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[关键词]新能源;建筑节能;应用思路;构建
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0205-01
当前,能源危机是全社会面临的严峻问题,能源革命已经刻不容缓,新能源的开发以及利用是全社会的共同挑战。在建筑领域中,要合理开发利用新能源,改变人们现有的生活方式,实现建筑、环境与人的和谐发展,相辅相成。因此,新能源在建筑节能领域中的应用是未来建筑行业的重要命题,也是建筑行业长远发展的关键。
1.新能源的概念
新能源比传统能源具备来源丰富、可再生等优势,并且在一定程度上,新能源对生态环境不造成任何污染,属于清洁型能源,当前,我们主要把新能源分为三种,第一,生物质能;第二,可再生能源、小水电、海洋能、太阳能、地热能以及风能;第三,大中型水电。
当前,我国主要采用的新能源是海洋能、地热能、小水电、生物质能、风能、太阳能以及核能等,上述能源不仅可以再生,而且干净清洁、资源丰富,特别是太阳能和地热能,是当前最具前景和发展潜力的新能源。在化石能源几近枯竭的未来,人类将以新能源作为主要能源。
2.建筑节能的意义
2.1利于经济发展
能源是人类生存和发展的基础,社会的进步同样离不开能源,因此,能源消耗已经成为全社会共同关注的话题,能源短缺也会在一定程度上限制社会的发展。建筑物从建设到使用的整个阶段都会产生能源消耗,约占我国总能耗的四分之一,因此,建筑节能已经势在必行。
2.2改善生态环境
我国当前应用的主要能源是天然气、石油以及煤炭能不可再生能源,在使用过程中会排除有害气体,比如硫化物、氮氧化合物、二氧化碳以及一氧化碳,对生态环境造成严重污染。因此,建筑节能是改善生活环境、减少生态污染、提高经济效益的重要措施。
2.3提高生活质量
当前,随着社会的进步,人们对生活的要求也有所提高,对建筑环境提出新标准。但是良好的生活质量都需要能源的消耗,针对当前能源问题,建筑节能有更深刻的意义。建筑物在满足居住舒适的前提下,还要通过节能设计减少能源的消耗,利用新能源,提高居民生活质量。
3.新能源在建筑节能领域中应用的主要思路
近些年,能源短缺问题日益严重,因此,在建筑行业中,增强节能意识,利用生态环保技术以及新能源是建筑行业发展的趋势。将太阳能、地热能以及风能等新能源应用与建筑节能领域,不仅可以降低能源消耗,减少生态污染,提高生活质量,还可以提高建筑行业的社会效益。因此,新能源在建筑节能领域中的应用具有重要意义,以下主要介绍了地热能以及太阳能在建筑节能领域的应用。
3.1推广太阳能热水器
当前,太阳能技术的应用相对比较成熟,而太阳能热水器更是得到了一定程度的推广,太阳能热水器虽然价格高,但是优点比较多,可以减少能源消耗,不污染生态环境。太阳能热水器是目前应用最广,发展最快的新能源产业,我国太阳能热水器生产企业达到上千家,质量也有充分保证,使用寿命都在20年左右,推广太阳能热水器系统,可以进一步实现建筑节能。
3.2推广太阳能发电
太阳能发电的基本原理就是将辐射转换为人们所需要的电能,虽然我国一直在研究太阳能发电项目,但是其转换效率相对较低,当前转换率只能保持在百分之十左右,而转换率较高的发电装置,其价格也比较昂贵。在太阳能发电系统中,太阳能电池通常以硅作为材料,当前技术成熟,已经实行大规模生产,应用与我国文教、国防、科技、农业以及工业等领域。而在建筑节能领域,太阳能发电也是重要的发电方式,已经逐步成为建筑行业可持续发展的重要能源。
3.3推广被动式太阳房
被动式太阳房是建筑节能的重要应用,通过科学的利用辐射给建筑物提供热量,对其进一步推广可以有效降低生态环境污染程度,实现可持续发展,节约能源,具有十分重要的社会效益以及经济效益,是保护环境和提高社会经济的关键措施。当前,太阳房在我国已经得到广泛的应用和推广,太阳能建筑在建筑领域中不断被采用,经济效益显著。
