世界十大可再生能源工程背景

今天，可再生能源发的电能要占美国总发电量的12%。然而，美国能源部属下的能源信息管理局(Energy Information Administration, EIA)认为风能、波浪、太阳能等可以生产全美93%的电能，可再生能源的潜力巨大无比。

如果可再生能源能够扮演更重要的角色，或者说在对抗全球气候变暖方面发挥更重要的作用的话，毫无疑问它必将迅速崛起。普林斯顿大学的科学家斯蒂芬·皮卡拉(Stephen Pacala)和罗伯特·斯卡罗(Roberts Socolow) 研究认为：要保持目前的碳排放水平，就必须从现在起到2055年间至少建造2百万兆瓦的可再生能源电厂，以有效代替现在的火电厂。

下边是世界十大可再生能源工程介绍：

世界上最大的陆上风力发电厂

美国德克萨斯州Taylor和Nolan郡的Horse Hollow风电厂

位于达拉斯西100英里(合160公里)，47,000英亩(合19,000公顷)的雪松、矮橡树让位于Horse Hollow风能中心的421座风涡轮，峰值发电量最高可达735兆瓦。这批风涡轮有2种型号，一种是由GE公司生产的，其发电能力为2911.5兆瓦；另一种由西门子(Siemens)公司生产，发电能力为1302.3兆瓦。该发电厂于2006年建成，由佛罗里达光能公司(Florida Power&Light)下的子公司NextEra Energy管理，该公司在全美境内可发40亿瓦的电能。　Horse Hollow风电厂的霸主地位不会长久，因为到2009年，E.ON 气候和可再生能源公司旗下的Rosecoe风电厂第四期工程竣工，它装有627座风涡轮，发电能力达781.5兆瓦。

其它在建的大风电厂还有：美国俄勒冈州的Shepherd’s Flat风电厂，装有303座风涡轮，发电能力800兆瓦；瑞典的Markbygden风电厂，装有1101座风涡轮，发电能力更是达到骇人的40亿瓦。

世界上最大的海上风力发电厂

英国林肯郡的Lynn and Inner Dowsing风电厂

从英国的Skegness海岸远远地就可以看到Lynn and Inner Dowsing风电厂，总装机容量为543.6兆瓦，峰值发电量最高达194兆瓦。每个涡轮直径有353英尺长(约107米)，彼此之间用Hub相连——Hub埋在海平面下265英尺(约80米)深的地方。涡轮固定在高高的铁塔上。该工程总耗资将近5亿美元。

到2009年底，Lynn and Inner Dowsing风电厂将会被209兆瓦的Horns Review 风电厂超过，该电厂修建在丹麦最西边19~25英里(即30~40公里)的北海上(North Sea)，总耗资达6.7亿美元。另有英国London Array在泰晤士河河口外修建的装机容量达1000兆瓦的风电厂将于2012竣工。

世界上最大的河流潮汐能电站

法国布列塔尼半岛的Rance潮汐能电站

世界上有好多巨大的可再生能源工程已矗立好久，如1967年建成、总投资约1.34亿美元的法国Rance潮汐能大坝，它是世界上最早也是目前依然第一大的河流潮汐能发电站。该电站的大坝位于Rance河的入海口处，涨潮、落潮之间的最大幅度有26英尺高(约合8米)。潮汐流反反复复经过大坝，电能也源源不断地产生，总装机容量达2410兆瓦。

不久以后，英国也将在英格兰和威尔士之间的Severn河口处修建一座潮汐能电厂。还有众多的电厂也会纷纷涌现，最大的潮汐能电厂大坝会有7.4英里长(12公里)装机容量更是达86亿瓦——即就是美国目前总电量的5%。

世界上最大的海上潮汐能电站

爱尔兰Strangford湾的SeaGen电站

　与风力发电相类似，风力带动涡轮旋转产生电流，潮汐能发电用的也是流体的动能，只不过它用的流体为潮汐流或洋流。装机容量有1.2兆瓦的SeaGen电站，实际上它是由一对涡轮组成，每个涡轮直径有66英尺长(即20米)，可以旋转180度，维修时可以将它们提升至水面上。小插图是正常工作情况下的涡轮。

到2015年，该纪录将会被建在韩国Wando Hoenggan Waterways的工程打破，该工程投资8.2亿美元，装机容量有300兆瓦，60英尺高(18米)的涡轮靠自身重力固定于海底。

世界上最大的太阳能热电厂

美国加利福尼亚州南部的SEGS电厂

美国加州南部的太阳能热电厂(Solar Energy Generating Systems, SEGS)自1990年建成后就一直独占太阳能热电厂的榜首，SEGS由分布在麽哈维沙漠(Mojave Desert)里相互独立的9个子电厂组成，总装机容量为354兆瓦。该电厂从设计、施工到运营皆由Luz跨国公司一手完成，不幸的是Luz公司最后因税收问题而破产倒闭。Luz公司的主席辞职后进入Brightsource公司，也是一家太阳能公司，该公司签了个大项目：即从现在到2017年建立14座太阳能电厂，总装机容量达2600兆瓦。新修建的太阳能热电厂将与SEGS截然不同：SEGS用长条形的槽子接受太阳能，而新建电厂将采用数以万计的镜面收集太阳能并将之反射聚焦于更便宜、更高效的中央集热塔上。

