类能源负荷需求和供应间的联产、联供，从而使可再生能源如替换常规电能一样在其他能源供应领域发挥更大的作用，形成能源领域的“互联”和整体优化。这种能源互联系统可以综合考虑能源供给成本及其特性，在满足能源需求的前提下，优化能源供给，满足使用成本或者污染排放最低等优化目标。信息技术的进步，互联网改变了当代社会人们的生活方式。电力及能源领域信息化程度的提高，也为能源跨领域的集约化供给提供了契机。不同能源领域以及用户信息的互联互通，能够更加便捷地了解当前能源的供给与消费情况。发挥能源间互补优势、充分利用可控负荷资源，对能源供应与消费体系进行整体优化，可以改善能源供用结构、推进能源使用效率整体提高。

2能源互联网技术框架分析

2.1能源互联网构成

构建“能源互联网”的主要目的是优化能源结构（更多应用新能源）、提高能源效率（发挥不同能源优势和新型负荷的技术优势），从而改善用户体验。优化能源互联网资源，首先需要确认能源互联网构成要素，界定优化范围。根据文献[1]和[2]描述，结合智能电网研究成果，图1描述了能源互联网总体构成：电、供热及供冷等形式的能源输入通过与信息等支撑系统有机融合，构成协同工作的现代“综合能源供给系统”。该系统内多种能源（化石能源、可再生能源）通过电、冷、热和储能等形式之间的协调调度供给，达到能源高效利用、满足用户多种能源应用需求、提高社会供能可靠性和安全性等目的；同时，通过多种能源系统的整体协调，还有助于消除能源供应瓶颈，提高各能源设备利用效率。不同能源对环境的影响不同，传统能源供应体系中，特定能源已经形成了相对稳定的消费市场，比如石油主要用于交通、化工、发电等行业；天然气则主要于日常生活、供热、发电、交通等领域。可再生能源目前几乎全部用来发电。一次能源长期以来形成了自身的产业链条，不同种类能源间互相补充空间有限。但是，电能可以充当不同能源间的桥梁。目前可再生能源绝大部分转化为电能。如果通过电能用绿色可再生能源替换其他高污染一次能源，可以提高能源消费的整体环境友好程度。要实现这种能源的优化供给需要具备几个条件：①要具备不同种类能源间的（供求关系等）信息互通；②要具备能源输出互相替代的必要技术手段，即通过电能能够满足被替代能源消费主体的需求；③要能够给能源消费者清晰、及时的引导信号，吸引能源消费主体参与能源消费优化配置。具备以上条件，配合必要的技术手段，最终实现社会能源的整体优化利用。实现这一目标可以通过技术手段构建“能源互联网”。

2.2能源互联网技术框架

为了达到上述整体优化目标，在明确能源“互联”范围基础上，需要进一步研究合理的能源互联网技术框架，应用先进技术发挥多种能源与用户互联、互动的整体优势。这种能源互联网技术框架设计的唯一目的是发挥技术优势，从技术角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市场和技术条件限制的前提下，设计满足上述条件的能源互联网技术框架模型，如图2所示。图2所示“能源互联网技术框架”包括“市场环境”、“能源供给、转化和消费”、“信息支持”以及“调度控制”4个部分。市场环境包括能源供给侧市场和能源需求侧市场。其中，能源供给侧市场负责不同种类能源的市场价格信号，调节市场能源供应结构（可以在这个环节使用价格信号或补贴鼓励使用清洁能源，减小环境污染）；能源需求侧市场负责吸引可控负荷和具有反向送电（或其他能源形式）的“发用电联合体”参与需求侧调度控制的价格或其他激励信号，以鼓励负荷参与需求侧响应。能源供给、转化及消费是能源互联网中的能源流，也是整个技术框架的最终优化协调对象。多种能源发出的电、热、冷等能量形式通过输电电网、管网或者运输通道最终抵达用户侧，满足用户的用能需求。能源互联网框架在以上基础上，加强了对分布式电源和微电网的支持，同时应用各种储能以及电转化为气体等技术，结合信息共享和多种能源的成本对比，以电能为中心实现有目标（优化或降低污染、提高清洁能源比例等）的多种能源间的替代和转换。消费环节除了包括传统用户还增加了智能可控用户以及可以反向供能的发用电联合体等。信息共享支持是整个技术框架中的信息流。“高速、可靠和安全”的未来信息网络技术是实现能源互联网技术框架下大量数据采集、传输、分析再到优化计算的基础条件。在信息技术支持下，为保障整个能源框架的安全优化运行，需要设置必要的运营管理机构，对能源进行集中调度管理，这种调度管理可以采用与外部市场环境相适应的商业运营模式并根据能源管理范围进行分级设计。同时针对用户侧可控负荷和具有发电及其他供能（供热、制冷等）能力的“发用电联合体”在自愿的前提下可以直接参与或通过“负荷调度控制”，应用“虚拟发电厂”技术参与能源互联网的调度控制。这种基于信息共享的通过能源整体调度控制实现能源的整体优化利用是能源互联网技术框架的核心内容。

2.3能源互联网优化控制概念模型

在上述能源互联网技术框架内能源消费有如下特性。（1）能源供应能够“互联”。能源互联网技术框架下不同能源间可以相互支持以及一定程度上的替代转换。这种互联可以通过控制系统实现面向用户最终需求的“应用转化”，也可以直接通过能源间的转换与替代实现。（2）能源互联后不影响用户的使用。方便用户安全高效使用，原来互相割裂的能源供应“互联”后应提升用户体验，不影响用户的正常使用。（3）能源互联后能够优化。能源互联网技术框架下的能源供应应该比“互联”之前有更高的效率。可见，能源互联网是一个以对能源进行整体优化为目标的复杂能源供用系统，为了实现整体优化的目的，需要建立相应的优化模型。综上所述，不同种类能源消费行为的成本是变动的，同时，不同种类能源供应对环境的影响不同。再考虑到新型负荷的可控性，建立如下能源互联网优化模型。以上模型的物理意义是在满足能源总供给与需求之间平衡和能源与供给消费约束的前提下，追求能源供应总成本最低或者污染排放最小等优化目标。能源互联网的优化模型根据不同市场运营规则细节上将有所不同，这里讨论的优化模型是对能源互联网技术框架的一种目的性描述，求解该模型需要确定不同能源的成本函数和其他约束条件，这些约束条件与具体的能源互联网运营规则和物理环境密切相关。

3能源互联网研究现状

上述“能源互联网”技术框架是对未来能源整体供用体系的概念性设想，关于未来的能源发展，国内外普遍开展了基于先进信息通信技术的包含能源互动思想（包含能源间的转化和替代）的相关研究。除了文献[1]中关于“能源互联网”的设想外，美国各大研究机构和高校都在进行相关研究。在用户互动方面，美国在需求侧响应方面已经进入实际应用阶段，电网中出现了专职的“调荷服务商”用于为电网提供负荷调度服务；能源的互联与转换方面，美国发电公司长期根据市场需要选择出售天然气与电力的比例。欧盟也在开展“智能能源的未来网络”（FINSENY）项目，研究将能源与信息的整合，汇集了能源和ICT（信息通信技术）行业的关键技术以确定智能能源系统对ICT的要求，从而提供创新性的能源解决方案以优化能源传输，改变人们的能源消费方式，减少CO2的排放，改善生活环境[3]。日本则在微网及分布式电源基础上致力于研究冠名为“电力路由器”的电能控制技术及相关装备[4]。在国内，关于未来能源供应技术的研究一直受到高度重视，国家电网公司明确“能源互联网”是未来的智能电网，智能电网是承载第三次工业革命的基础平台，对第三次工业革命具有全局性的推动作用。目前，国家电网公司已积极开展、部署相关研究工作。北京市科委组织了“第三次工业革命”和“能源互联网”专家研讨会，并启动了相关软课题研究，以期形成详细的能源互联网调研报告和路线图。中国能源发展目前面临总量供应（石油、天然气对外依存度高）、资源配置（能源与生产力分布不均衡）、能源效率（大量煤炭直接燃烧，整体能效偏低）、生态环境（土壤、水质、大气污染）四大问题。针对以上问题，可以采用增加清洁能源发电比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互联网技术框架统一配置能源资源，从能源供给和使用2个方面进行整体优化，基于信息共享建立必要的市场调节机制，优化引导能源的开发和使用，最终实现增加清洁能源发电比例、提高能源效率，以电能为中心统一优化配置能源资源；使能源发展方式由消耗型向可持续、可再生和更环保的发展轨迹过渡；实现能源供应安全、清洁、环保与友好地发展[5-11]。