建筑供暖基本都通过供热设备,而太阳房是利用建筑物吸收太阳能进行供热,根据建筑物的周围环境、朝向以及结构太阳能进行收集、储存和使用,充分提高建筑物的室内温度。同时,太阳房还有一个特点,夏天要比一般建筑凉快,十分舒服和经济。虽然当前被动式太阳房的建筑成本较高,但是随着科技的进步,以及供暖费用的提高,太阳房在建筑节能领域的应用会逐步普及。
3.4推广地热供暖
科学的利用和开发地热资源可以起到节约能源,避免环境污染的作用,具备可观的经济效益,在建筑节能领域,地热可以提供生活的采暖以及热水等。地热供暖以地下热水为能源,通过供热系统直接或间接的将热源提供给用户。当前,主要的地热供暖系统有调峰设备、换热站、井口设备、回灌井以及热井等,而调峰设备在经济方面具有比较强的竞争优势,在资源调配方面,不仅充分利用了地热资源,还确保了供热质量,供暖成本低于传统供暖方式。
4.结语
总之,促进建筑节能,利用新能源是提高居住水平、保护自然环境、减少生态污染、缓解能源危机的重要措施,是实现社会可持续发展的关键。建筑行业不能只追求建筑物结构的独特新颖而浪费能源,要强化建筑节能意识,保护自然、尊重生态,利用先进的技术为节约能源做出贡献。同时,建筑行业还要通过科学的节能规划和设计,将节能意识体现在建筑的各个环节中,使建筑物不仅具备时代感,还符合低耗要求。节能理念要贯彻于建筑的各个环节,使新能源充分在建筑节能领域中应用,推动我国社会的可持续发展。
参考文献
[关键字]高速铁路 节能环保效果 效益
[中图分类号] TE08 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-191-1
高速铁路又称高铁,是一种根据不同国家的不同地形、人口以及经济基础等不同情况作为参考资料而建设并是用的交通工具,主要以客运为主。近几年来我国一直在发展高铁事业,到目前为止我国最新建成的高速铁路最高时速可以达到三百千米以上,可以说十分便利和快捷。作为世界铁路发展的主要潮流,高速铁路不但具有十分明显的环保效果更可以做到节能减排,因为现代的高速铁路大多数都是使用电力作为主要能源,也就是所谓的以电代油,高速铁路的出现让铁路系统对于石油的依赖性慢慢的降低,让能耗结构产生优化,同时减少了油的使用便让碳的排放量降低,对于能源的节约以及环境保护都十分有利。
1论述高铁的节能环保效果
1.1有效解放土地减少占地面积
和公路交通系统相比,铁路系统载客量相对较多,同时占地面积也较小,一般来讲,铁路设施的占地面积多为公路系统占地面积的四分之一。以法国的TGV高速铁路为例,高速铁路的路基宽十四米,而相对于法国的高速公路的车道宽度,其高速铁路的宽度折合为占地面积之后也仅仅知识高速公路的四分之一左右,相当于一条高铁的运送效率等同于四条公路,效率十分高。另外如果将高铁和航空系统相比较来讲,航空系统的机场占地面积更为庞大,仍然以法国的巴黎戴高乐机场为例,刨去机场的建造复杂程度以及经费问题,光考虑面积相比较的话,戴高乐机场总面积为三万平方米,整整占据了巴黎市区面积的三分之一,而相对于机场,巴黎的铁路却仅仅是二点四万平方米,占地面积方面,高铁胜出。
在我国为了防止铁路系统对于城市产生切割效果,耗费大量土地,我国使用的桥梁建设方案获得了良好的效果,以桥代路的方式更加让高速铁路占地面积小的优势完全显露出来,以我国的京津铁路为例,这一段高速铁路建设直接节约了三千余平米,因此可以了解到,高速铁路具有极高的改进潜力,其占地面积较小,符合节能环保的要求。
1.2使用可再生能源以及新能源,节能高效
以我国的京津城际铁路为例,铁路系统中北京以及天津两个站点都使用钢化玻璃的顶棚,同时采用透光处理,白天利用自然的阳光进行照明,从一点一滴进行节能。同时北京站采用的热电冷三联供以及污水源热泵技术,节能效果明显,每一年可节约能源资金六百万余元,同时本站采用太阳能电池板辅助发电,每年的发电量为十八万千瓦时,节约了气势吨的煤炭。
