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關(guān)鍵詞 :生物質(zhì)氣化 焦油 脫除轉(zhuǎn)化
一、了解焦油的基本情況
在我們?nèi)粘I钪心阋苍S會常常用到焦油的產(chǎn)品,很多人對焦油的了解不多,焦油是有機物經(jīng)過加熱干餾的產(chǎn)物,常見的為煤焦油,木材干餾也產(chǎn)生木焦油,泥炭干餾和石油分餾也產(chǎn)生焦油。焦油產(chǎn)生的途徑生物質(zhì)是一種豐富的資源,它作為可再生能源受到人們的關(guān)注,隨著能源危機意識的提高人們對其性能的研發(fā)不斷深入。生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化對于產(chǎn)生燃料、化學(xué)原料以及生物質(zhì)的完全燃燒和充分利用都是一種很有效的方法。
煤焦油是焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品,其組成很復(fù)雜,大多情況下是由煤焦油工業(yè)專門進行分離、提純并且利用,可分離出多種產(chǎn)品,目前提取的主要產(chǎn)品有:萘、酚、蒽、菲 、咔唑、瀝青等幾種。目前焦油精制廠家已經(jīng)可以從焦油中提取230多種產(chǎn)品,并向大型化方向發(fā)展。
二、生物質(zhì)氣化及其過程
生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)下,借助空氣、水蒸氣的作用,使生物質(zhì)發(fā)生熱解、氧化和還原反應(yīng),最終轉(zhuǎn)化為一氧化碳、低分子烴類等可燃氣體的過程。
中國可用的固體生物質(zhì)數(shù)量巨大,主要以農(nóng)業(yè)和木材廢物為主。生物質(zhì)分布分散,收集和運輸困難,在中國目前的條件下,難以采用大規(guī)模燃燒技術(shù),所以200―5000kW的中小規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)在中國有獨特的優(yōu)勢。由于中國電力供應(yīng)緊張,而生物質(zhì)廢棄物浪費嚴(yán)重,價格低廉,所以生物質(zhì)氣化發(fā)電的成本具備進入市場競爭的條件。中國已完成了多種氣化爐的研制,已使用的氣化爐有上下吸式、敞口式和流化床等。各種氣化爐從原理上講都可以用于氣化發(fā)電,但目前研究完成并正常運轉(zhuǎn)的主要有三種,即敞口下吸式,下吸式及循環(huán)流化床,發(fā)電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦,這為氣化發(fā)電技術(shù)的進一步發(fā)展提供了條件。氣化發(fā)電比較適合中國當(dāng)前的經(jīng)濟和發(fā)展現(xiàn)狀。中國的生物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)較好,解決二次污染后就具備與其他常規(guī)發(fā)電技術(shù)競爭的條件。為了發(fā)展并盡快推廣生物質(zhì)氣化技術(shù),應(yīng)該研究焦油處理技術(shù),徹底消除二次污染;改進氣化發(fā)電技術(shù)與系統(tǒng),提高整體效率,進一步降低發(fā)電成本;制定保證政策,鼓勵生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用,使大眾較快得接受生物質(zhì)氣化發(fā)電。
三、重點推行熱解工藝及影響因素
(一)熱解工藝包含的類型
從對生物質(zhì)的加熱速率和完成反應(yīng)所用時間的角度來看,生物質(zhì)熱解工藝基本上可以分為慢速熱解和快速熱解(反應(yīng)時間少于0.5s時稱為閃速熱解)兩種類型。由于工藝操作條件不同,生物質(zhì)熱解工藝又可分為慢速熱解、快速熱解和反應(yīng)性熱解幾種。在慢速熱解工藝中又可以分為炭化和常規(guī)熱解。
慢速熱解,傳統(tǒng)上稱干餾工藝、傳統(tǒng)熱解工藝,已經(jīng)具有幾千年的歷史,是一種以生成木炭為目的的炭化過程,加熱溫度在500~580℃稱為低溫干餾,加熱溫度在660~750℃稱為中溫干餾,加熱溫度在900~1100℃稱為高溫干餾。將木材放在窯內(nèi)加熱,可以得到占原料質(zhì)量30%~35%的木炭產(chǎn)量。