4结语

能源技术论文范文第3篇

论文摘要： 本文讲述了太阳能发电系统的结构和工作原理。太阳能发电系统在广大无电地区或供电严重不足地区应用，可有效地解决居民照明及生活用电的困难。文中提出充分利用太阳能，研究开发推广节能型的绿色光源，是实现建筑绿色照明，实施国家"绿色照明工程"的重要措施。 关键字： 太阳能 发电 绿色 照明一体化 太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。 1 太阳能发电原理 太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。 1.1 太阳能电源系统 太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。 (1) 电池单元： 由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。 若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有"光生电流"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。 理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。 (2) 电能储存单元： 太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。 1.2 控制器 控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。 1.3 DC-AC逆变器 逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流 电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照 明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。 2 太阳能发电系统的效率 在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。几种太阳能电池的转换效率见表1。

能源技术论文范文第4篇

摘要 本文在引用建筑能耗、能源现状、CO2排放等统计数据的基础上，论述了太阳能建筑的概念，提出了太阳能建筑发展的制约因素、技术途径和策略。论文关键词：太阳能建筑 技术途径 策略 1 建筑能耗 根据我国的统计要求，建筑能耗一般指建筑使用能耗，即建筑物在使用过程中所消耗的能源，包括照明、电器，采暖、制冷、设施、热水、炊事等。2000年的统计结果表明，尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家，但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27.8%，接近发达国家（1/3左右）的水平，采暖和空调为主的建筑能耗已占10%以上。最新报道显示，我国终端能源消耗总量已经位于世界第二。 2 能源现状 根据美国、日本和Shell、BP等公司预测，世界化石燃料生产和消耗峰值在2020～2030年之间。我国人口众多，人均能源资源占有量低于世界人均值，而且能源经济可开发剩余采储量的资源保证程度仅为129.7年。 3. CO2减排压力 有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的CO2约占全球排放总量的1/3。其中，住宅约占2/3，公共建筑占1/3。 对未来CO2排放的预计是，如果不采取措施，50年后，大气中的CO2含量是现在的3.5倍，如果积极采取各种清洁能源替代技术，在25年内就可以看到明显效果，在50年内可把CO2的含量降低到目前的水平。 对可再生能源减排潜力的系统研究表明，太阳能光热光伏应用和太阳能建筑对于CO2减排的贡献，从2010到2030年时，可达到1-5~15-30 TtC/yr。 我国具有丰富的太阳能资源，年日照时数在2200小时以上地区约占国土面积的2/3以上。对太阳能应用的预测结果为，在正常发展和生态驱动发展两种模式下，2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和 10%。 其对我国未来CO2减排的潜力估计是，到2010年以后，太阳能利用对减排开始有较明显作用，2020年以后开始有较显著作用。 4 太阳能建筑 定义：综合考虑社会进步、技术发展和经济能力等因素，在建筑物的策划、建造、设计、使用、维护以及改造等活动中，充分利用太阳能的建筑统称为太阳能建筑。我国太阳能建筑领域中技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的是家用太阳能热水器（系统），其次是被动式采暖太阳房。 我国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。包括太阳能光热、光伏设备设施厂家在内，各地政府、研究机构、设计院以及开发企业等在不同层面、不同区域、不同建筑上做了大量细致的研究、开发、设计、建设工作。正是在这些工作基础上，中国太阳能学会决定增设太阳能建筑专业委员会。其作用是以满足建筑对清洁能源的需求为宗旨，在可持续发展框架下，为太阳能在建筑中的应用，构架学术和技术交流平台，促进两个行业的技术进步。 5太阳能建筑的技术途径 太阳能建筑的应用领域包括建筑物的使用功能以及业主对于安全、便利、舒适、健康的环境需求。 太阳能建筑的技术途径包括了被动应用、主动应用和综合应用等多种途径。如从保温隔热材料的开发、自然采光通风功能的实现、太阳能光热光伏技术的应用到遮阳、光影和舒适环境的创造，全方位地综合应用太阳能资源。就目前发展最快的太阳能光热利用而言，也将包括低温利用、中温利用和高温利用等多层次能源效率利用形式；而太阳能光伏利用也将在太阳能建筑一体化上表现出更为广阔的发展前景。 6 制约太阳能建筑发展的因素 尽管国家和行业主管部门已经出台了一系列法规、标准，如节约能源法、民用建筑节能管理规定、不同地区的节能设计标准等，除成本、技术、市场等制约因素外，管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等都是制约太阳能建筑发展的相关因素。 当前，太阳能建筑的理念推广比具体某项技术或产品

能源技术论文范文第5篇

分布式能源技术是中国可持续发展的必须选择。中国人口众多，自身资源有限，按照目前的能源利用方式，依靠自己的能源是绝对不可能支撑13亿人的“全面小康”，使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约，而且也使世界的发展面临一系列新的问题和矛盾。中国必须立足于现有能源资源，全力提高资源利用效率，扩大资源的综合利用范围，而分布式能源无疑是解决问题的关键技术。

今年以来，美国和加拿大、英国、澳大利亚、丹麦和瑞典、意大利等国的相继发生的大停电事故，深刻说明传统能源供应形式存在着严重的技术缺陷，随着时代的发展，特别是信息社会的发展，已经不可能继续支撑人类文明的发展进程，必须加快信息时代的新型能源体系的建立，分布式能源是该体系的核心技术。

分布式能源技术的发展，为中国与世界发达国家重新回归同一起跑线创造了一个新机遇，如同手机和家电一样，它有可能使中国依据市场优势迅速占据世界领先地位。

所谓“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷（植）联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标；在管理体系上，依托智能信息化技术实现现场无人职守，通过社会化服务体系提供设计、安装、运行、维修一体化保障；各系统在低压电网和冷、热水管道上进行就近支援，互保能源供应的可靠。分布式能源实现多系统优化，将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，实现多系统能源容错，将每一系统的冗余限制在最低状态，利用效率发坏发挥到最大状态，以达到节约资金的目的。

分布式能源技术的基础科学主要在以下几个方面：

1、动力与能源转换设备；

2、一次和二次能源相关技术；

3、智能控制与群控优化技术；

4、综合系统优化技术；

5、资源深度利用技术。

动力与能源转换设备：

主要是指一些基于传统技术的完善和新技术的发展。

（1）小型燃气轮机——在小型航空涡轮发动机技术的基础上，实现地面发电和供热的联产技术。目前中国在这一技术上已经可以开发相应产品，主要的问题是需要提高设备的能源转换效率，提高可靠性，延长设备检修周期，提高设备的自动智能控制水平；

（2）微型燃气轮机——这是基于汽车发动机增压涡轮技术的延伸，关键技术在于精密铸造和烧结金属陶瓷转子，空气或磁悬浮轴承，高效回热利用技术，永磁发电技术，可控硅变频控制技术等。由于技术层次并不高，其中许多项目已经有专家在研究，只要国家真正重视，中国完全可以赶超世界先进水平；

（3）燃气内燃机——内燃机技术对于中国已经非常成熟，但是燃气内燃机的制造水平与国际先进设备还存在比较大的差距，主要是转换效率、排放控制、电子控制和设备大修周期等，此外，国外正在发展的预燃、回热、增压涡轮技术，以及电子变频等技术，都是发展的重要方向；

（4）斯特林发动机——外燃式斯特林技术中国已经有了比较大的突破，上海711所已经可以生产该技术的产品，目前主要是提高设备可靠性和发电效率，以及自动化控制水平；

（5）燃料电池——该技术有质子交换膜、固体氧化物、熔融硅酸盐和氢氧重整等多种技术方式，该技术应用极为广泛，污染极小，而且可以同燃气轮机技术整合，发电效率将可能达到80%，是未来最具有发展价值的技术；

（6）微型蒸汽轮机——蒸汽轮机是非常传统的技术，但是利用一部噪音小、振动小、运行方便可靠的小型蒸汽轮机代替热交换器，将其中一部分能量转换为价值较高的电能，或者利用蒸汽管网中较低品位的蒸汽为制冰机组提供低温冷能，可以更好地利用蒸汽中的能量；

（7）微型水轮机和微型抽水蓄能电站——小型、微型水轮机组不仅可以在任何有水位落差的地方使用，而且可以广泛利用在分布式能源项目上。利用自来水管网的水能压力，或者建筑物可能产生的落差进行发电，并在用电低谷进行抽水蓄能，新型的微型水轮发电机组将何以采用电子变频控制技术，调整电能品质；

（8）太阳能发电和太阳热发电——利用太阳能量的发电技术，关键是降低成本，同时需要研究与其他能源利用方式和载体进行整合，将太阳热发电与沼气利用整合，将光伏电池与建筑材料整合，利用光导纤维与照明技术整合等等；