1.3新能源使用,以电代油
随着科学技术的进步,石油的短缺带给人们更加深刻的反思,能源的危机想要化解就只能改善能源结构,大力开发新能源,作为交通行业的一种,高速铁路是一种开发新能源的十分理想的交通系统。我国一直进行研究的以电代油政策已经开始逐步实施,通过使用现代化的电气来带动列车前进,通过使用电气作为燃料来代替传统的石油能源,全面推进高速铁路电气化的发展,已经成为了世界公认的节能方法。我国近些年来铁路电气化推进速度在不断的加快,这几年电气化铁路已经增加了五千余千米,电气化铁路的工作量也在不断的上升,可以说进展十分顺利。
2高铁与其他交通方式环保程度比较
2.1能源消耗比较
高速铁路最主要的运输方式便是使用电气作为燃料,店里是一种新的能源,清洁可以随时更新,同样如此的能源也包括水利、太阳能以及核能。通过调查表明,高速铁路的你那个号和小汽车以及飞机相比,其能耗比例分别为一比五点三比五点六,高铁完胜其他交通工具。另外如果将高铁和公路和航空相比,按照每个旅客小号一单位的燃料行驶路程作为基础进行比较,那么三者的比例分别为1:0362:0.26,可以看出高速铁路的运输效率以及节能方式均比其他两种运输方式要理想。同时高铁的能耗也并不高,可以说是陆路运输中的佼佼者,同时使用高速铁路,推广电气化可以让人们对于石油的依赖性逐渐减少,环节石油的短缺危机,同时也可以推动二次能源的开发和利用,高铁的环境优势也明显高于汽车和飞机,节能效果十分显著。
2.2大气污染程度比较
相比较无时无刻不在释放二氧化碳等废气公路交通和航空运输产业,以电力作为主要能源的高速铁路可以说是一种十分清洁的运输工具,甚至高速铁路可以做到有害气体的零排放标准,是一种绿色的运输方式,对于空气的污染也是最轻的。使用电力的高速铁路可以有效的消除粉尘,防止煤烟的排放同时也有效的防止其他的废气污染,相比较高速铁路的环保效果,一架飞机可以做到每小时排放大量的有害气体,甚至包括形成酸雨的硫化物,给生态平衡以及公共建筑带来巨大的伤害,经过日本的一些专家研究表明,相比较于高速铁路的环保效果,汽车和飞机的废气排放量分别是高速铁路的五倍和六倍多。
3高速铁路的经济效益以及社会效益
相比较公路运输以及航空运输,高速铁路运输具有运载量大,效率高,速度快的优点,高速铁路的票价相对飞机要低,同时比客车迅速,更加舒适,十分容易吸引乘客的目光,据调查显示,大多数人出行更愿意做高速铁路而不是做飞机和汽车,拿日本的新干线为例,每年新干线可以创造九千多亿日元的经济效益。
高铁的出现可以代替传统铁路,速度更快,载客量更大,可以有效的让地区的经济发展得到平衡,同时提高交通以及物流的环境,让区域化逐渐消失,沟通区域之间的联系,解决了许多社会问题,有效的提高社会效益。
总之,高速铁路不仅速度快,效率高,还具有十分明显的节能减排效果,无论是经济效益或者社会效益都满足我国的需求,更是对于我国的可持续发展政策具有推动意义,对于视线社会经济的可持续发展具有重要的战略意义。
参考文献
关键词:公交车;太阳能;光伏电源;能源供给;绿色能源 文献标识码:A
中图分类号:TM914 文章编号:1009-2374(2015)32-0091-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.049
目前,环境污染和能源紧缺成为全球性问题,而随着经济的发展和城市化进程的加快,人们对能源的需求量越来越大,特别是电力消耗、能源紧缺成为制约社会经济发展的主要问题。所以,国家要积极推行和研发风能、水能、太阳能等清洁、无污染、可再生的新能源,缓解全球能源紧缺和环境污染问题。近几年太阳能光伏电源被广泛应用在交通运输中,取得较好的应用效果和社会效益,符合现阶段我国提出的可持续发展观念。