快速熱解是將磨細的生物質(zhì)原料放在快速熱解裝置中,嚴(yán)格控制加熱速率(10~200℃/s左右)和反應(yīng)溫度(大概500℃左右),在缺氧并且被快速加熱到較高溫度時引發(fā)大分子的分解,產(chǎn)生了小分子氣體和可凝性揮發(fā)分以及少量焦炭產(chǎn)物??赡該]發(fā)分被快速冷卻成可流動的液體,成為生物油或焦油。快速熱解在極短的時間內(nèi)和強烈的熱效應(yīng)下直接產(chǎn)生熱解產(chǎn)物,然后迅速淬冷至350℃以下,最大限度地增加了液態(tài)油。
常規(guī)熱解是將所用原料放在常規(guī)的熱解裝置中,在中等溫度及反應(yīng)速率條件下,經(jīng)過數(shù)小時的熱解,得到占原料質(zhì)量的20%~25%的生物質(zhì)炭及10%~20%的生物油。
(二)熱解影響因素
總的來講,影響熱解的主要因素包括化學(xué)和物理兩大方面?;瘜W(xué)因素包括一系列復(fù)雜的一次和二次反應(yīng);物理因素主要是反應(yīng)過程中的傳熱、傳質(zhì)以及原料的物理特性等。具體的操作條件表現(xiàn)為:溫度、物料特性、催化劑、滯留時間、壓力和升溫速率。
在生物質(zhì)熱解過程中,溫度是一個很重要的影響因素, 它對熱解產(chǎn)物分布、組分、產(chǎn)率和熱解氣熱值都有很大的影響。生物質(zhì)熱解最終產(chǎn)物中氣、油、炭各占比例的多少,隨反應(yīng)溫度的高低和加熱速度的快慢有很大差異。一般地說,低溫、長期滯留的慢速熱解主要用于最大限度地增加炭的產(chǎn)量,其質(zhì)量產(chǎn)率和能量產(chǎn)率分別達到30%和50%。
溫度小于600℃的常規(guī)熱解時,采用中等反應(yīng)速率,生物油、不可凝氣體和炭的產(chǎn)率基本相等;閃速熱解溫度在500~650℃范圍內(nèi),主要用來增加生物油的產(chǎn)量,生物油產(chǎn)率可達80%;同樣的閃速熱解,若溫度高于700℃,在非常高的反應(yīng)速率和極短的氣相滯留期下,主要用于生產(chǎn)氣體產(chǎn)物,其產(chǎn)率可達80%。當(dāng)升溫速率極快時,半纖維素和纖維素幾乎不生成炭。
四、生物質(zhì)的液化發(fā)展
世界石油儲量在逐步減少,而經(jīng)濟快速發(fā)展對能源得需求越來越多,未來的一定時期內(nèi)將需要煤炭和生物質(zhì)液化等代替性液體燃料。煤炭豐富、石油缺乏、燃氣匱乏是我國能源結(jié)構(gòu)的基本特點,2000 年左右,我國探明可采石油儲量可供開采二十年。我國煤炭占終端能源消費的比例高、煤炭消費方式落后、原煤轉(zhuǎn)化利用程度低,因此,我國煤炭資源利用效率低,生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重。煤炭是最主要的一次能源,世界各國越來越重視高效潔凈能源的使用。煤液化技術(shù)是煤綜合利用的一種有效途徑,可以將煤炭轉(zhuǎn)化成潔凈高熱值的燃料油,減輕污染,還可以得到珍貴的化工產(chǎn)品。我國是生物質(zhì)資源豐富的農(nóng)業(yè)大國,每年農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便總資源干物質(zhì)、全國城市生活垃圾產(chǎn)量、林業(yè)廢棄物和可資源利用的柴薪等生物質(zhì)能資源約為五十億噸標(biāo)煤,充分利用生物質(zhì)能是解決石油資源不足的重要途徑。我國在生物質(zhì)資源的利用方式主要通過直接燃燒來獲得能量,效率低下,資源浪費,環(huán)境污染嚴(yán)重。因此,對煤和生物質(zhì)的高效利用技術(shù)的開發(fā)與研究在中國顯得迫切和重要。煤和生物質(zhì)的液化技術(shù)在理論方面和一些工藝技術(shù)上沒有得到很好的解決,主要包括:煤結(jié)構(gòu)的研究及其與液化反應(yīng)性的關(guān)系,催化劑的中毒、催化劑的研發(fā)、固固和固液分離及如何使反應(yīng)條件溫和化和產(chǎn)品的高附加值化。解決這些問題對發(fā)展煤化學(xué)理論、開發(fā)高效的煤液化工藝有重要的指導(dǎo)意義。