（9）风能——风力发电是世界能源发展的一个重要方向，在大型风场大量利用大型风机发电将何以代替现有的火力发电系统，但是对于居住分散的用户小型高效的风力发电系统更加具有普及意义，小型风力发电系统主要需要解决的是成本、可靠性和蓄能问题；

（10）余热制冷系统——利用动力机产生的余热供热制冷是分布式热电冷三联供系统的重要环节，尤其是制冷，可以采用吸收式制冷，也可以采用吸附式，以及余热——动力转换——低温制冷等技术，这些技术均比较成熟，关键是系统的集成和提高效率，以及降低造价等问题；

（11）热泵——利用地源、水源和其他温差资源的能源利用技术，重点在于提高效率和增强于其他能源利用技术的整合能力；

（12）能量回收系统——诸如将建筑物内电梯下行、汽车制动、自来水减压等能量回收的技术以及应用设备的研发。

与分布式能源系统相关的一次和二次能源相关技术：

（1）天然气系统的优化利用，以及管道输送技术；

（2）液化天然气的生产和利用——分散化的液化天然气生产技术可以充分利用石油开采中的伴生气资源，减少温室气体排放，提高资源的综合利用率，液化天然气利用中对于冷能的有效利用可以有效节能等等，在液化天然气利用中，将产生大量的新课题；

（3）煤层气和矿井瓦斯利用，世界上可能有60%以上的矿工是死在中国的矿井里，而瓦斯爆炸是元凶之一，减少矿工死亡和提高煤层气和矿井瓦斯资源的利用有着密切关联，利用煤层气和矿井瓦斯发电等技术不仅可以挽救无数矿工的生命，还能有效减少温室气体排放，缓解全球变暖问题；

（4）可燃冰——存在于海底和高寒地区的天然气水化合物是人类未来的主要能源，它是为分布式能源系统提供燃料的重要途径；

（5）煤地下气化——中国目前有100亿吨以上的煤炭资源在开发过程中被遗弃在地下，如何利用可控地下气化技术将其变为气体燃料回收利用是中国煤炭工业的重要课题；

（6）地热——利用和开发地热资源，将地下低品位热能转换为高品位的电能或冷能是技术的关键；

（7）深层海水冷能——利用沿海深层海水的低温资源，解决沿海城市的制冷问题，并降低城市热岛效应；

（8）水能——利用水利资源，特别是小型水电设施解决农村以水代柴，保护植被；

（9）沼气——利用城市垃圾、农村废弃物资源等进行发电或热电联产，减少温室气体排放，提高资源综合利用水平；

（10）甲醇——利用煤等矿物资源生产甲醇，以代替石油。甲醇可以满足燃料电池对氢的需要；

（11）乙醇——利用植物资源生产乙醇，以代替石油和其他矿物燃料，乙醇可以作为燃料直接使用，也可以作为燃料电池的氢分离的原料；

（12）氢——对于氢的利用将决定人类的未来，如何从水中低成本地重整氢气将是技术的关键；

（13）压缩空气——利用低估电力或其他能源生产高压空气，作为汽车和其他动力设备，以及分布式能源的动力源，主要解决高增压比压缩技术、设备小型化、材料和效率等问题。

智能控制与群控优化技术：

（1）分布式能源机组和系统自身的智能化控制——解决设备“无人职守”问题，能够根据需求进行调节，自动跟踪电、热、冷负荷；

（2）分布式能源与载体的信息互动——解决分布式能源系统成为智能化建筑的一个组成部分，与建筑系统的需求进行优化整合，提高建筑的能源可靠性和节能性；

（3）分布式能源机组的联合控制——分布式能源采用模块化组合设计，需要对模块组合联合控制，根据需求变化进行智能调节，决定每一模块的运行状态和模块之间的调节优化关系；

（4）远程遥控——通过电话线、因特网、无线网络和电源线对设备进行远程监视控制，需要解决安全和协议统一等问题；

（5）群控优化——根据一个区域内各种用户对于电力、热力、制冷等需求的变化，以及燃料、气温变化趋势、蓄能量库存等等因素，优化控制各个用户的分布式能源系统，以及公共能源系统，进行多系统容错优化，减少冗余，提高各系统的安全性和需求适应性，降低造价，提高效率；

（6）智能电网技术——必须建立电网信息化管理系统，对于电网特别式近用户低压供电电网的信息化控制，流量平衡控制、网内分布式能源智能管制系统、智能保护系统等；

（7）信息化计量与结算系统——建立网络化能源系统的各种能源产品和各个用户与分布式能源设施拥有者之间、各时段间根据预约定价进行计量和结算的智能系统；

（8）自动信息系统——对于用户与临近用户能源使用状态、用户与临近用户的分布式能源系统伺服状态、以及燃料系统和公共能源供应系统的运行状态信息进行，以便智能化建筑、用户能源管理系统、分布式能源设施、储能设施、设备运行服务机构、以及燃料供应者和公共电网能够根据每一信息源所的实时信息进行状态优化调整，实现资源共享。

综合系统优化技术：

（1）多种能源系统整合优化——将各种不同的能源系统进行联合优化，例如：将分布式能源与传统能源系统整合后，进行联合优化；或者，将分布式能源系统与冰蓄冷系统整合并进行联合再优化，将微型燃气轮机与热泵系统整合优化，以及太阳能与分布式系统的优化整合等等，达到取长补短的目的，充分发挥各个系统的综合优势；

（2）将分布式能源与交通系统整合优化——利用低谷电力为电动汽车蓄电或燃料电池汽车储氢等，将燃料电池和混合动力汽车作为电源形成随着人流移动的电源和供水系统。实现节约投资经费，降低高技术产品使用成本等目的；

（3）分布式能源系统电网接入研究——解决分布式能源与现有电网设施的兼容、整合和安全运行等问题；

（4）蓄能技术——通过蓄能技术的开发应用，解决能源的延时性调节问题，提高能源系统的容错能力，其中包括蓄电、蓄热、蓄冷和蓄能四个技术方向。蓄电包括化学蓄电：电池；物理蓄电：飞轮和水能、气能。蓄热包括项变蓄热、热水、热油和蒸汽等多种形式。蓄冷：冰和水。蓄能包括物理蓄能：机械蓄能、水蓄能、以及记忆金属蓄能等多种方式；

（5）地源蓄能技术——利用地下水和土壤将冬季的冷和夏季的热蓄能储存，进行季节性调节使用，结合热泵技术进行直接利用，减少城市热岛效应；

（6）网络式能源系统——互联网式的分布式能源梯级利用系统是未来能源工业的重要形态，它是由燃气管网、低压电网、冷热水网络和信息共同组成的用户就近互联系统，复合网络的智能化运行、结算、冗余调整和系统容错优化；

资源深度利用技术：

（1）天然气凝结水技术——利用天然气燃烧后的化学反应结果回收水，解决部分城市水资源紧缺问题；

（2）将分布式能源与大棚结合的技术——将分布式能源系统发电设备排除的余热、二氧化碳和水蒸汽注入大棚，作为气体肥料和热源，解决城市绿化和蔬果供应，同时减少温室气体和其他污染物排放问题；

（3）利用发电制冷的冷却水生产生活热水的技术——利用热泵的技术，将低品位热源转换为较高品位的生活热水，减少能源消耗；

（4）空调系统废热回收技术——发展全新风空调系统中有效利用回风中的余热和余冷，减少能耗；

能源技术论文范文第6篇

关键词：能源技术技术水平能源战略

Abstract:thenationalenergystrategytoincludeenergytechnologydevelopmentisfollowedbythedevelopmentofenergytechnology-drivenlawsandtheimplementationofthe"scienceandtechnologyareprimaryproductiveforces"importantaspectofmacro-managementofnationalenergyisalsofacingnewtasks.InthedevelopmentofChina’senergydevelopmentstrategyshouldbetoraisetheenergylevelofscienceandtechnologyissuestotheimportantposition.