1 太阳能光伏电源概述
太阳能光辐射是一种取之不尽、用之不竭的能源类型,在地球大气圈以外,太阳辐射的功率密度为1.353kW/m2,到达地球表面时,一些太阳光被大气层吸收,其光辐射被降低。而在地球海平面上,正午垂直射向大地时,太能辐射的功率密度为1kW/m2,一般被作为是测试太阳能电池性能的标准光辐射强度。从这方面来看,太阳能的光辐射有比较大的能量辐射,每年到达的地球辐射能源相当于49000亿吨标准煤的燃烧,是一种比较理想的绿色能源。太阳能转换为光能主要有3种方式:光能―电能、光能―化学能、光能―热能。太阳能光伏带能的工作原理是半导体的光电效应,在纯硅中掺入5个电子的原子和磷原子,转化为带负电的N型半导体;如果掺入3个电子的原子,就转化为P型半导体。当P型和N型半导体结合在一起时会出现电势差,从而形成太阳能电能,从而使太阳能直接转化为电能,被称为光电转换,也就是我们常说的光伏发电。而快速公交系统建成BRT,它是一种新型公共客车运行系统,属于大运量交通运输方式。它主要是利用现代公交技术结合智能交通的运行管理方式,是目前比较先进和便利的交通方式。我国2012年新能源汽车与节能发展规划,提出新能源汽车技术与节能创新技术的发展,首次在政府的名义上将太阳能应用于交通运输中。而我国对一些国家这方面的研究表明,比如英国很早就颁布了电动汽车计划;日本长期坚持能源安全与产业竞争力提高的双重战略,积极制定电动汽车产业的发展,同时日本也比较重视低碳能源的研究与应用,重视科技创新。
2 太阳能光伏电源系统
2.1 太阳能光伏电源系统构成
太阳能光伏电源系统组成部件主要由太阳能电池板、逆变器、控制器以及蓄电池组成。其中太阳能电池板是构成太阳能发电系统的重要组成部分,它的主要作用是将太阳的辐射转化为电能,或者把太阳能的辐射能力通过蓄电池储存起来,或者是推动负载工作;太阳能控制器是整个光伏电源系统中工作状态的一种表现形式,它通过工作对蓄电池起到放电、充电等保护作用。另外,在温差比较大的情况下,控制器能够起到较好的温度补偿作用。而且控制器还有一些附加功能,比如时控开关、光控开关等。系统中蓄电池一般为铅酸电池,在光伏电源的微小型系统中,能够使用镍镉电池、镍氢电池以及锂电池,能够在有光束的环境下把太阳能电池板发出来的电能储存起来,需要的时候再释放出来。逆变器是太阳能光伏电源构成部件之一,太阳能一般直接输出24VDC、14VDC或者是48VDC,以便能向220VAC的电气提供电能,从而把太阳能发电系统所发出的直流电能转换为交流电能,这个转变过程就是DC-AC逆变器转换的。逆变器的选择标准是效率,效率越高系统的光电组件产生的直流电转换为交流电时产生的电量损耗就越少。从某种意义上说,逆变器的质量决定了发电系统的效益,所以在选购的过程中一定要注意使用质量过关的逆变器。
2.2 太阳能光伏发电系统分类
2.2.1 离网发电。在太阳能光伏发电系统中,离心发电系统一般配备有逆变器和蓄电池,一般情况下白天光伏产生的电能经过控制提供给负载,而且能够把系统产生的多余的电能存储到蓄电池中,在阴天或者下雨天将蓄电池内的能量通过逆变器转换为交流电提供给负载。这种应用一般在遥测、通信以及检测设备电源或者是航标塔、路灯中使用。这种通信方式应经被广泛应用于社会发展中,比如中国移动、联通公司等,近几年随着交通事业的发展,光伏电源逐渐被应用于公交、汽车及客车的领域,取得了较好的经济效益。