比如在不同的反應(yīng)條件下,進行稻草的加氫液化,考察了催化劑、壓力等因素對生物質(zhì)加氫液化的影響。在反應(yīng)溫度為300℃的條件下,隨著催化劑的量的增加轉(zhuǎn)化率、油氣收率顯著增加而焦渣的產(chǎn)率下降,可知加入的催化劑有助于稻草的加氫液化。在氫壓5.0Mp加入相同的催化劑的條件下,轉(zhuǎn)化率和油氣收率有所降低,焦渣和瀝青烯的收率上升而前里清晰的收率下降表示溫度的上升對稻草的加氫液化是不利的,由300℃和350℃的比較可知:此時溫度對于稻草加氫液化的影響不大。在同一溫度下、加入相同的催化劑條件下,在5%催化劑250℃條件下,轉(zhuǎn)化和油氣收率顯著提高而焦渣收率降低??芍獕毫Φ纳仙龑τ诘静莸募託湟夯兄@著的提高,有利于稻草的加氫液化,而且瀝青烯和前瀝青烯的收率無明顯的差別。。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:汽輪機調(diào)節(jié)和保護系統(tǒng);505E;TSI;ETS
中圖分類號:TK269文獻標(biāo)識碼: A
概述
宜城生物質(zhì)熱電廠是我公司設(shè)計的第一個生物質(zhì)發(fā)電廠,對以后承接生物質(zhì)發(fā)電方面的工程具有重要意義。生物質(zhì)發(fā)電廠以秸稈為燃料進行發(fā)電,具有節(jié)能環(huán)保的效果,是國家提倡的節(jié)能環(huán)保項目之一。
宜城生物質(zhì)熱電廠新建2x15MW高溫高壓抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組,配2臺75t/h燃秸稈水冷振動爐排,主要燃料為宜城當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中廢棄的水稻稈和麥稈等。
汽輪機控制系統(tǒng)介紹
2.1 汽輪機簡介
本機組是由青島捷能汽輪機股份有限公司提供的C15-8.83/0.98型汽輪機,高壓、單抽冷凝式。額定功率15MW,額定進汽壓力8.83MPa,額定進汽溫度535℃,額定抽汽壓力0.98MPa,額定轉(zhuǎn)速3000r/min。
2.2 汽輪機控制系統(tǒng)
本機組汽輪機控制系統(tǒng)采用南京科遠公司提供的NT6000集散控制系統(tǒng)(DCS),實現(xiàn)各參數(shù)的監(jiān)視和控制,并與其他子系統(tǒng)進行通訊。汽輪機調(diào)節(jié)和保護系統(tǒng)采用成熟、先進的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH(Woodward 505E)、TSI(8000B)和ETS等系統(tǒng),各系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)配合,各參量信號傳遞準(zhǔn)確、可靠,機組才能正常工作。
3 汽輪機調(diào)節(jié)和保護系統(tǒng)
3.1汽輪機調(diào)速系統(tǒng)
3.1.1 505E控制原理
宜城生物質(zhì)熱電廠汽輪機控制系統(tǒng)是以美國WOODWARD公司生產(chǎn)的Woodward 505E微處理器為核心,電液轉(zhuǎn)換機構(gòu)和油動機為執(zhí)行器的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速信號與調(diào)節(jié)閥開度信號進入505E控制系統(tǒng),通過放大器、PID調(diào)節(jié)器等輸出4-20mA電流至電液轉(zhuǎn)換器,電液轉(zhuǎn)換器通過調(diào)節(jié)泄油口的大小來輸出不同的二次油壓,二次油壓的變化使錯油門上移或下移,使油動機進泄油,驅(qū)動活塞桿上下移動,調(diào)節(jié)了調(diào)速汽門的大小,從而調(diào)節(jié)進汽量及負荷,自帶楔型反饋板使錯油門復(fù)位,而新的轉(zhuǎn)速與調(diào)節(jié)閥開度及各新參數(shù)重新進入505E控制器處理,直到調(diào)節(jié)穩(wěn)定。
3.1.2 505E數(shù)字電液控制系統(tǒng)與其他類型DEH系統(tǒng)的比較
汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH分為電子控制部分和液壓調(diào)節(jié)保安部分。透平油數(shù)字電液型控制系統(tǒng)以數(shù)字電子控制系統(tǒng)為核心,控制信號通過電液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為液壓信號去控制油動機。其基本設(shè)計思想為采用美國MOOG公司生產(chǎn)的DDV型電液伺服閥,流經(jīng)電液伺服閥的透平油經(jīng)過兩套過濾裝置,使油質(zhì)滿足要求。電液伺服閥接受DEH指令,通過改變控制油口的開度來改變油動機脈動油壓,進而改變油動機的開度;在油動機活塞桿上增設(shè)雙冗余LVDT作為反饋定位,以取代原來的滑閥反饋;增設(shè)可調(diào)節(jié)流閥,用以調(diào)整油動機零位。
宜城生物質(zhì)熱電廠汽輪機為小型汽輪機,選用不帶獨立油源的透平油數(shù)字電液控制方式,既節(jié)省成本,也滿足了控制要求。由于MOOG DDV伺服閥,雖然調(diào)節(jié)靈敏、精確度很好,但抗污染度相對較差,清洗后調(diào)節(jié)線性發(fā)生變化,控制點易產(chǎn)生漂移,后期維護費用較大。而德國VOITH公司生產(chǎn)的VOITH閥雖動作較遲緩,但抗污染度極強,適合在中國使用。本工程選擇使用VOITH閥,將電子式調(diào)速器的4-20mA信號轉(zhuǎn)換成液壓信號提供給油動機,從而控制汽輪機的調(diào)節(jié)汽閥,進行汽輪機的速度控制、開機和速關(guān)等,其運行良好,具有一定的優(yōu)越性。
汽輪機危急遮斷系統(tǒng)
汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)是汽輪發(fā)電機組實現(xiàn)安全保護功能的重要設(shè)備,該系統(tǒng)監(jiān)視汽輪機的一些重要參數(shù),當(dāng)其中的任何1個參數(shù)越限時,ETS系統(tǒng)將關(guān)閉汽輪機的所有主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥,使汽輪機緊急跳閘停機,以保護設(shè)備和人身安全。ETS是確保機組安全運行的最后一道自動保護裝置,因此,對系統(tǒng)的可靠性和快速性有非常高的要求。ETS系統(tǒng)留有所有跳機信號的輸出接口(SOE)及相應(yīng)的與DCS聯(lián)絡(luò)使用的輸出接口等。
本機組ETS采用PLC作為主機,采用雙電源雙CPU冗余設(shè)計??梢苑奖愕卦O(shè)計首出信號,以供電廠分析引起機組跳閘的真正原因。同時,它可以將跳閘信號傳送給其它監(jiān)控系統(tǒng)。跳閘系統(tǒng)是這樣設(shè)計的:將所有需要汽輪機跳閘的信號進行匯總,如汽機軸向位移大、軸振動大、TSI超速、凝汽器真空低等信號進行匯總到ETS,然后統(tǒng)一出口到跳閘電磁閥。
圖1 ETS跳閘原理圖
該跳閘邏輯是雙通道的設(shè)計方法,1、3為通道一;2、4為通道二。只有當(dāng)通道一和通道二中至少有一個電磁閥動作,壓力油才能泄入回油,達到機組跳閘的目的,因此在系統(tǒng)運行過程中,可以通過對第一或第二通道進行在線試驗,隨時檢測每個通道能否正常工作。同時在跳閘塊中設(shè)計了聯(lián)鎖壓力開關(guān)SWI、SW2,使通道一和通道二能相互閉鎖,不能同時進行在線試驗,防止兩個通道因為誤操作而造成誤跳閘。也可以使每個通道進行在線維修。
3.3 汽輪機超速保護
汽輪機控制和保護系統(tǒng)協(xié)調(diào)運作,使汽輪機更好的運行。在汽輪機控制和保護的各個功能中,汽輪機超速保護是一個非常重要的環(huán)節(jié)。其控制的好壞,直接影響發(fā)電廠的效率和安全。下面以汽輪機超速保護來說明汽輪機調(diào)節(jié)和保護系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)工作。
如果轉(zhuǎn)速高(在3090rpm以下),505E就會發(fā)信號給伺服閥,讓伺服閥泄少量油,油動機運動,調(diào)速汽門關(guān)小,降低轉(zhuǎn)速,這時TSI不會發(fā)信號。當(dāng)汽輪機由于甩負荷或其它原因使轉(zhuǎn)速超過103%額定轉(zhuǎn)速(即3090rpm)時,TSI就會發(fā)信號給超速保護控制器(OPC),發(fā)出指令使OPC電磁閥通電打開,泄去OPC油并通過相應(yīng)的閥門伺服系統(tǒng)迅速關(guān)閉調(diào)節(jié)汽門,防止汽輪機轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升引起危急遮斷系統(tǒng)動作而停機。如果發(fā)電機甩負荷時所帶的負荷很大,轉(zhuǎn)速達到3300rmp,此時TSI超速信號送到ETS,引起ETS跳閘,跳閘回路的繼電器動作閉合從而切斷AST電磁閥組的供電,跳閘電磁閥失去電,AST母管油釋放,打開泄油造成主汽閥關(guān)閉。同時,通過逆止門,OPC油壓也隨之釋放,并且關(guān)閉汽輪機調(diào)速汽門,使汽輪機停機。