Keywords:energytechnologyskilllevelenergystrategy

一、我国能源技术面临的挑战和任务

就我国现状看，要实现2020年的经济和社会发展目标，并保持2020年以后的可持续发展，我国的能源技术面临着巨大挑战。

1、要以能源消费增长一倍实现经济增长两倍的发展目标，依靠先进的能源技术提高能源利用效率是重中之重

我国目前能源利用效率低下，1995年能源加工、转换、储运和终端利用的效率为34.3%，比发达国家20世纪90年代初41%的效率水平，低近6个百分点。

我国转换部门的能源效率相对较低，2002年供电效率为32.1%，比日本低7个百分点.国外的超临界发电技术在上世纪七八十年代已基本成熟，而时至2004年3月，我国第一台国产超临界发电机组仍在制造中，尚未投入使用。

工业用能占我国终端能耗的60%左右，但单位产品的能耗显著高于国外先进水平。今后，建筑和交通将是能耗增长的热点，然而，目前我国城市新增建筑物中的节能建筑比例不到5%，各类汽车平均每百公里油耗比发达国家高20%以上，特别是轿车油耗比日本高出20%-25%。如果我国新建的建筑不是节能建筑、新建的汽车制造厂不能生产节能型汽车，长期内实现能耗显著下降则相当困难。

2、在能源消费量快速增长的情况下，要达到人与自然协调发展的目标，必须普遍采用先进的环保技术

未来20年间，我国煤炭在一次能源消费结构中的比例仍会在50%以上，大量煤炭如何清洁利用是控制污染面临的首要问题。2000年，我国投产的装有脱硫装置的燃煤电厂只有500万千瓦，仅占燃煤电厂的2%左右，大部分采用国外的脱硫设备和技术工艺。我国在烟气脱硫设备的制造和脱硫工艺的设计方面刚刚起步，关键设备和技术还依赖国外，脱硫成本也较高。流化床锅炉能够在燃烧中脱硫，而且经济性较好，但我国30万千瓦的大型循环流化床锅炉技术也需依靠国外引进，国产技术尚需在大型化方面做更多工作。近年我国发电装机大规模增长的势头十分强劲，2003年共批准新开工的电站装机3111万千瓦。如果不能发展新技术，尽早降低污染物控制成本，新建的大量燃煤电厂则很难有效控制污染物排放。

3、高效的能源技术是增强我国整体经济效益、提高国际竞争力的最重要手段

在发达国家，技术创新的重点正逐渐转移到高新技术和知识经济领域，其制造业正在向发展中国家转移，这使得目前发达国家工业能耗仅占总能源消耗量的35%左右，而且今后还可能下降。近年来，我国已逐步显现出有可能成为"世界制造业基地"的趋势，这必将增加我国能源供应的负担。通过能源技术进步，降低生产过程的能源消耗，将是缓解我国经济发展需要与能源资源不足矛盾的关键。

我国高耗能产品的能源成本占生产成本的比例较高，在一定程度上削弱了我国高耗能产品的竞争力。以钢铁为例，我国钢铁联合企业的能源费用占总生产成本的25%一30%左右，比国外现代化钢铁企业不到20%要低10个百分点左右。我国最先进的钢铁企业--宝钢的能耗占生产成本的20%，而国际先进的钢铁企业，如日本新日铁公司仅为14%。随着今后人们收入水平的逐步提高，我国劳动力成本低的优势将会越来越弱，能耗成本高的弱点将进一步凸现，采用先进技术降低成本的要求会更加紧迫。

4、增加国内能源供应，提高能源资源开采企业效益，需要大幅度提高能源技术水平

我国人均能源可采储量远低于世界平均水平，必须通过技术进步提高能源勘探能力，提高已发现资源的采收率。我国东部地区的大型煤矿开采深度逐年加深，生产成本越来越高，亟待有效的技术措施。发现更多的石油资源可保障国家石油安全，因此必须强化石油勘探技术。我国大庆、胜利和辽河等主力油田已经进入后期开采阶段，采用注水、注气等开采技术虽然可提高石油资源的利用率，但生产成本高，进一步增产难度大。在战略接替区形成规模生产之前，为了维持这些企业的效益，需要在开采难度越来越大的情况下，不断进行技术创新。低渗透油田和稠油油田属于难开发的石油资源，需要科技提供开发手段。

从技术角度看，我国亟待加强研发的先进油气技术包括：基础科学理论(石油地质新理论等)，现代化勘探测量技术(多波段多分量地震勘探、成像测井等)，二次采油、三次采油新技术(老井侧钻水平井、分散凝胶深部调驱技术、微生物采油技术等)，低渗透油田开发技术(全三维大型水力压裂技术等)，稠油油田开发技术(水平井注蒸汽辅助泄油技术、热水驱加化学添加剂开采技术等)等。

5、能源运输网络体系的建设、运行和管理要求提高技术水平

我国能源资源分布不均，西气东输、西电东送、北煤南运是我国能源运输的基本格局。虽然我国在电网建设和运行管理方面已有一定的基础，但要从2000年总装机容量3.2亿千瓦发展到2020年总装机容量9亿千瓦以上，特别是长距离、大容量的西电东送，对我国高电压、大容量输电技术和电网安全控制技术提出了很高的要求。天然气供应主要依靠管道网络，长达4000多公里的天然气长输管道要求技术上必须有高度的可靠性。而我国既缺乏技术也缺乏管理经验，需要以提高技术水平为核心来提高我国天然气管道的建设、运行和管理水平。

6、能源结构的优化和调整要以能源技术作支撑

我国能源结构调整要求降低煤炭的比例，增加天然气、核能、水电和可再生能源的供应量。目前，缺乏技术基础和设备制造能力已成为我国发展天然气发电的最大障碍。在核电方面，我国核能需要大发展已是共识，当前最重要的是尽早选定技术路线。在开发可再生能源方面，技术和装备制造方面已

成为大规模发展的障碍。我国大规模发展风电的重要障碍之一是尚未掌握先进大型风电机组的制造技术，没有形成有规模生产能力的风电设备制造企业。因此，要调整能源结构，需要以强化技术研发为先决条件。

综上所述，我国的能源发展面临资源、环境、经济和社会等诸多问题，面对人均能源资源少、资源分布不均、环境污染严重、经济对能源依赖程度高的现实国情，要实现以较少的能源消费增长满足较高的经济增长的需要，从根本上需要依靠能源生产和使用技术水平的提高，提升能源效率，降低能源成本，提高环保水平。今后能源技术发展的主要任务是：采用先进的设计技术提高工业、建筑和交通领域的终端能源利用效率；发展洁净煤技术，掌握烟气脱硫、低氮燃烧和大型循环流化床锅炉技术，建立天然气发电、核电等清洁能源设备的制造能力，提高能源转换过程的效率和环保水平；提高石油勘探和生产的理论及技术水平，增加石油探明储量和可开发利用量；发展常规能源的新一代能源利用技术和新的可再生能源技术，使常规能源的使用时间显著延长，同时扩大耗能和可再生能源的利用量。

能源技术论文范文第7篇

论文摘要：近年来，我国各行各业竞相发展，依靠机电一体化技术，大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性，提高制造水平，增加产品的应变能力，提高劳动生产率，节约大量能源和材料消耗。煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作，取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到，机电一体化技术和产品的发展，是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。本文对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述，并对其发展趋势进行分析。 论文关键词：机电一体化技术 煤矿 应用 发展趋势 1 概述 机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术，是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体，使物流、能流、信息流融为一体。 2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用 2.1 机电一体化技术在提升机中的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。“九五”期间，国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统，其性能先进、操作简便、准确可靠。此外，我国还应用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前，最大装机容量已达到5000kW，主、副井提升机可做到全自动化，不需要专门的绞车司机。 2.2 机电一体化技术在采煤机中的应用 电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍，所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。④反应灵敏，动态特性好:电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%，而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。 1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研制成功我国第一台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来，我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机，而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发，我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟，为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。 2.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用 带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。 2.4 其他煤矿机电一体化装置 液压支架