2.2.2 并网发电。并网发电是太阳能光伏发电的一种,并网发电系统主要是通过光伏阵列产生的直流电经过变速器转换为符合本项目工程电网要求的交流电之后直接接入电网系统中。在没有太阳的阴雨天,光伏阵列就不能产生电能,也无法满足负载需求时电网的供电。并网发电是直接将电能数据电网,在系统中不用配置蓄电池,设置了蓄电池的储能和释放过程,能够使系统充分利用太阳能阵列实施发电,从而减少能量损耗,降低系统成本,提高系统的经济效益。但是,如果系统需要专用的并网逆变器保证输出的电力满足电网电力对频率、电压的要求,可以实施电网并行,能够使太阳能光伏和电能作为本地交流负载的带能源,降低系统负载,另外并网能够对公共电网起到较好的调峰作用,它作为一种分散式发电系统,对传统的供电系统可能会产生一定的不良影响,比如系统发生的孤岛效应等。
3 太阳能光伏电源在公交车上的应用
目前,公交车上使用的能源一般是通过太阳能电池转换来的,功率密度较低,仍然不能单独成为动力来源,但是可以通过燃油汽车的启动蓄电池提供电能,以便保证车辆电能输送,防止车辆因电力不够而不能启动,同时能够减少发电机的负载,起到节约能源的作用,实现较大的使用效益。
3.1 燃油客车太阳能光伏电源的应用
图1 电动车太阳能系统
在燃油车的基础上采用太阳能电池的实施方案是一种比较简单的太阳能光伏应用模式,只需要在原来的系统中增加一个太阳能电池板和一个变换器。其工作框图如图1所示。系统的变换器一般由太阳能电池板供电,利用开关电源的模式进行设计,这样能够实现提高系统变换率、增加电压输入、提高电压的稳定性等优势。太阳能电压一般比较低,但是效率比较高。太阳充足的情况下,变换器会参与供电,而在太阳光线不充足的情况下,转换器就会停止工作,使整个太阳能模块不消耗整个汽车的电能,从而提高汽车的经济效益。
3.2 太阳能光伏电源的复合能源应用
在电动大客车中,纯电动汽车一般采用复合能源系统,能源装置一般由超级电容、太阳能电池以及蓄电池复合组成,太阳能电池与最大功率的电根据其串联结构实施能量转移,在这个过程中能够实现双向DC/DC变换器和超级电容的串联,形成2个串联回路,然后将这2个串联回路与系统的蓄电池并联在同一个直流母线上。在电能工作过程中,根据系统输出信号和指令合理、准确地判断系统工作状态,进而实施电能信号,实现电池检测功能,并科学、合理地调节系统能量和功率。此复合能源电流约束的整体控制策略一般由约束电流控制蓄电池,使电流处于安全区域。在实际工作中电动汽车大部分时间均是在行驶过程中,避免不了会出现上下坡或加减速,在这种工作状态下系统的负载电流也会随之产生较大的变化。此时如果负载电流超过蓄电池所能承受的最大电流,一般情况下为了避免蓄电池过度放电,可以用超级电容代替其释放电能,降低蓄电池的工作流量,从而起到保护蓄电池的作用。在工作工程中,对于能量回收功率,正功率表示能量源的输出功率,负功率代表其能量回收功率。超级电容吸收能源回收负功率,这部分电流的主要特点是峰值高、电流大,这部分电流如果由蓄电池直接实施回收,可能会损坏蓄电池,从而影响蓄电池的使用寿命;而工作过程中的正功率所有的输出功率均由蓄电池提供,超级电容主要负责吸收太阳能电池发出的电能,以便为下一个峰值到来时能够有足够的电源能量。这个过程中一般由超级电容和蓄电池同时供电,蓄电池提供车辆的额定功率,而超级电容提供峰值功率,或者在工作的过程中可以采用另一种没有超级电容的设计方案,此方案不采用DC/DC性超级电压,直接将电池板输出的电压转化为12V的低压,利用电池管理器监控电池状态,同时控制开关状态,完成对电压、电量较低的电池的充电。
4 公交车太阳能光伏能源的应用效益
目前,太阳能光伏电源的发电系统的造价比较高,就太阳能的发展趋势来说,太阳能光伏系统的造价会越来越低,而且国家在新能源使用方面会有更多的政策倾向,所以说该系统投资会越来越低。
