什么是清洁能源技术？
太阳热量的基本来源是收集太阳辐射能量，通过无害的相互作用转化为热能。
目前应用最广泛的太阳能集热器主要有平板集热器、真空管集热器和聚焦集热器。一般来说，根据所能达到的温度和用途的不同，太阳能光热利用可分为低温利用(200℃以下)、中温利用(200~800℃)和高温利用(800℃以上)。目前，低温利用主要包括太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调和制冷系统等。中温利用主要包括太阳灶和太阳能热发电装置。高温利用主要包括高温太阳能炉。下面简单介绍一下太阳能热利用的几种主要方式。
①直接利用太阳能光热。太阳能集热器主要指太阳能热水器，是太阳能热利用最常见的装置。其基本原理是收集太阳辐射能量，通过与物质的相互作用，将其转化为热能，用于生产和生活。太阳能热水器的发展经历了四代:闷干式、平板式、玻璃真空管式、热管真空管式。
(2)太阳能集热发电。太阳能热发电又称太阳热发电，是当今世界太阳能利用领域的焦点之一。太阳能集热发电的原理很简单，就是太阳能集热器收集太阳辐射产生的高温来代替常规的锅炉或者驱动斯特林发电机发电。与传统电厂相比，太阳能热电厂有两大优势:整个发电过程清洁，没有热河的碳排放；太阳能的使用没有任何燃料成本。太阳能热发电要求集热温度高，一般需要采用聚焦集热器来提高光能流密度。
目前，太阳能热发电系统主要有三种类型:槽线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。槽式系统利用抛物面槽镜将太阳光聚焦在管状接收器上，加热管内传热工质产生蒸汽，驱动常规汽轮机发电。塔式系统使用一个独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦在固定在塔顶的接收器上，产生高温。碟形系统是由许多镜子组成的抛物面反射器。接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，带动发动机发电。
2.太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能直接转化为电能的一种新型发电方式。有两种发电系统:独立运行和并网运行。独立光伏发电系统需要蓄电池作为储能装置，主要用于没有电网的偏远地区和人口分散地区，整个系统成本很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统接入电网运行，可以节省蓄电池，不仅大大降低成本，而且发电效率更高，环保性能更好。
光伏发电系统主要由太阳能电池组件、控制器和逆变器组成。其中，太阳能电池组件是整个发电系统的核心部分，是太阳能发电系统中最有价值的部分。它的作用是将太阳能转化为电能或送至蓄电池储存。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。太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，保护电池不被过充过放。在温差大的地方，合格的控制器还应具有温度补偿功能。此外，光控开关和时控开关灯是控制器的常用功能。逆变器的主要作用是将太阳能直接输出的低压DC转换成可用的交流电。
太阳能电池是光伏发电系统的基本组成部分，是其发电的来源。它的原理是在太阳光的照射下，在一些特定的半导体中产生自由电荷。这些自由电荷定向运动积累并产生一定的电动势，可以给外部电路提供电流。这种现象被称为光伏效应或光电效应，是制造太阳能电池的物理基础。
作为整个太阳能光伏产业链的核心，商用太阳能电池主要包括以下类型:单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。目前也在研究多晶硅薄膜和有机太阳能电池。但就实际应用而言，以单晶硅、多晶硅、非晶硅为代表的薄膜技术为主。
3.太阳能制氢属于二次能源，也是新能源。它清洁无毒，对环境无污染，用途广泛。目前利用太阳能分解水制氢的方法有:太阳能分解水制氢、太阳能发电电解水制氢、光催化水制氢、太阳能制氢等。
4.太阳能建筑利用太阳能进行供电、供暖、制冷和照明，是太阳能利用的一个新的发展方向。
太阳能建筑的发展大致可以分为三个阶段:第一个阶段是“被动式太阳房”，这是一种完全通过建筑物的结构、朝向和布局以及相关材料的应用来收集、储存和分配太阳能的建筑；第二阶段是“主动太阳房”，这是一种带有太阳能集热器和空调供暖系统的建筑；第三阶段是应用太阳能电池为建筑物提供供暖、空调、照明和电力，完全可以满足这些要求，被称为“零能耗住宅”，其典型用途是光伏建筑一体化。
光伏建筑一体化(BIPV)是太阳能光伏与建筑的完美结合，属于分布式发电。