能源技术论文范文第8篇

SNEC2010有来自德国、美国、日本、中国大陆和台湾等40多个国家、地区共1400多家参展商，展示内容涵盖太阳能光伏全产业链，包括原料、设备、材料、光伏电池、光伏组件、光伏工程及光伏应用器具等。而作为SNEC2010重要组成部分的论坛有近100篇，开创了中国乃至亚洲光伏界聚会规模的纪录。观察SNEC2010有一个明显转向：光伏业者从以往追求制造规模开始关注技术对光伏产业持续发展的重要性。 光电转换效率是光伏成本下降的核心，在无锡尚德晶体硅电池、组件、薄膜太阳电池、光伏发电系统展品中，引人注目的是该公司新推出的高效率光伏电池Pluto技术。据介绍，运用Pluto技术生产的电池片，能够比普通的电池片转换效率平均提高18%以上，并且可同时应用于单晶和多晶体硅电池生产中，打破了同类技术只能在单个领域运用的瓶颈。据悉，光伏电池Pluto技术已在国外使用，在SNEC2010后将被国内组件制造商采用。这项技术是由尚德电力与澳洲新南威尔士大学共同研发的，而研发带人就是无锡尚德总裁施正荣和其导师MartinGreen教授。 应用材料公司参展产品包括创新的设备、服务和软件，被应用于半导体芯片、平板显示器、太阳能电池、柔性电子产品和节能玻璃的制造。采用应用材料解决方案制造的太阳能电池组件长2.6米、宽2.2米、总面积5.7平方米，号称是目前世界上最大的太阳能光伏电池组件。应用材料宣布，其Esatto丝网印刷技术将在未来几个月内被中国大陆、台湾和欧洲的客户用于年产超过2GW的太阳能电池。据悉，客户已使用Esatto技术取得了0.46%的绝对电池效率提升，并降低了14%的印刷银浆消耗量。应用材料称，更高效率和更低耗材支出的结合有望使每瓦成本降低3美分，并使投资回收期缩短到8.4个月。 太阳能电池板的制造商尽可能地采用各种方法来有效降低成本，因此硅基薄膜太阳能电池制造商对于其工厂及所使用的系统设备的性能表现有着很高的要求。应用创新干式螺杆技术设计生产的DRYVAC系列真空泵，这一创新性的真空泵产品，将更有效地帮助用户实现太阳能电池板的大规模自动化生产并提高利润率。德国欧瑞康莱宝CEOAndreasWidl认为，只有依靠持续的技术进步，太阳能光伏才具有价格竞争性，而吸引投资进入太阳能技术领域的首要因素就是成本和质量。欧瑞康莱宝的DRYVAC系列通过对真空技术的创新，将成熟技术和创新特色有机结合，更好地服务于改善生产的变化量要求。 与此同时，国内厂商的技术能力也在大幅提升。由国家能源太阳能发电研发中心独创设计的光伏电站检测平台，可对光伏电站中光电转换、逆变、控制、辐射量、电池底板温度，以及检测对象究竟能够发多少电、节约多少煤、减排多少二氧化碳等进行精确的检测和量化。2010年4月，该平台在浙江省电力实验研究院屋顶60kWp光伏电站附近进行现场试验，在7天内完成了所有测试内容。这标志着国网电科院自主研发的世界首套光伏电站移动检测平台，在研发水平和监测能力上已达到国际领先水平。 中科院电工所所属北京科诺伟业公司，在30多年技术积累基础上，研发出集逆变器、控制器、蓄电池功能于一身的小型“逆控蓄一体机”，可为我国以及世界上数以千万计的无电地区家庭安装户用光电系统。 而已完成光伏产业垂直一体化布局的上海航天机电，也推出了国内零突破的等离子体增强化学气相沉积设备。 在配套环节，苏州林泉电子科技有限公司是生产太阳能电池边框为主的专业生产厂家，其生产的边框可以做到与客户的要求分毫不差，同时做到成本的最小化。目前，林泉电子已成为常州天合、南通强生、浙江正泰、日本松下等多家知名企业太阳能电池铝边框的指定供应商。 生产厂商的环保意识也在明显加强。中环光伏系统有限公司是中国最大的光伏系统集成商之一，产量排名亚洲第一、世界第三。据统计，

能源技术论文范文第9篇

SNEC2010有来自德国、美国、日本、中国大陆和台湾等40多个国家、地区共1400多家参展商，展示内容涵盖太阳能光伏全产业链，包括原料、设备、材料、光伏电池、光伏组件、光伏工程及光伏应用器具等。而作为SNEC2010重要组成部分的论坛有近100篇，开创了中国乃至亚洲光伏界聚会规模的纪录。观察SNEC2010有一个明显转向：光伏业者从以往追求制造规模开始关注技术对光伏产业持续发展的重要性。 光电转换效率是光伏成本下降的核心，在无锡尚德晶体硅电池、组件、薄膜太阳电池、光伏发电系统展品中，引人注目的是该公司新推出的高效率光伏电池Pluto技术。据介绍，运用Pluto技术生产的电池片，能够比普通的电池片转换效率平均提高18%以上，并且可同时应用于单晶和多晶体硅电池生产中，打破了同类技术只能在单个领域运用的瓶颈。据悉，光伏电池Pluto技术已在国外使用，在SNEC2010后将被国内组件制造商采用。这项技术是由尚德电力与澳洲新南威尔士大学共同研发的，而研发带人就是无锡尚德总裁施正荣和其导师MartinGreen教授。 应用材料公司参展产品包括创新的设备、服务和软件，被应用于半导体芯片、平板显示器、太阳能电池、柔性电子产品和节能玻璃的制造。采用应用材料解决方案制造的太阳能电池组件长2.6米、宽2.2米、总面积5.7平方米，号称是目前世界上最大的太阳能光伏电池组件。应用材料宣布，其Esatto丝网印刷技术将在未来几个月内被中国大陆、台湾和欧洲的客户用于年产超过2GW的太阳能电池。据悉，客户已使用Esatto技术取得了0.46%的绝对电池效率提升，并降低了14%的印刷银浆消耗量。应用材料称，更高效率和更低耗材支出的结合有望使每瓦成本降低3美分，并使投资回收期缩短到8.4个月。 太阳能电池板的制造商尽可能地采用各种方法来有效降低成本，因此硅基薄膜太阳能电池制造商对于其工厂及所使用的系统设备的性能表现有着很高的要求。应用创新干式螺杆技术设计生产的DRYVAC系列真空泵，这一创新性的真空泵产品，将更有效地帮助用户实现太阳能电池板的大规模自动化生产并提高利润率。德国欧瑞康莱宝CEOAndreasWidl认为，只有依靠持续的技术进步，太阳能光伏才具有价格竞争性，而吸引投资进入太阳能技术领域的首要因素就是成本和质量。欧瑞康莱宝的DRYVAC系列通过对真空技术的创新，将成熟技术和创新特色有机结合，更好地服务于改善生产的变化量要求。 与此同时，国内厂商的技术能力也在大幅提升。由国家能源太阳能发电研发中心独创设计的光伏电站检测平台，可对光伏电站中光电转换、逆变、控制、辐射量、电池底板温度，以及检测对象究竟能够发多少电、节约多少煤、减排多少二氧化碳等进行精确的检测和量化。2010年4月，该平台在浙江省电力实验研究院屋顶60kWp光伏电站附近进行现场试验，在7天内完成了所有测试内容。这标志着国网电科院自主研发的世界首套光伏电站移动检测平台，在研发水平和监测能力上已达到国际领先水平。 中科院电工所所属北京科诺伟业公司，在30多年技术积累基础上，研发出集逆变器、控制器、蓄电池功能于一身的小型“逆控蓄一体机”，可为我国以及世界上数以千万计的无电地区家庭安装户用光电系统。而已完成光伏产业垂直一体化布局的上海航天机电，也推出了国内零突破的等离子体增强化学气相沉积设备。 在配套环节，苏州林泉电子科技有限公司是生产太阳能电池边框为主的专业生产厂家，其生产的边框可以做到与客户的要求分毫不差，同时做到成本的最小化。目前，林泉电子已成为常州天合、南通强生、浙江正泰、日本松下等多家知名企业太阳能电池铝边框的指定供应商。 生产厂商的环保意识也在明显加强。中环光伏系统有限公司是中国最大的光伏系统集成商之一，产量排名亚洲第一、世界第三。据统计，2009年中环公司

能源技术论文范文第10篇

新能源汽车是相对于传统燃料汽车而言的，通常新能源汽车又被称为代用燃料汽车。随着经济的不断发展，导致能源在逐渐的减少，能源供应紧张的问题已经成为全球所关注的热点话题，就我国的石油资源为例，石油资源并不丰富，据调查，在整个石油资源总消耗中，交通能源消耗占有巨大的比例，石油资源即将成为我国面临的最严重的能源问题。在石油资源使用的过程中，交通能源消耗将会严重影响生态环境，并使全球温室气体大量排放。基于这样严峻的能源形势，大力发展新能源新车技术势在必行，从而使我国实现交通能源动力系统的转型。

1.1混合动力汽车的技术评价

经过对现有能源进行全面的了解和考察，其中能够成为新能源汽车的替代能源主要有：气体燃料、生物质基液燃料氢、电能、核能等。人们常说的混合动力汽车，主要是指不是单纯利用一种能量转换器提供驱动汽车，这样的汽车被称为混合型电动汽车。在通常情况下，混合动力汽车分为不同的种类，主要包括：串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式动力汽车。混合式动力汽车的出现与内燃机汽车和电动汽车有直接的关系，在某种意义上，混合电动汽车又分为两种，即汽油混合动力和柴油混合动力，但两种的关键技术都是混合动力系统。混合动力的优势：其同样可以到加油站加油，没有改变汽车的使用习惯;政府和企业推广这种产品也无须投资新建充电装置或加气站；其燃油的经济性能较高，并且其拥有优越的行驶性，在起步和加速时，可以在电动马达的辅助，这样将会大大降低油耗，最终实现"零"排放；另外，其采用电动机工作，在很大程度上减少了机械噪音。混合动力汽车的劣势：其在技术方面还不成熟，相关产品的定价较高，电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高；如果长时间高速或匀速行驶不省油。

1.2纯电动汽车的技术评价

纯电动汽车主要将车载电源作为主要的动力，在纯电动汽车中，没有燃机发动装置。纯电动汽车自身具有独特的优势，主要是没污染、噪音小、效能高，一旦纯电动汽车发生故障时，其维修较为方便简单。