4 總結(jié)
本工程小汽輪機組調(diào)節(jié)和保護系統(tǒng)在設(shè)計和選型上有一定的特色,特別是505E控制系統(tǒng)的選擇和各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的合理設(shè)計,有助于機組的安全運行,提高了機組的經(jīng)濟性和利用率。為我們以后設(shè)計同類型項目提供了很好的參考價值,也有利于我們不斷提高所設(shè)計系統(tǒng)的安全性、可靠性和自動化水平。
參考文獻
[1] 505/505E,CPC用戶手冊.青島捷能汽輪機股份有限公司,2003
[2]王亮,孫雪松.50MW汽輪機控制系統(tǒng)改造技術(shù)案例分析.上海電力學(xué)院學(xué)報,2008,24(1)
關(guān)鍵詞 風(fēng)力發(fā)電機 新能源 葉片設(shè)計
中圖分類號:TM614 文獻標(biāo)識碼:A
從上個世紀(jì)的70年代中期到現(xiàn)在,世界上的許多發(fā)展中國家以及一些發(fā)達國家都開始重視風(fēng)能的利用和開放。和其他的新能源比如太陽能、生物質(zhì)能等新能源相比,風(fēng)能的開發(fā)和利用更加的方便,而且成本比太陽能發(fā)電以及生物質(zhì)能等更低,所以風(fēng)能發(fā)電作為一種新能源的形式得到了飛速的發(fā)展??偟膩碚f風(fēng)能發(fā)電的發(fā)展?jié)摿κ志薮?,并且風(fēng)能發(fā)電擁有非常廣闊的前景。
1風(fēng)能發(fā)電機葉片設(shè)計的意義
在進行風(fēng)能發(fā)電機的設(shè)計過程中,對于葉片設(shè)計的合理性直接的影響了發(fā)電機對于風(fēng)能能量的轉(zhuǎn)換效率,并且最終將會影響風(fēng)能發(fā)電機的年總發(fā)電量,所以風(fēng)能發(fā)電機的葉片設(shè)計是對于風(fēng)能利用十分重要的一個設(shè)計環(huán)節(jié)。在進行葉片設(shè)計的過程當(dāng)中,首先是要考慮好風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。除此之外還要考慮當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機投入使用時具體的使用情況以及再安裝發(fā)電機組時的情況。所有的葉片設(shè)計過程必須要嚴(yán)格的遵守總體的設(shè)計方案。其中所運用的技術(shù)要求以及結(jié)構(gòu)設(shè)計都要和方案原先設(shè)定的相互吻合。最終才能實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。
2葉片設(shè)計的流程
在進行葉片設(shè)計的過程中,總的可以分成兩個階段。首先是空氣動力學(xué)的設(shè)計階段其次就是對于風(fēng)力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,在所有的設(shè)計過程中都有一個總的目標(biāo):設(shè)計出的葉片具有最佳的幾何外形,從而能夠?qū)崿F(xiàn)年發(fā)電量最大。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時我們要對于葉片的結(jié)構(gòu)形式以及我們所要使用的葉片材料進行選擇。分析要考慮到在葉片實際的工作中要穩(wěn)定性、剛度以及強度等因素是否能達到目標(biāo)。