我国每年大型客车的年产量比较大,据统计全国的公交运营客车超过了40万辆,可见公交行业是社会主要耗油行业之一,从这方面来看其承担着重大的节能减排任务,比较适合应用、推广新能源。全国各地的公交客车开始纷纷使用新能源,在北京、济南等地首先开始使用新能源,无论是燃油客车,还是新能源汽车都可以采用太阳能电池技术,实现节能减排的作用,而大客车的车顶面积比较大,安装太阳能电池板能够获得较大的电能,以便产生较好的经济效益和社会效益。近几年,国家对太阳能专题提出相关规划,将产业定位为中国先进新兴能源支柱产业。到2012年各地机关政府开始大力实施光伏电能,据统计,中国的光伏产能达到40GM左右,相对于世界每年需求的24GW来说,我国光伏产能出现过剩问题。但是光伏产能在未来的发展中具有较好的发展空间。目前政府主要支持独立光伏发电、并网光伏发电等,并根据市场发展规律和我国产业发展实际情况实施投资补助,一般情况下,政府会对光伏电网实施50%的补助,给予偏远地区的独立光伏点系统实施70%的补助,这样就大大降低了太阳能光伏电源的建设成本,提高了其使用效益。
目前,我国太阳能光伏电源成本已经出现下降的趋势,太阳能电池的价格逐渐下滑,光伏组件的单价以及蓄电池的单价均有所下滑,这些对于公交车能源使用问题具有较大的益处。比如在公交顶部大部分面积安装太阳能电池,如果每块太阳能电池按照20%的效益进行计算,假设一个地区的日平均太阳辐射量为12~13MJ/(m2・d),那么安装1600个标准太阳能电池,会产生640V的电压,采用40个12V的蓄电池进行充电,对于普通的晶硅太阳电池组件来说,其峰值功率其峰值功率一般为140Wp,组件价格为5元/W,成本为11200元加上其他的零部件,价格大概在22000元左右,以0.8元/kWh电价计算,经济回收7.2年,再加上政府补贴,能够实现较大的经济效益。
5 结语
在能源紧缺、环境污染的现代社会环境下,石油、煤炭资源等不能长久地维持社会的可持续发展,节能减排成为社会经济发展的主体曲,因此必须找到一种新型、环保能源代替不可再生能源,缓解生态压力。太阳能光伏电源的应用就很好地解决了这个问题。太阳能不仅是可再生资源,而且它清洁、无污染,在公交车上应用太阳能光伏电源,能够有效缓解环境能源紧缺和环境污染问题,具有较好的环境效益,提高公交行业的社会效益和经济效益。
参考文献
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在北京市级开发区中,北京八达岭开发区依托独有的区位优势和自然资源优势,在发展新能源产业方面蕴藏着巨大的商机与活力。中国水利水电科学研究院、北京玻璃钢研究设计院为开发区发展新能源产业提供了研发支撑。中材科技风电叶片股份有限公司、京城环保产业发展公司、北京计科能源新技术开发公司、北京天威英利公司成为发展新能源产业的龙头企业和项目载体。北京首座大型风电场――北京官厅风电场坐落在开发区西侧,向北京输送绿色电力,成为北京地区绿色能源利用的示范区域。开发区将按照“园区设备制造基地+周边新能源示范区”的发展模式,突出重点发展:
――风能、太阳能、生物质能、地热能等设备生产
――研发、实验,检测等生产服务配套
――周边示范区:如京能官厅电厂、大唐风力发电、天威英利光伏发电、中科院光热发电
完整的新能源产业研发、生产、应用、示范体系框架已经形成,新能源产业正引领着开发区步入飞速发展的快车道。
发展新能源产业资源丰富
在北京市大力倡导发展新能源与可再生能源、实现能源可持续发展的背景下,新能源和环保产业将作为新兴产业得到蓬勃发展,而北京八达岭经济开发区恰恰具备着得天独厚的风电、太阳能、地热能等方面的资源优势。
在太阳能方面,延庆县平均海拔比北京市区高500米,空气质量连续三年居全市第一,全年日照时数达2800小时,是北京地区太阳能资源最丰富的地区。
在风能方面,延庆位于北京的上风上水,拥有充足的风能资源。毗邻官厅水库的康庄地区是华北地区著名的风口,北京市能源投资有限公司测风结果显示:康西地区10米高平均风速5.4米/秒~5.8米/秒,70米高平均风速7.0米/秒~7.1米/秒,年有效发电小时数为1800小时以上,风能利用前景非常广阔。
在地热能方面,延庆地下有105平方公里的地热带,水温高达70摄氏度以上。