1.3其他类型汽车的技术评价

天然气汽车主要是将天然气作为燃料，由于我国拥有丰富的天然气资源，这就大大促进了天然气汽车技术的快速发展；氢发动机汽车主要是在现有的引擎基础之上改造而成的，氢发动机汽车没有任何污染。其排放量较少，同时，对氢的要求较低，最主要的优点是内燃机技术比较成熟；新能源汽车技术的发展正在处于瓶颈期，其在技术专利、配套设施等发面需要逐渐的完善和发展，这就需要相关专业部门对新能源汽车进行深入的研究。

2新能源汽车的经济评价

2.1新能源汽车的经济评价

新能源汽车主要将较为规范的燃料作为主要的动力来源，其对能源的要求较高，包括：高密度的能源能量、污染较小的能源，要注重能源制造及使用成本的经济性，尽最大努力使其保持良好的使用性能。在这样条件下，才能促进新能源技术的快速发展。新能源技术已经在很多地区开始实施，在实施过程中已经得到了很好的回馈。在现有的技术条件下，新能源汽车技术的发展，为广大的消费者和社会带来了长远的经济利益。其在使用过程中，不仅发挥了自身的较高的清洁性，而且还有效的提高了经济性能。在进行新能源技术研究中，不断的强调各个组件的使用性和使用寿命。

2.2混合动力汽车的经济评价

对于混合动力汽车而言，其拥有两种驱动方式，即燃油式和电力式。混合动力汽车的技术指标体系主要包括五项，即价格、排量、节油率、销量五部分，这五项技术指标体系能够对混合动力汽车经济性能及其状况进行全面的反映。其中销量主要可以反映混合动力汽车的市场需求状况，如果销量较好，说明混合动力汽车的市场需求量大，市场需求水平较高；如果销量较低，显然说明混合动力汽车的市场需求量较少，市场需求水平很低。节油率主要是在混合动力汽车与普通车型比较的基础之上，混合动力汽车所节约的燃油比率，节油率在很大程度上取决于混合动力汽车的电力驱动技术，具有较强技术的混合动力汽车的节油率较高。

3新能源汽车的综合评价

对于新能源汽车综合评价指标体系，在同一层次的指标体系中，不允许出现明显的包含关系。新能源综合评价体系的设计具有严格要求，要从当前国际科技发展趋势的具体情况进行考虑，其指标体系的设计要符合当前国际科学技术发展的主要形势，并符合时展的要求。在选取指标时，要注重总结评价对象的共性特征，要使所选取的指标符合评价对象的总体特征，要重点考虑量化评价是否可行、及指标数据是否可以获取。在对新能源汽车进行系统性综合评价时，不仅要注意汽车节能问题，而且还要注意新能源技术及产品的选择原则问题。针对目前各国的汽车工业发展现状进行全面、综合的分析，新能源汽车技术有利于环保和安全，就各国实际能源情况及环保情况而言，新能源汽车技术是重要的发展战略。其具有标准的产业化基础，对节约能源具有显著的效果，新能源汽车技术具有可行性，在全球中市场广阔。

4我国新能源汽车发展策略

针对我国新能源汽车发展的现状，并确定当前是发展新能源汽车的重要机遇期，最终实施研发、产业化、品牌等方面的发展战略。

4.1实施新能源汽车研发策略

针对我国新能源汽车发展的实际情况，为了不断提高新能源汽车发展技术，要建立完善的“企业主导、政府引导”的研发模式。在选择适合的技术路线的基础之上，专注于主要技术和零部件的自主研发工作，政府大力提倡自主研发，适当增加研发的资金投入，并将自主研发与技术引进相结合。不断的实现引进技术的直接经济效益，培育专业的新能源研发人员，从而提高新能源汽车技术。

4.2实施新能源汽车产业化策略

制定科学合理的产业规划，增加新能源市场需求，不断的加强产业与产业之间的合作。加大基础设施建设力度，突出配套产业的重要性，不断发展配套产业。

4.3实施新能源汽车的品牌策略

注重自主品牌新能源汽车的发展，加强新能源汽车品牌的不断延伸，大力宣传新能源汽车品牌。可以通过跨国汽车企业的品牌提高产品的竞争力，这样也可以利于新能源汽车品牌的宣传推广，进而形成人们比较熟悉的新能源汽车品牌。

5结语

能源技术论文范文第11篇

分布式能源技术的主要特点在于：负荷波动的范围较宽，例如，风能或者太阳能发电等会受到不同环境、不同地域、不同季节的影响，从而使得输出的负荷不稳定；负荷潮流出现双向流动与换向频繁的现象，在分布式能源组成的框架下，客户可能是受电一端也可能是发电一端，负荷的潮流方向会受到客户自身应用方式的限制；电能质量会得到监控，如果发现电能质量不达标，会立即禁止并网运行，从而保证电网电能自身的优质与清洁；客户的自发式并网的频率较高，因为并网拉闸与合闸的操作会产生冲击性过电压，这在一定程度上就会影响到表计运行的安全；由于客户既可能是受电端又可能是发电端，就必须保证双向公平准确计量；支持多种形式的通讯方式并存，实现供电与用电信息数据的双向传输和双向监控。

2分布式能源计量技术中电能计量装置的需求

2.1功能需求

第一，单三相电能表应当具备双向计量功能，从而更好地适应在分布式能源计量技术下客户端负荷潮流双向流动的相关需要。而且单三相电能表还应该拥有电压、电流、电功率因数的测量与显示的功能，从而更好地实现电力自动计算与电力统计预测的需要。

第二，单三相电能表还应该具备对电功率与电能量的冻结功能，如果能够满足这一条件，就更加方便于系统与客户二者对电能进行查询与统计，对供电与用电信息进行分析等。

第三，电能表应当能够支持阶梯电价转换功能，还需要支持即使通过不同的通讯方式也能修改各个费率时段以及电价方案的功能，这样在满足电力营销政策改变的时候，也能做到无需换表就可以实现管理的相关要求。

第四，支持多类事件的记录功能，在失压与失流等状态下通过监测功能能够满足对异常状态进行检测的需要。

第五，多种通信方式共享并存，当载波、无线、红外线等通讯方式并存时，应当适用在不同的应用环境下实现数据采集等需要。

2.2性能需求

2.2.1宽负载、高准度的计量。

在分布式能源计量的情况下，负荷波动的范围将会更宽，尤其是像风能、太阳能发电这类经常会受到环境影响的能源模式则更为明显，所以，智能电表装置在设计时应当是以高宽负载的电能表为主，并且实际的计量准确度在最低的情况下应当要满足1.0级。

2.2.2双向式公平计量。

客户一般情况既拥有用电模式还具有发电模式，电能表的双向计量务必保证准确与公平，换言之就是对于正向功率与反向功率要体现出一致性的误差特性，计量误差特性体现出的一致性会集中体现出公平计量的相关原则。

2.2.3误差带宽的相关要求。

为了保证电能表在运行时在宽负载的范围内的误差曲线能够保证平坦，这就需要利用已经规定出的相应指标对其进行严格的核对。误差带宽一般指的是一个绝对值，是通过对检定误差的最大与最小值之间进行作差运算，所得出的绝对值，通过这样的数值指标从而鉴别出电能表运行时在负载变化的范围之内的误差曲线整体的平整性。

2.2.4在动态负荷的条件下对计量准确度进行考核。

对于一些小型的分布式能源来讲，它们会存在着波动性负荷的现象，鉴于此就应该在动态负荷的情况下对电能计量的准确度与需求量计量的准确度展开一定程度的考核。

2.2.5无功潮流判断的准确性进行考核。

发电上网关口与网际关口如果存在着电能功率双向流动计量点，并且当电能功率潮流如果处于临界换相角的周围时（临界换相角有功90°、270°，无功0°、180°），电能计量应当对其的潮流方向进行准确的判断，还需要对其进行考核。

2.2.6通信方式对计量误差影响的相关要求。

在分布式能源技术下，电能表的数据传输数量将会大大提高，特别是在载波通信方式与无线通信方式的使用下，很有可能会对电能计量自身时产生数据的准确度产生一定影响，鉴于此，应当将通信方式等一并纳入到电能表的影响的考核指标当中。值得注意的是，对允许情况下的误差值与变差值的考核应当更为严格。

2.2.7高强度干扰能力的要求。

随着载波方式、无线通信方式等的大量使用，应当加强电能表自身的电磁兼容性能与考核高频电磁场影响的能力，同时，提高在拉闸与合闸操作发生时对冲击性过电压本身的承受能力。