世界上最大的太阳能光电厂

西班牙Olmedilla Photovoltaic Park电厂

Olmedilla光电厂(Photovoltaic, PV)用16, 2000块太阳能光电板组成，晴朗天气下一天可以产生60兆瓦电能。该工程费时15个月建成，总投资有5.3亿美元。Olmedilla光电厂采用的是传统的硅面板，又贵又笨重。而所谓的“薄膜式(thin-film)”太阳能面板价格会便宜些，尽管其单位面积的产能要低些。很快墨西哥南部的Rancho Cielo Solar Farm光电厂就会建成，该工程预计耗资8.4亿美元，占地面积285公顷，发电量600兆瓦，全部采用“薄膜式”面板。

世界上最大的地热田

美国加州Sonoma and Lake县境内的大间歇泉　尽管由上世纪80年代时最高2000兆瓦的产量降到现在的1000兆瓦，大间歇泉依然是世界上最大的地热田，它所产生的电能占加州北海岸地区总电量的60%多。美国第一座地热电厂是在1960年于大间歇泉上建成，当时的发电量为11兆瓦，现在该地区单个电厂的平均发电量为50兆瓦。但是印尼很快要修建最大的地热电厂，其发电量达330兆瓦。

世界上最大的生物能电厂

芬兰Oy Alholmens Kraft生物能电厂

位于芬兰境内的Oy Alholmens Kraft生物能电厂，燃烧物来源主要有树皮、树枝和泥炭，工厂里安装着世界上最大的锅炉——产生550兆瓦的热能，可以输出的最大电能为240兆瓦，同时产生160兆瓦的蒸汽(可供附近的工厂和居民使用)。工厂的经理介绍道：我们一天得要120车满载的生物燃料才行，每车燃料仅仅够燃烧6-7分钟。

到2010年，威尔士宣称要建一座350兆瓦的生物电厂，问题是它得从加拿大进口木材等燃料，这让人不由地怀疑它的可再生性。

世界上最大的波浪能电厂

　葡萄牙波浪能电厂　世界上第一座也是唯一的一座商用波浪能电厂有500英尺(约150米)长，11英尺(约3.5米)宽，它像蛇一样蜿蜒，部分漂浮于海面部分侵入海里。该工程耗资1300万美元，目前发电量为2.25兆瓦，西班牙计划扩大规模以使总发电量达到21兆瓦。

世界上最大的水电站

中国三峡水电站

2007年12月18日，中国的三峡水电站发电能力达到141亿瓦，超过了巴西和巴拉圭边界上的发电量140亿瓦的Itaipu水电站，成功登上了世界第一的宝座。三峡水电站位于中国南部的长江上，距湖北省宜昌市约40公里。到2011年，三峡大坝发电量会有180亿瓦，相当于18个大型核电厂，它的一个主发电机组发电能力就有700兆瓦。总工程建设耗资260亿美元。

预计在2020-2025年完工的Grand Inga大坝(大因加工程)，位于刚果共和国的刚果河利文斯顿瀑布群上，其发电装机总量达3900万KW。

另：预计在2050年，中国也有可能在西藏墨脱县雅鲁藏布江大拐弯上修建墨脱水电站，其装机容量同样高达3900万KW。可谓执世界级巨型水电站的两只牛耳。

本文翻译自《科学美国人》2100433B

《中国电气工程大典：可再生能源发电工程（第7卷）》是由中国电工技术学会、中国机械工程学会、中国电机工程学会、中国动力工程学会和中国水力发电工程学会共同组织全国电气工程各领域的著名专家、学者编纂而成的。它是一部全面系统反映电气工程各领域最新成就和技术水平的综合性工具书。《中国电气工程大典》包括现代电气工程基础、电力电子技术、电气工程材料及器件、火力发电工程、水力发电工程、核能发电工程、可再生能源发电工程、电力系统工程、电机工程、输变电工程、配电工程、船舶电气工程、交通电气工程、建筑电气工程、电气传动自动化15卷。

《中国电气工程大典：可再生能源发电工程（第7卷）》主要供电气工程领域技术人员和管理人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考。

本书阐述了可再生能源技术的原理、工艺、设备及其应用。内容涉及：可再生能源的类型、太阳辐射、太阳能热水器、太阳房、太阳能干燥及太阳能温室、太阳能光伏发电系统，生物质的直接燃烧与压缩成型技术、生物质热裂解技术、生物质气化技术、沼气工程、燃料乙醇技术、生物质制氢及生物柴油技术、风能工程、水能、地热能及海洋能技术等。

序

前言

本卷前言

第1篇概论

第1章概述

1.1可再生能源

1.2可再生能源资源

1.3可再生能源发电技术

第2章开发现状和发展趋势

2.1风力发电

2.2光伏发电

2.3太阳热发电

2.4生物质能发电

2.5海洋能发电

2.6地热发电2100433B