在進行葉片設(shè)計時一般遵守以下流程:首先是要對于風(fēng)力發(fā)電機的初始參數(shù)進行設(shè)置。然后我們再進行葉片氣動特性的分析以及葉片靜力結(jié)構(gòu)的分析。當(dāng)這兩種分析完成以后要將分析得到的參數(shù)結(jié)果進行反饋,和原先設(shè)置的初始參數(shù)進行比較,發(fā)現(xiàn)有不合理的地方要修改參數(shù)內(nèi)容,最終才能得到滿意的設(shè)計方案。但是在實際的設(shè)計過程中并不是絕對的按照這種設(shè)計流程進行的。比如在對于葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計時,結(jié)構(gòu)設(shè)計不完全屬于從屬的地位。有時候在開始設(shè)計葉片總體結(jié)構(gòu)的時候。需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度思考方案內(nèi)容。最終提出對于氣動方案的修改意見。并且有時候還會因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因,需要對于氣動外形進行改變才能夠最終獲得結(jié)構(gòu)性能合理的葉片,所以對于葉片的總體設(shè)計往往是將各種性能關(guān)系合理平衡的結(jié)果。
3葉片類型的確定
選擇好選擇好風(fēng)力發(fā)電機葉片的類型對于風(fēng)力發(fā)電機葉片的設(shè)計是十分重要的。因為葉片的類型直接的影響著風(fēng)輪的啟動以及在風(fēng)力發(fā)電機工作時對于風(fēng)能的轉(zhuǎn)化效率。所有葉片的一行總共可以分為以下幾類:扭曲型、風(fēng)帆型、平板型,在這些類型當(dāng)中不同的葉片類型擁有其不同的使用特性。比如風(fēng)帆型和平板型往往使用在一些低速的區(qū)域。因為在這種類型的葉片整體是一塊平板。在這種情況下迎風(fēng)角度是不會改變的,也正是由于整體葉片的迎風(fēng)角度不改變,所以總體結(jié)構(gòu)比較簡單制造容易,成本比較低。這種葉片類型的缺點是沒有改變迎風(fēng)的角度,同時也就不會擁有過高的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。和平板型以及風(fēng)帆型不同的是扭曲形的葉片。扭曲形的葉片主要的特點是葉片會隨著葉片長度而改變其安裝角度。并且從葉片的根部到葉片的尖部角度會逐漸的變化,這樣做能夠使葉片整體每一個地方都可以達到最佳的迎風(fēng)角度,可以得到最高的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。但是這種葉片類型由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以制作制造困難,成本比較高。對于扭曲葉片的計算過程以及設(shè)計方法。本文就不再贅述。
4結(jié)語
某ぴ獨純矗發(fā)展風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景是十分廣闊的,因為相比于火力發(fā)電以及水力發(fā)電來講。風(fēng)力發(fā)電是一種可再生的資源,并且能夠很好的保護生態(tài)環(huán)境。根據(jù)國際電力資料的顯示,設(shè)計一臺60萬瓦功率的風(fēng)力發(fā)電機組,一年總共可以八件120萬度,如果能夠?qū)⑹及l(fā)店替代火力發(fā)電,那么就可以節(jié)省煤炭480噸。與此同時由于煤炭節(jié)省不會排放各種氣體,可以減少二氧化碳排放204噸,二氧化硫氣體排放9.6噸,將發(fā)展和能源相互協(xié)調(diào)。解決了經(jīng)濟發(fā)展和能源短缺的矛盾,改善了我們國家的能源結(jié)構(gòu)。風(fēng)力發(fā)電葉片設(shè)計是一項的利國利民的重要工程。
參考文獻
[1] 錢杰,張錦光,吳俊.小型低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機葉片設(shè)計[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(信息與管理工程版). 2010(05)
關(guān)鍵詞:新能源 太陽能 風(fēng)能 生物質(zhì) 地?zé)?/p>
電動汽車
1
引言