2.2.8信息传输的可靠性要求。

数据通信在未来的电能计量发展领域将会尤为重要，应当深入地分析装置元器件的参数变化以及环境温度对整个载波通信的频率变化产生的影响，从而提出一个明确的技术指标以及器件选型的标准。

2.2.9节能环保与装置可靠性的要求。

在分布式能源计量技术中的电能计量装置应当满足环保的要求，采用低功耗、绿色环保的器件进行制造，而且还必须体现出寿命长、可靠性高的特点，另外，在可靠性的前提下提出的MTTF的指标必须是科学的与合理的。

3结语

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1．1外观及结构

移动电源结构一般由电压转换电路、可充电电芯或电芯组、外壳组成。其中电压转换电路分为充电电路、升压电路、管理控制IC以及保护电路。充电电路用以保证输入端能以恒流和恒压的方式为电芯充电。升压电路的作用是将电芯电压提升到输出端额定电压。管理控制IC起到电量监控和开关控制的作用。保护电路用以提供过充电、过放电等保护作用。电芯根据电解质材料不同大致分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类。外壳的主要作用包括机械防护、散热和阻燃等。各组件应当以适当的方式连线、支撑并固定。使用人员可接触区应当有适当保护，以保证不会产生机械危险。

1．2电性能输出

电压为移动电源最基本的参数，电压过高、过低都会对被充电设备造成一定程度上的损害。测量时移动电源应在达到充电饱和状态30min后，空载情况下使用功率计测量其输出电压。测量的输出电压值与额定电压容差为±5%［2］。常温放电性能是移动电源最为重要的参数，此参数标志着移动电源的实际输出容量。移动电源应在23±2℃环境温度下，以额定输入电压和电流进行充电，直至饱和状态。静置30min后，以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间［3］。输出容量等于放电电流乘以放电时间。测量的移动电源输出容量应不低于其额定容量。转换效率测量时使用直流电源模拟电芯接入电路板输入端，直流电源输出电压调至电芯组标称电压。电路板输出端连接电子负载，调节电子负载使得电路板输出为额定输出。仪表连接示意图见下图1。电流表和电压表测量得到输出端Iout和Uout、输63入端Iin和Uin可以通过公式η=Uout·IoutUin·Iin(1)计算得到转换效率，转换效率应不小于85%。

1．3安全性

移动电源的安全性包括:过充电保护、过放电保护、短路保护、发热和防火等［4］。1)过充电保护。测量移动电源过充电保护时，移动电源在充电饱和状态下，使用直流源输入，持续加载充电12h，设置直流源输出电压为移动电源额定输入电压的1．2倍，输出电流为移动电源额定输入电流。整个过程中移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。2)过放电保护。移动电源放电至输出终止状态下，测量其过放电保护性能。在输出端接30Ω负载，持续加载放电24h。整个过程中移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。3)短路保护。短路保护为防止使用中正负极短路时提供的保护。测量时使移动电源在充电饱和状态下，将输出端正负两极，使用0．1Ω电阻短路24h。整个过程中移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。4)发热。移动电源在工作状态时，不应对使用人员造成热危险。测量其发热温度应在正常负载条件下工作直至温度稳定，使用数据采集器和热电偶测量移动电源外壳温度值。接触温度限值是塑料外壳为95℃，金属外壳为70℃，玻璃、瓷料和釉料为80℃。测量温度应低于各使用材料的发热限值［5］。5)防火。移动电源外壳应当使用V-1级材料进行阻燃防火保护。试验样品选用移动电源外壳，试验火焰顶端与样品相接触，施加燃烧30s，然后移开火焰停烧60s，然后不管样品是否还在燃烧，再在同一部位重复烧30s。合格判据为在试验期间，当试验火焰第二次施加后，样品延续燃烧不得超过1min，而且样品不得完全烧尽。

1．4环境适应性

移动电源环境适应性包括:高温放电、低温放电、温度循环、恒定湿热、振动、自由跌落、重物冲击和机械冲击［6］。高温放电测量中，移动电源在充电饱和后，放入55±2℃的温度试验箱中恒温放置2h，最后以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。低温放电测量中，移动电源在充电饱和后，放入－10±2℃的温度试验箱中恒温放置2h，最后以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。温度循环测量中，移动电源在充电饱和后，放入温度为75±2℃的温度试验箱中，保持6h后，将温度试验箱温度设置为－40±2℃，并保持6h，温度转换时间不大于30min，上述过程循环10次，如图2所示。温度循环试验结束后，取出在环境温度23±2℃的条件下搁置2h，以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。图2温度循环示意图恒定湿热测量中，移动电源在充电饱和后，放入温度为40±2℃，相对湿度为90%—95%的温度试验箱中搁置48h后，再取出在环境温度23±2℃的条件下搁置2h，以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。振动测量中，移动电源在充电饱和后，将其安装在振动台台面上，按以下所述振动频率和振幅对振动台进行设置，X，Y，Z3个方向每个方向从10—55Hz循环扫频，持续时间为3h，扫频速率为1oct/min。频率在10—30Hz范围内时，位移幅值为0．38mm，频率在30—55Hz范围内时，位移幅值为0．19mm。振动结束后，移动电源应不泄露,不破裂，不起火，不爆炸。结果位置跌落到水平表面试验台上，跌落高度为1000±10mm，试验次数为3次。水平表面试验台应当是由至少13mm厚的硬木安装在两层胶合板上组成，每一层胶合板的厚度为19—20mm，然后放在一水泥基座上或等效的无弹性的地面上。跌落试验结束后，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。重物冲击测量中，移动电源放置于平面，并将一个Φ15．8±0．2mm的钢柱置于电池中心，钢柱的纵轴平行于平面，让质量9．1±0．1kg的重物从610±25mm高度自由落到中心上方的钢柱上，样品纵轴要平行于平面，垂直于钢柱纵轴，试验次数为1次。重物冲击试验全过程中，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。机械冲击测量技术中，移动电源在充电饱和后，采用钢性固定的方法固定在冲击试验台上。在3个相互垂直的方向上各承受一次冲击。冲击在最初的3ms内，最小平均加速度为735m/s2，峰值加速度应在1225m/s2和1715m/s2之间，脉冲持续时间为6±1ms。机械冲击试验结束后，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。

1．5电磁兼容性

移动电源应满足静电放电抗扰度［2］要求。使用静电放电模拟器施加干扰信号，严酷等级为接触放电±4kV，空气放电±8kV。静电放电抗扰度试验全过程，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。

2总结

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摘 要：该文简要介绍了染料敏化纳米晶体光电化学太阳能电池（简称NPC电池）的发展历程、组成结构、工作原理和性能特点，并着重对纳米晶体光电化学太阳能电池染料敏化剂的技术特性和研究态势进行了探讨。在此基础上，提出了一些值得深入研究的问题，并分析了其解决对策。论文关键词：纳米晶体；太阳能电池；染料敏化剂 光电化学太阳能电池是根据光生伏特原理，将太阳能直接转换成电能的一种半导体光电器件，是伴随着半导体电化学发展起来的一个崭新的科学研究领域。从1839年Becquerel发现氧化铜或卤化银涂在金属电极上会产生光电现象以来，光电化学研究倍受关注。20世纪60年代，德国Tributsch发现染料吸附在半导体上并在一定条件下产生电流的机理，成为光电化学电池的重要基础。1971年Hond's 和Fujishima用TiO2电极光电解水获得成功，这才开始了具有实际意义的光电化学电池的研究。在光电池研究中，大多数染料敏化剂的光电转换效率比较低（<1％），直到最近的几项突破性研究才使染料敏化光电池的光电能量转换率有了很大提高。1991年，以瑞士洛桑高等工业学院M.Gratzel教授为首的研究小组采用高比表面积的纳米多孔TiO2膜作半导体电极，以过渡金属Ru以及Os等有机化合物作染料，并选用适当的氧化还原电解质研制出一种纳米晶体光电化学太阳能电池（Nanocrystalline Photoelectrochemical Cells，简称NPC电池）。 这种电池的出现为光电化学电池的发展带来了革命性的创新，其光电能量转换率（light-to-electric energy conversion yield）在AM 1.5模拟日光照射下可达7.1%，入射光子-电流转换效率（incident monochromatic photon-to-current conversion efficiency，IPCE）大于80％。此后，半导体光电化学电池再次成为研究热点。1993年，Gratzel等人再次报道了光电能量转换率达10％的染料敏化纳米太阳能电池，1997年其转换效率达到了10%～11％，短路电流为18×10-3A/cm2，开路电压为720mV。 Gratzel研究小组首先使用联吡啶钌-TiO2体系使得光电转换率达10％。虽然它具备稳定性好、激发态反应活性高、激发态寿命长等优点，但在近红外区的吸收很弱，其谱吸收光谱与太阳光谱还不能很好地匹配。因此，寻找新的染料敏化体系，使其吸收范围扩展至近红外区，以尽可能地利用太阳光能仍是研究方向之一。NPC电池的组成结构、工作原理及性能特点 NPC电池主要由透明导电基片、多孔纳米晶二氧化钛薄膜、染料光敏化剂、电解质溶液（含超敏化剂）和透明电极组成，如其工作原理是，染料分子吸收太阳光能后跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电子最终进入导电膜，然后通过外回路产生光电流。 一般用来评价太阳电池的指标有，光电转换效率IPCE、短路电流Isc、开路电压Voc等。在这里我们主要用光电转换效率IPCE来衡量太阳能电池的优劣。 研究表明，只有紧密吸附在半导体表面的单层染料分子才能产生有效的敏化效率，而多层染料会阻碍电子的传输。然而，在一个平滑、致密的半导体表面，单层染料分子仅能得到1％的入射光。因此，染料不能有效地射光是造成以往太阳能电池光电转换效率较低的一个重要原因。光敏染料分子附在半导体TiO2表面，将提高光电阳极吸收太阳光的能力，被TiO2表面吸附的染料分子越多，则光吸收效率越高。 对于入射单色光的光电转换效率IPCE可定义为：IPCE=（1.25×103×光电流密度）/（波长×光通量）= LHE（λ）Фinjηc （1） 式中：LHE（λ）为光吸收率；Фinj为注入电子的量子产率；ηc为电荷分离率。光吸收效率可进一步写成：LHE（λ）=1-10 rδ(λ) 式中：T为每平方厘米膜表面覆盖染料的摩尔数；δ(λ)为染料吸收截面积。 从式中可以看出，TiO2膜的比表面积越大，吸附的染料分子越多，光吸收效率就越高。所以，TiO2膜被制成海绵状的纳米多孔膜。