5.太阳能的其他形式①太阳能汽车。太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能，并利用这种电能作为驱动汽车的能源。
②太阳能海水淡化。与现有的海水淡化系统相比，太阳能海水淡化系统具有诸多优点:可独立运行，不受蒸汽、电力等条件的限制，无污染、低能耗、低排放，运行安全、稳定可靠，应用价值突出；生产规模灵活，适应性强，投资相对较少，成本较低。
风力发电技术风能的利用主要以风力和风力发电为主，其中以风力发电为主。以风能为动力，就是利用风直接驱动各种机械装置，比如驱动水泵提水。
风能的主要利用方式有:风力发电、风力提水、风帆助航、风力加热等。
1、水平轴风力发电机技术由于水平轴风力发电机具有风能转换效率高、转轴短、在大型风力发电机组中经济性更突出等优点，成为世界风电发展的主流机型，并占据95%以上的市场份额。目前，同期研制的垂直轴风力机由于转轴过长、风能转换效率低、启动、停止和变桨困难等问题，市场份额较小，应用数量有限。但由于其具有全方位风向、变速装置和发电机可置于风轮下(或地面)等优点，近年来国际上相关研发不断进行并取得一定进展。
2.风电机组单机容量持续增加，利用效率持续提高。近年来，世界风电市场风力发电机单机容量持续增加。世界主流机型从2000年的500~1000千瓦增加到2004年的2~3兆瓦。目前世界上运行的风力发电机最大单机容量为5兆瓦，10兆瓦风力发电机组的设计和研制工作已经开始。
3.海上风力发电技术已经成为发展方向。目前建设海上风电场的成本是陆上风电场的1.7 ~ 2倍，而发电量是陆上风电场的1.4倍，所以其经济性还是不如陆上风电场。随着技术的不断发展，海上风电的成本将不断降低，其经济性将逐渐凸显。
4.可变桨距速度和功率调节被广泛使用。由于变桨距功率调节具有负荷控制稳定、安全高效等优点，今年在大型风力发电机组中得到了广泛应用。
5.直接驱动和全功率变流器技术发展迅速。无齿轮箱的直接接入方式可以有效减少因齿轮箱问题导致的机组故障，有效提高系统的运行可靠性和寿命，降低维护成本，因此受到了市场的青睐，市场份额不断扩大。
6.新型垂直轴风力机采用了完全不同的设计理念，采用了全新的结构和材料，实现了威望启动、无噪音、抗台风能力12级以上、不受风向影响等优异性能，可广泛应用于别墅、多高层建筑、路灯等中小型应用场合。基于它的风光互补发电系统具有输出功率稳定、经济性高、对环境影响小的优点，也解决了太阳能开发中对电网的冲击。
水力发电技术水力发电是世界主要能源之一，提供了约1/5的世界电力，占可再生能源发电量的95%。与其他能源相比，33%的水电资源已经开发，剩下的90%未开发的水电资源在发展中的中国国家。水电非常便宜，而且可持续，所以解决气候问题和能源供应问题非常重要，特别是对于经济转型中的发展中国家。目前，中国是世界上水电利用量最大的国家，总装机容量117000 MW，年发电量401200 GWh。三峡水电站是世界上最大的水电站。
生物质能源技术1、直燃生物质直燃及固化成型技术的研发主要集中在专用燃烧设备的设计和生物质成型的应用。已开发成功的成型技术按成型制品的形状可分为三类:以日本为代表开发的螺杆挤出技术、欧洲国家活塞挤出开发的圆柱块成型技术、美国开发的颗粒成型技术和设备。
2.生物质气化生物质气化技术是将固体生物质在气化炉内加热，同时通入空气、氧气或蒸汽，生成高品位可燃气体。其特点是气化率可达70%以上，热效率可达85%。生物质气化产生的可燃气体经处理后可用于合成、供热、发电等不同用途，对于生物质原料丰富的偏远山区意义重大，不仅可以改变他们的生活质量，还可以提高能效，节约能源。
3.液体生物燃料由生物质制成的液体燃料被称为生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油和生物甲醇。虽然利用生物质制造液体燃料起步较早，但发展缓慢。受世界石油资源、价格、环境保护和全球气候变化的影响，自20世纪70年代以来，许多国家越来越重视生物燃料的发展，并取得了显著成效。
4.沼气沼气是微生物在隔绝空气(还原)和适宜的温度、湿度条件下发酵产生的一种可燃气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料。无色无味，与适量空气混合后可燃烧。
①沼气的传统利用和综合利用技术。
中国是世界上发展沼气较多的国家。最初主要是农村户用沼气池，解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题。后来1936开始大中型沼气工程。此后，大中型废水、养殖污水、农村生物质废弃物和城市垃圾沼气的相继问世，拓宽了沼气的生产和使用范围。
