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可持续能源可持续能源被认为是包括所有可再生来源，如生物燃料，太阳能发电，风力发电，海浪发电，地热发电和潮汐发电。它通常还包括提高能源效率，常规裂变动力有时被称为可持续。核电，潜在的两个核动力源裂变用于目前所有的核电厂。聚变是能量的反应。这两种形式中创建放射性废物激活结构材料，它是可持续发展的问题之一。聚变产生远低于或几乎零辐射。裂变能的长期可持续性取决于铀和钍的可开采量是对经营者的能力，安全地处置废物和关于预防重大事故。聚变发电的长期可持续性取决于是否切实可行，能够负担得起的技术开发。第一代技术包括水电，生物质燃烧，地热发电和热量。其中一些技术仍在广泛使用。在可再生能源，水电站已有100年以上的经营。此外，水电站干净，几乎没有排放。批评针对大型水电站包括：大量的二氧化碳释放在施工和水库洪水。第二代技术第二代技术包括太阳能加热和冷却，风力发电，现代形式生物能源和太阳能光伏。太阳能加热系统是众所周知的第二代技术，一般的太阳热能收集器，可用于加热生活热水，游泳池水，或空间加热。也可用于工业用途或作为其他用途的能源投入，如冷却设备。在许多气候条件下，太阳能加热系统，可提供非常高的比例（50至75％的生活热水能源）。风力发电，有很高的潜力，并已实现相对较低的生产成本。全球截至2008年年底风电场能力120791兆瓦，在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。第三代技术第三代技术仍在发展，包括先进的生物质气化，生物炼制技术，集中太阳能热力量，干热岩石地热能源和海洋能。进展纳米技术也可发挥重大作用。第一代和第二代技术已经进入了市场，和第三代技术，依赖于长期的研究和发展的承诺，在公共部门发挥作用而定。2008年的综合成本效益分析审查能源解决方案在全球气候变暖等问题方面排名风力发电结合电池电动车最有效；其次，集中太阳能发电，地热发电，潮汐发电，光伏，海浪发电，煤炭捕获和储存，核能；最后生物燃料。能源效率实现能源可持续发展的转变，往往带来巨大的经济利益。可再生能源和能源效率有时被说成是“两大支柱的可持续能源政策”。可再生能源（和能源效率）投资的增长表明未来可持续能源正在成为主流。气候变化加上关注高油价并增加政府的支持是推动在可持续能源产业的投资不断增加的动力。太阳能太阳能发电是阳光转化成电力的结果。太阳能发电的方式有很多种。大体上分为光热式和光电式两种。光电式是阳光直接转换为电能，使用光伏（PV）；光热式是间接地采用聚光太阳能发电（CSP），集中太阳的能量来烧开水，然后用于提供电力。太阳能电池板属于光电式太阳能发电，直接把太阳能转换成直流电，再通过交直流转换送到电网。光热式发电就是先把光转成热能，再用传统的热力发电方式去发电。实际应用较多的有两大类，三种形式。一类是用太阳能烧水的集中式热力发电，一类利用Stirling电机技术的分布式发电。一、集中发电是把太阳能转换成热能以后，集中送到发电单元，一般就是传统的同步蒸气发电机。主要有两种热量采集方式，一个是槽式，如图1。每一排反光镜上方都有一根管子，是接收器，用来吸收热量，加热里面的流体（合成机油、熔盐、蒸气等）。图1槽式光热太阳能集中发电聚光太阳能发电系统另一种是塔式，如图2。塔式光热太阳能集中发电，接收器在塔上面。这些接受器把这些热量被收集起来以后，可以直接送到传统的热力发电单元发电，或送到热量存储单元储藏起来。这两种方式比较而言，塔式的光热转换效率高一些，现在应用前景比较看好。槽式安装和运行都要简单些。从电力系统运行角度来看，槽式光热发电似乎更好一些。这主要是因为槽式发电的光热转换特性比较简单，在一个太阳能电场内基本上可以用单一模型来描述。但是塔式发电就不一样，每个反射镜的效率要受到接收塔的相对位置的影响，同时也受到太阳位置的影响。这种模型上的复杂度，对太阳能发电预测的影响很大。和集中式光热发电不同，Stirling技术用的是一口锅一台机的发电模式，如图3。每个大锅带一个Stirling异步发电机，发出的电再经过交直流转换送到电网。这类太阳能电场的内部接线方式和风力电场很象。优点是光热效率高，缺点是电机安装比较费事，而且需要交直流转换。从电力系统运行角度来看，任何需要交直流转换的太阳能发电方式（光电式和Stirling）都要吸收无功功率。虽然可以进行就地补偿，但对电网电压稳定有潜在的威胁。相反，集中光热发电因为采用的是同步发电，对电力系统电压稳定是有帮助的。在现有技术条件下，和另外两种太阳能发电相比，集中式光热发电还有一个更大的优势，就是热存储。可以在白天把多余的太阳能存储起来，晚上再用。现在最常用的热存储方式是融盐。一般可以在日落之后保持4~5小时的发电能力。这不仅提高了太阳能的利用率，也提高了发电设备的利用率。本来，现在集中式光热发电的效率就比光电式要高，热存储技术的应用使得集中光热发电更加具有成本优势。光伏太阳能电池或光伏电池（PV）是一种光转换成电流的装置，利用了光电效应。光伏电池包含多种类型，如薄膜，单晶硅，多晶硅和非晶硅电池，以及太阳能集中等。11MW光伏太阳能发电厂光电式发电的最大的优势在于可以布置到负荷侧，而且可以分布式布置，比如所谓的屋顶太阳能电池，大型仓库、超级市场的屋顶可以安装总发电量超过200MW太阳能电池。IU随着太阳能发电的推广，太阳能发电预测是现在比较热门的一个话题，对电力系统的运行和有重要影响。相对于风力发电来说，太阳能发电在预测方面具有天然优势。风越大，预测得越不准，或者说波动越大；而天越晴，对光强度的预测越准。但是，太阳能预测和风预测相比，也有弱点。主要是较小的云块对太阳的遮挡不好预测，即使是用卫星图片也一样。这样有可能导致太阳能发电实际输出和预测在瞬间变化很大，对电网运行带来冲击。相比之下，风乍起乍停根据 各类数据现在都能较好地预测。太阳能预测主要包括预测软 件和预测设备（主要是一些传感器、探测仪）。随着分布式 太阳能发电的增加，太阳能预测设备的需求也会相应增加。 风力发电 风能是因空气流做功而提供给人类的一种可 利用的能量，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 （由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动 力传送至发电机，利用涡轮叶片将气流的机 械能转为电能而成为发电机。 到2008年为止，全世界以风力供应的电力已超过全 世界用量的1%。近年，利用风来产生电力所需的成 本已经降低许多，在许多地点使用风力发电的成本 已低于燃油的内然机发电。风力发电年增率在2002 年时约25%，现在则是以38%的比例快速成长。 2003年美国的风力发电成长就超过了所有发电机的 平均成长率。自2004 年起，风力发电更成为在所有 新式能源中已是最便宜的了。在2005 年风力能源的 成本已降到1990 年代时的五分之一，而且随着大瓦 数发电机的使用，下降趋势还会持续。