當(dāng)前,新能源產(chǎn)業(yè)面臨良好的發(fā)展機遇,太陽能光伏、風(fēng)能和生物質(zhì)能發(fā)電及其相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)得以迅猛發(fā)展,開發(fā)利用新能源得到世界各國普遍重視,新能源產(chǎn)業(yè)已從單純的開發(fā)利用,逐步向產(chǎn)業(yè)鏈條延伸、產(chǎn)業(yè)集聚、規(guī)模發(fā)展的方面邁進,并逐步成為推動經(jīng)濟發(fā)展、促進就業(yè)的重要支撐。
濟南市開發(fā)利用新能源起步較早,現(xiàn)已初具規(guī)模,尤其是太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,太陽能熱水器制造已形成較大規(guī)模,基礎(chǔ)優(yōu)勢明顯。經(jīng)過多年發(fā)展,形成了一批以力諾集團、桑樂公司、華藝集團為龍頭的骨干企業(yè),開發(fā)了高溫金屬鍍膜管、高效太陽能光伏電池、晶硅原料提純等一批國際先進新技術(shù),除此以外,濟南市在風(fēng)電裝備、生物質(zhì)能、地?zé)崮荛_發(fā)利用方面也得到快速發(fā)展。
2
濟南市新能源發(fā)展概況
2.1太陽能利用發(fā)展?fàn)顩r
2.1.1開發(fā)利用情況
太陽能利用主要包括熱利用和光伏發(fā)電。在熱利用方面,提出了建設(shè)“陽光濟南工程”。目前正在實施“生態(tài)富民行動、陽光屋頂工程”項目。2010年,濟南市熱水器使用面積占有率達280m2/千人,比國家確定的2020年太陽能熱利用發(fā)展目標(biāo)高38%,每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤36萬噸。在光伏發(fā)電方面,濟南市已投運的太陽能光伏發(fā)電項目共有7座總?cè)萘考s為0.261MWp,在建項目3座,總?cè)萘考s為2.35MWp。
2.1.2產(chǎn)業(yè)化情況
濟南市太陽能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已形成完整的太陽能光熱產(chǎn)業(yè)鏈,擁有力諾、桑樂、華藝等多家龍頭企業(yè)和名牌產(chǎn)品,相關(guān)企業(yè)開發(fā)了一批以高溫金屬鍍膜管為主的國際先進新技術(shù)。目前,濟南市太陽能毛坯管產(chǎn)量占到國內(nèi)市場份額的51%,是全球最大的太陽能毛坯管生產(chǎn)基地。全市太陽能熱水器生產(chǎn)企業(yè)有78家,年生產(chǎn)能力600萬臺,集熱面積1200萬2;熱水器年銷售能力200萬臺。
此外,在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)方面,濟南市也已經(jīng)形成了從多晶硅、硅片、電池片到組件、光伏工程及應(yīng)用產(chǎn)品的完整太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈。光伏電池市場連續(xù)多年以40%以上的速度增長。2009年,濟南市電池組件封裝能力達到年產(chǎn)10萬千瓦,電池片產(chǎn)能達5萬千瓦。
2.2生物質(zhì)能利用發(fā)展?fàn)顩r
2.2.1
生物質(zhì)能開發(fā)利用情況
濟南市現(xiàn)有的生物質(zhì)能資源利用類型包括有秸稈直燃發(fā)電、沼氣發(fā)電、沼氣利用、垃圾發(fā)電以及生物質(zhì)固體燃料等,其中農(nóng)村沼氣利用規(guī)模較大。截至2010年底,全市累計戶用沼氣池16萬戶,總規(guī)模達130萬m3,年消耗生物質(zhì)資源(秸稈、糞便等)300余萬t,年產(chǎn)6000余萬m3。
截至2010年,濟南市生物質(zhì)直燃發(fā)電裝機容量為7兆瓦,農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電和沼氣發(fā)電裝機共計可達2,2兆瓦,在建垃圾發(fā)電容量36兆瓦。此外,濟南市生物固體燃料制造工業(yè)得到進一步發(fā)展,年產(chǎn)生物固體成型燃料12.5萬t。
2.2.2生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)