20世纪80年代以来，以沼气为纽带，实现物质多层次利用和能量合理流动的沼气发酵综合利用技术，逐渐成为促进我国农村可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术，沼气用于农民的生活能源和农副产品的生产加工，沼液用于生产饲料、生物农药和培养液，沼渣用于生产肥料，北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽舍、厕所“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪果”模式。以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼气-鱼”、“草-牛-沼气”等模式，都是以农业为龙头，沼气为纽带，沼气、沼液、沼渣多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立，将农村沼气与农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业和养殖业的有效途径，成为农村经济新的增长点。
②沼气发电技术
随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展，沼气燃烧发电时出现了沼气利用技术。它利用发动机上厌氧发酵处理产生的沼气，并配有综合发电装置，产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全、环保的特点，是一种分布广泛、价格低廉的分布式能源。沼气发电在发达国家得到了广泛重视和积极推广。在一些西欧国家，生物质发电的并网电量约占总能量的10%。
③沼气燃料电池技术
燃料电池是将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。当燃料和氧化剂从外部连续供应到燃料电池时，它可以连续发电。根据电解质的不同，燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜(PEMFC)、磷酸(PAFC)、溶解碳酸盐(MCFC)和固体氧化物(SOFC)。
燃料电池具有能量转换效率高、清洁、无污染、噪音低等优点。它可以提供集中供电，也可以提供分散供电。是21世纪最具竞争力、最高效、最清洁的发电方式之一。在清洁燃煤电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇、空间电源等方面具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。
5.生物制氢氢气是一种清洁高效的能源，工业用途广泛，潜力巨大。近年来，生物制氢的研究逐渐成为人们关注的焦点，但将其他物质转化为氢气并不容易。生物制氢的过程可分为两大类:厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢。
6.生物质发电技术生物质发电技术是将生物质能转化为电能的技术，主要包括农林废弃物发电、垃圾发电和沼气发电。生物质发电作为一种可再生能源，在世界范围内越来越受到重视，在中国也越来越受到政府的重视和人民的支持。
生物质发电将废弃的农林剩余物收集、加工、整理，形成商品，防止田间秸秆焚烧造成的环境污染，改变村庄面貌，是我国建设生态文明和可持续发展的能源战略选择之一。如果我国生物质能利用达到5亿吨标准煤，可以解决我国目前20%以上的能源消耗，每年减少二氧化碳排放中的碳含量近3.5亿吨，减少二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放近2500万吨，将产生巨大的环境效益。更重要的是，中国的生物质能资源主要集中在农村。大力开发利用农村丰富的生物质能资源，可以促进农村生产的发展，显著改善农村面貌和居民生活条件，对建设社会主义新农村将产生积极而深远的影响。
核能发电技术核能发电利用铀燃料核裂变反应产生的热量将水加热到高温高压。核反应释放的热量远高于燃烧化石燃料释放的能量，但所需燃料量远小于火力发电厂。
纵观核电发展史，核电站的技术方案大致可以分为四代。
第一代核电站。核电站的开发和建设始于20世纪50年代。1954年，前苏联建成实验核电站，发电能力5兆瓦；
1957年，美国建成了发电能力为9万千瓦的希平港原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。在国际上，上述实验原型核电机组已成为第一代核电机组。
第二代核电站。20世纪60年代末，在实验性和原型核电机组的基础上，相继建成了压水堆、沸水堆、重水堆和发电能力达30万千瓦的石墨水冷堆等核电机组。他们进一步证明了核能发电技术的可行性和核能的经济性。目前世界上已投入商业运行的400多台核电机组中，大部分都是这一时期的简称，习惯上称为第二代核电机组。