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一、环境压力与能源结构调整：中国是世界上最大的产煤国，也是世界上最大的燃煤国，煤炭一直是支持中国经济发展的主要能源动力。但是，中国同样为此付出的代价也越来越沉重，逐步增加的环境和资源代价正在抵消着我们的相当一部分动力，阻碍着中国经济、文化和社会的进步。中国能源生产总量及构成 能源生产总量 占能源生产总量的比重(%) 能源生产总量占能源生产总量的比重(%) 年 份(万吨标准煤)原 煤原 油天然气水 电 1990103,92274.219.02.04.8 1991104,84474.119.22.04.7 1992107,25674.318.92.04.8 1993111,05974.018.72.05.3 1994118,72974.617.61.95.9 1995129,03475.316.61.96.2 1996132,61675.217.02.05.8 1997132,41074.117.32.16.5 1998124,25071.918.52.57.1 1999110,00068.220.93.17.8 资料来源：《2000年中国统计年鉴》以煤为主的能源结构造成了一系列严重的污染，导致生态环境的不断恶化，除了酸雨、烟尘等传统污染以外，二氧化碳过度排放带来的土地沙化、气候无常、水资源枯竭、沙尘暴等温室气体效应，中国是世界上温室气体危害的最大受害国之一。由于能源利用效率太低，尽管经济规模居世界第七，但中国的温室气体排放却排名第二。而且由于植被密度低，自然吸附能力很差，净贡献率可能更高。今年原煤产量预计将上升到12.8亿吨，环境压力将进一步增加。中国已向国际社会承诺要在2008年举办一个“绿色奥运”,但中国有包括北京在内的八个城市，在全世界污染最严重城市之列，而造成污染的主要原因就是燃煤问题。因此调整城市能源结构已成了中国的当务之急，而无论从目前国家的资源配置，可持续发展对环境保护的要求，以及国家地缘政治的现实状况来看，天然气、煤层气、煤地下气化气、沼气等适合新能源系统建立的气体燃料资源，无疑是目前最理想、最切实际、最具前途的新兴燃料。

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矿产资源是使人类摆脱原始生活而走向文明的催化剂，其开发利用是人类文明发展的标志。人类文明的发展与对矿产资源开发利用的能力密切相关。马克思曾经指出“一般说来，劳动过程只要稍有一点发展，就已经需要经过加工的劳动资料”①。可以说，人类文明和社会进步的程度，很大取决于人类对矿产资源开发利用的程度。人类历史上几个重要的发展阶段—石器时代、青铜器时代、铁器时代、化石能源时代和核能时代，都同矿产资源的发现和利用有极大的关系，并在各时期创造了当时的文明。目前我国正处在化石能源时代的重化工业发展阶段，国民经济的快速发展对矿产资源及其原材料的需求处于快速增长时期。为了保证全面建设小康社会，在2020年实现人均GDP翻两番的目标，经济发展对矿产资源的需求将保持强劲的势头，一些大宗支柱性矿产供需矛盾将日益加剧，我国面临的资源形势将十分严峻。为了保障国民经济健康发展，不断增强矿产资源的供应能力，实现矿产资源的可持续利用，已成为我国经济社会发展的一项长期艰巨的任务。 一、我国面临的矿产资源形势 （一）世界矿产资源形势 当今世界矿产资源的基本特点是：世界矿产资源保证程度较高，与我国互补性强。但矿产资源市场波动起伏大，全球化趋势加快，国际竞争激烈，大国对资源垄断日益增强，为我国利用两种资源，两个市场提供了难得的机遇，同时也使我国面临严峻的挑战。世界矿产资源探明储量数量较大，总体上供应充足，这为我国利用国外资源提供了可能。世界多数矿产探明的储量和资源量超过当前世界经济发展的需要，其中石油、天然气、煤、铁、锰、铬、铝、磷和钾盐等矿产的储量保证年限都在40年以上，甚至上百年。其他矿产也有较大潜力。另一方面，西方大多数国家已处于后工业化阶段，对矿产品的需求已处于稳定或缓慢下降状态；而大多数发展中国家仍处于工业化初级阶段，为了本国经济的发展，他们和一些传统意义上的矿产资源大国一直在加大矿业的开发力度，出口矿产资源，支持经济的发展和保证本国的福利，这也为我国充分利用WTO原则，在全球范围内配置资源提供了难得的机遇。 （二）我国矿产资源形势 从整体上看，我国陆域地壳活动强烈，地层发育齐全，沉积类型多样，构造复杂，赋矿地质环境、成矿种类和矿化力度自成体系，由此决定了我国矿产资源的基本特点。1.矿种齐全 目前我国已发现 173种矿产，探明储量的矿产则为 159种，已发现的矿床、矿点 20 多万处，详细工作的近 2 万处。我国是世界上矿产品种齐全、配套程度较高的少数几个国家之一。2.总量可观 目前我国已探明的矿产资源储量占世界的12%,仅次于美国和俄国。根据世界各国矿产资源储量的潜在总值估算，我国位居第三。若以单位国土面积拥有的矿产资源价值计算，我国每平方公里的矿产资源价值为世界陆地平均水平的 1.54 倍，是世界上矿产资源丰度较高的国家之一。3.人均拥有量低 受人口众多的基数影响，我国矿产资源的人均拥有量低。我国人均矿产资源储量仅占世界平均水平的58%，居世界第53位，人均矿产资源储量潜在总值为 1.51 万美元，不及世界平均水平的 1/2。 虽然我国原材料矿产品种齐全，但结构存在严重缺陷。关系到国民经济命脉的用量大的铁、锰、铜、铝、铬铁矿、硫、磷、钾等大宗矿产贫矿和难选矿多，富矿少，规模小，质量差，经济效益低下，后备储量严重不足，供需关系日趋紧张，大批矿山将陆续关闭，有的矛盾已十分尖锐。据我国 45 种主要矿产可供利用储量对消费需求的保证程度的最新研究成果表明 :2010 年可以保证消费需求的矿产 21 种，其它 24 种矿产难以保证需求； 2020 年可以保证需求的矿产仅为 9 种，其他 36 种矿产难以保证需求。特别是铁、锰、铬铁矿、铜、铝铁矿、钾盐等关系国家经济和安全的大宗矿产将长期短缺。根据中国地质科学院2001年的研究和预测，我国的探明剩余可采油气储量不足10年消费，最终可采储量勉强可维持30年消费；现有铁矿储量难以满足未来20年需求；现有铜矿储量加基础储量难以满足未来10年的需求；现有铝土矿储量加基础储量难以满足未来20年的需求。2003年国土资源部的一份报告指出，到2010年我国石油生产只能保证需要的40%不到，缺口约3亿吨；铁矿石国内生产只能保证需求的38%，需进口铁矿石1.31亿吨（同时进口钢0.81亿吨）；国内铜的生产加上铜回收（回收按20万吨考虑）只能保证需求的20%，缺口301万吨；国内铝的生产加回收（回收按4