而在生物质能方面,延庆县总量达25.03万吨标煤。
一批新能源重点项目相继落户
记者了解到,由中材科技风电叶片股份有限公司投资建设的“年产800套兆瓦级风电叶片建设项目”已经在北京八达岭经济开发区开工建设。项目建成达产后,将形成最大年产1.5MW复合材料风电叶片1000套的能力,年均利润总额近9000万元,并可提供1000多个就业岗位,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益,也将成为八达岭经济开发区新能源和环保产业基地的发展引擎。
延庆良好的日照条件,吸引了中科院太阳能光热发电项目落户此地。该工程一期工程总投资1亿元,是一个由聚光、吸热、储热和蒸汽发生单元组成的1兆瓦太阳能塔式实验电站,预计到2009年完成所有安装工程,2010年完成测试正式上网发电,发电部的官厅水库南岸,一期工程安装33台风力发电机组,容量为5万千瓦,每年可提供1亿度的绿色电力,可满足10万户家庭生活用电的需求。奥运期间,官厅风电场生产的电能通过110千伏变电站直接输入北京电网,提供给市民和奥运场馆使用,对调整能源总量将达到270万度。
2008年8月19日,天威英利集团与八达岭经济开发区合作10兆瓦太阳能光伏发电站项目正式启动,该项目计划占地638亩,投资总额约9500万美元,项目建设周期为2年。此项合作不仅有助于增加延庆县作为北京市新能源示范县的内涵,更好地实施生态文明战略,并将拉动延庆新能源产业的发展。
【关键词】新能源;并网;关键技术;发展趋势
0 引言
两次科技革命过后,我们的科技程度与生产力进步程度都有了大幅的提高。随之而来的,也有负面影响。比如,化石能源等不可再生资源越来越少,环境污染也越来越严重。长此以往,地球上的化石资源等终将枯竭,届时人类的生存将面临严峻考验。不管是从我们赖以生存的自然环境,还是从我们无法离开的能源资源角度,找到可再生资源来取代传统的不可再生资源都是当务之急。一些国家和地区已经在着手计划以新能源来代替化石能源,并有了一定成效。我国的社会建设与人民群众的日常生活一样离不开电力供应,从环保与成本等方面考量,新能源发电技术代替传统化石能源技术必将成为主流。我国电力系统结构也将面临大的调整。但由于我国新能源研究较晚,技术方面并不是特别成熟,新能源发电技术还是小范围存在,没有成大规模投入使用,所以新能源发电技术的研究与发展还是当前需要工作人员继续努力推进的重点项目。
1 新能源并网发电系统的关键技术
1.1 新能源发电技术主要方式
新能源发电技术主要方式是分布式。分布式新能源发电技术主要突出了分布式和新能源两个特点。首先发电规模小,其次和电力用户距离不远,第三可单独给电力用户供电的形式就是分布式。传统能源以外的各种环保的、清洁的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠发电技术与储能技术两者结合的方式给电力用户提供电能。
1.2 新能源发电系统结构及关键部件
新能源发电系统中含有多个小型的新能源发电单元,这些小型的发电单元中可能包含风能发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电等多种能源发电形式。这些供电设备需经过逆变器,然后以并联的方式接入大电网,才能保证主网的安全稳定运行。
新能源发电系统的关键部位包括:并网逆变器、静态开关、电能质量控制装置。
1.3 新能源并网发电系统关键技术
新能源发电多以微网形式存在,下面主要分析微网技术。
1.3.1 微网的运行
微网的抗扰动能力不强,且我们无法控制自然资源。比如风力的大小,出现的时间,出现的频率等,这就导致微网的安全性不稳,需对其加强控制。
1.3.2 微网的故障检测与保护
微网系统中不仅存在单向潮流,也会包括双向潮流,传统的保护措施不再有效,可研发在不同于常规模式下运行的故障检测与保护控制系统。