第三代核电站。20世纪90年代，为了消除三里岛和切尔诺贝利核电站事故的负面影响，核电行业集中精力预防和缓解严重事故。美国和欧洲相继发布了《先进轻水反应堆用户要求文件》(URD文件)和《欧洲轻水反应堆用户要求》(EUR文件)，进一步明确了预防和减轻严重事故、提高安全性和可靠性的要求。在国际上，满足URD文件或EUR文件的核电机组通常称为第三代核电机组。第三代核电机组的要求是2010年前可以建成商用。
第四代核电站。5438年6月+2000年10月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国、阿根廷等10个有意发展核能的国家共同组成了“第四代国际核能论坛”，并与2006年7月5438+0签约，共同合作研发。
地热能技术利用高温地热资源的最佳方式是地热发电。200~400℃的地热能可以直接用来发电。
蒸汽式地热发电是将蒸汽田的干蒸汽直接引入汽轮发电机组进行发电，但在蒸汽引入发电机组之前，要将蒸汽中所含的钻屑和水滴分离出来。这种发电方式是最简单的，但是干蒸汽地热资源非常有限，而且大部分存在于深部地层中，开采难度较大，因此其发展受到限制。主要有两种发电系统:背压式和冷凝气体式。
1、热水地热发电①闪蒸系统
当高压热水从热水井抽到地面时，由于压力下降，部分热水沸腾并“闪蒸”成蒸汽，送入汽轮机做功；分离出来的热水可以继续利用后排放，当然最好重新注入地层。
②双循环系统
地热水首先流经热交换器，将地热能传递给另一种低沸点的工作流体，使其沸腾并产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功，然后进入冷凝器，再经过热交换器完成发电循环，地热水从热交换器回流，注入地下。该系统特别适用于含盐量高、腐蚀性强、不凝气含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效换热器。
2.当煤、石油、天然气的高品位能源用于地热供暖，锅炉变成低品位热水供暖时，是一种能源浪费，带来严重的大气污染。最好利用温度较高的低温地热资源(低于90℃)进行地热供暖。
①常规地热供暖
冰岛利用90℃以上的地下热水，实现了首都雷克雅未克100%地热供暖，全国90%地热供暖。它是地热供暖的典范，也是世界上唯一的无烟城市。天津地热供暖面积占全国70%以上，天津地下80℃地热资源丰富。地下热水可直接送入暖气片系统供热，单井昼夜产热水2000多立方米，可为654.38+万平方米建筑面积供热。初次循环后，地下热水温度降低到40~48℃，也可用于地暖，供暖可扩大2 ~ 4万平方米。
②地源热泵供暖
天津将地热水二次回流用于地暖(30~35℃)，再利用热泵提取热量，单井也可扩大供热5 ~ 6万平方米。
③地热温室种植
利用地热加热温室，甚至利用30℃左右的温水加热土壤，可以实施地热温室种植，冬季生产高档反季节鲜菜，北方地热温室生产香蕉、柑橘、高档花卉，满足宾馆、旅游和人民生活的消费需求，创造较高的经济效益。
④地热水产养殖
地热养殖的优点是:延长了一年中的养殖时间，可以高密度养殖特种鱼，可以提高单位水域成鱼产量。
海洋能技术1，潮汐能月球引力变化引起的潮汐现象导致海平面周期性升降。海水波动和潮汐流动产生的能量称为潮汐能。潮汐能的主要利用方式是发电。据世界电力大会估计，到2020年，全球潮汐发电将达到6543.8+000亿~ 3000亿千瓦。世界上最大的潮汐电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河电站，发电量为24万千瓦，已经运行了30多年。中国最大的潮汐电站是江夏试验性潮汐电站，总容量为3000千瓦。
2.波浪能波浪能是指海洋表面波浪的动能和势能，是风产生的，以势能和动能的形式被短周期波浪储存的一种机械能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及波前的宽度成正比。波浪能是最不稳定的海洋能源之一。
波浪能发电是利用波浪能的主要方式。此外，波浪能还可用于抽水、供暖、海水淡化和制氢。
3.海水温差能海水温差能是指表层海水和深层海水的水温差产生的热能，是海洋能的一种重要形式。在低纬度地区，海面水温高，与深层冷水存在温差，以温差储存热能，其能量与温差和水量成正比。温差能的主要利用方式是发电。
4.海水渗透率如果有两种盐溶液:一种是溶液中盐的浓度高，一种是溶液中盐的浓度低。然后两种溶液放在一起，用渗透膜隔开，就会产生渗透压，水就会从盐浓度低的溶液流向盐浓度高的溶液。河流中流动的是淡水，海洋中存在的是盐水，两者之间也有一定的浓度差。如果在河口放置涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压可以推动涡轮发电。渗透能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。