2 新能源并网发电系统的发展趋势
我国的发电总量在世界上是名列前茅的,但因为我国人口众多,基数过大,人均电量就难以到达令人满意的水平。从另一方面来说,我国的人均用电量还有很大的上升空间,大力发展新能源并网发电技术,解决人民群众生产生活用电需求,既可填补用电缺口,又有利于综合国力的提升。目前环保问题已是全球性问题,能源问题亦然。传统的化石能源必然会被可再生新能源替代。所以说,新能源发电技术必将成电力发展的主流方向,以下就是几种新能源发电技术的发展趋势分析:
2.1 太阳能光伏发电
太阳能的最大优势在于方便廉价,存在面积广,只要有太阳的地方都可以利用,还可以分散到各家各户采用单独供电的方式。也可采用大规模发电方式并网运行。太阳能无污染无噪音,是一种重要的清洁能源。
我国76%的国土光照充沛,全年辐射重量约917-2333kWh/m2,理论总储量约为147*108GWh/a,且光照资源分布较为均匀,可以说是资源优势得天独厚,就基础条件来讲,我国的太阳能光伏发电前景是非常广阔的。目前,我国能源供应中所占比例最大的就是煤炭,占主导地位,其消耗量巨大,所带来的环境问题更是日益严峻。所以,不管是从环境角度,还是从能源角度,我国政府都在着手计划并已经初步采取措施来研制以可再生新能源来逐渐替代传统能源的技术。2007年我国制定的《可再生能源中长期发展规划》指出,截止2020年,太阳能光伏发电总容量将达到180万kW,且按有关专家预测,这一数字或有望达到1000万kW。从市场需求角度看,我国很多边远地区仍处于缺电甚至无电状态,电力缺口很大,加之我国经济发展迅速,可以预见,并网型太阳能光伏电站不日将进入市场,且发展潜力巨大。
2.2 风能发电
风能是一N可再生清洁能源,无污染、能量较大、发展前景良好。风能得到了各国的认同与重视。且风力发电在众多的可再生能源中属于成本较低的类型,即可并网运行,也可独立运行,又能与其他技术互补组成混合型发电系统。近年来,风力发电技术日趋完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经达到5MW,叶轮直径已达到126m。截止到2005年,全球装机容量为58982MW,其中风力发电量占总数的1%。中国已成为亚洲风电产业发展的助推者之一,总装机容量位居世界第八。日后,不论国内还是国外,风力发电技术与产业发展速度都会大大提升。
2.3 地热发电
地热发电也是新能源的一种,但其易受环境影响,利用方面小,对于大面积供电并不适合,但对于有地热资源的地方来讲,这又是一种福音。地热发电的开发和利用有利于拥有该资源的地区的经济文化发展,所以,地热资源也是一种不可忽略的新能源。
2.4 海洋能发电
利用海洋能发电主要是在海上,对人们的生产生活影响不大,且我国海域资源辽阔,海岸线长,所以,海洋能发电也是一种主要发电形式。
2.5 生物质能发电
我国是农业大国,每年都会有大量的农副产品遗留,且随着社会的发展,人民生活水平的提高,所产生的生活垃圾也是日渐增多。这些东西都可以作为发电的生物质能资源,既保护了环境又可以解决电力需求,所以,生物质能资源也有较大的发展空间。
3 结束语
综上所述,虽然新能源发电技术目前有一定成绩的取得,但是受种种因素的制约,可再生新能源的并网发电发展不是特别理想。为了走可持续发展的道路,要逐渐减少发电企业对传统的不可再生化石能源的依赖,大力发展可再生新能源的并网发电技术。将新能源研究纳入大电网的总体规划研究框架中。在坚强电网的高级配电运行框架下,新能源的发电并网一定能够快速发展并发挥重要作用。
【参考文献】
[1]孙佐.新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势[J].池州学院学报,2010,24(3):31-35.