在生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電和摻煤發(fā)電設(shè)備制造方面,濟南鍋爐集團實力較強。該集團在20世紀(jì)70年代為山東等地的酒廠研制了摻燒糠醛渣的10t/h、20t/h生物質(zhì)能鍋爐;近年,濟鍋在江蘇投運了自主知識產(chǎn)權(quán)的摻燒80%稻殼和花生殼的循環(huán)流化床生物質(zhì)能鍋爐;2006年11月,濟鍋首臺130t/h生物質(zhì)能發(fā)電鍋爐在單縣成功投運,隨后其他5臺同型鍋爐也在山東、河北等地投運。
2.3風(fēng)能利用發(fā)展?fàn)顩r
2.3.1
風(fēng)能資源利用情況
目前,濟南首家風(fēng)力發(fā)電場已在平陰正式開工,預(yù)計2012年竣工投產(chǎn)。同時,規(guī)劃在長清建設(shè)的兩處風(fēng)電場也將進入核準(zhǔn)階段,核準(zhǔn)后即可開工建設(shè)。截至目前,濟南市經(jīng)省發(fā)改委核準(zhǔn)開工的風(fēng)電容量已達15萬kw,正在開展前期工作的風(fēng)電容量45萬kw,另外還規(guī)劃有40萬kw的風(fēng)電裝機,濟南市的風(fēng)電資源已經(jīng)深度開發(fā)和充分利用。
2.3.2風(fēng)電設(shè)備制造
濟南市現(xiàn)有風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)2家,即北車風(fēng)電有限公司和山東三融集團,主要產(chǎn)品為風(fēng)力發(fā)電總承及配件。北車風(fēng)電有限公司位于濟南高新區(qū)孫村新區(qū),總投資約35億元人民幣,占地約1800畝,主要產(chǎn)品為風(fēng)力發(fā)電總承及配件,年生產(chǎn)能力分別為500臺/年和1000套/年。
濟南軌道交通裝備有限公司風(fēng)電項目是國家重點支持和發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)項目,項目技術(shù)含量高、附加值高,具有廣闊的國際國內(nèi)市場。該項目的塔筒部件已于2008年3月建成投產(chǎn),截止2008年12月已生產(chǎn)銷售100機,當(dāng)年實現(xiàn)年銷售收入3億元,2009年實現(xiàn)銷售收入7億元。該塔筒是目前國內(nèi)承載力最大的塔筒。
2.4地?zé)崮芾冒l(fā)展?fàn)顩r
2.4.1地?zé)豳Y源利用情況
目前,濟南市商河縣開采地?zé)峋?眼,歷城開采1眼,主要以溫泉利用為主。其中規(guī)劃建設(shè)的濟北商河溫泉休閑度假區(qū)項目為商河地?zé)豳Y源開發(fā)的重點項目,投資11億元,依托該項目,將帶動商河縣相關(guān)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),可取得較大的社會經(jīng)濟效益。
2.4.2熱泵技術(shù)
熱泵技術(shù)是近年來在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。濟南是開展淺層地?zé)崮苎芯亢烷_發(fā)利用最早的城市之一,山東建筑大學(xué)等單位長期從事有關(guān)淺層地?zé)崮芾美碚撗芯亢图夹g(shù)開發(fā),在我國居領(lǐng)先地位。2001年建成了我國第一個投入實際運行的地源熱泵示范工程,其后又陸續(xù)建立奧體中心等多個地源熱泵示范工程。
在熱泵技術(shù)研發(fā)及利用方面,艾嘉熱泵公司實力較強,具備年生產(chǎn)空氣源熱泵7.2萬kw,地源熱泵35萬kw的能力。在家用方面,可提供30萬m2住宅小區(qū)的供暖/制冷及衛(wèi)生熱水的一體化解決方案。商用方面,可提供單體建筑面積在10萬m3的中央空調(diào)解決方案,具有500t/d衛(wèi)生熱水的設(shè)計施工能力。
2.5新能源汽車
濟南市是清潔汽車推廣應(yīng)用工作城市,先后承擔(dān)了全國智能交通系統(tǒng)應(yīng)用示范工程試點城市、清潔能源行動試點示范城市、
“十一五”國家863計劃一濟南市工況下代用燃料汽車運營考核研究等課題,在新能源汽車重點推廣應(yīng)用工作上取得了比較明顯的成果。目前,濟南市擁有電車近300輛,純電動公交車6輛(電池),5座在建的新能源汽車充換電站。
3 濟南市新能源發(fā)展目標(biāo)
3.1
太陽能
3.1.1
太陽能光熱利用方面
著力發(fā)展太陽能中高溫真空集熱管的科研水平,提高我市太陽能中高溫?zé)崂茫瑢崂糜缮钣盟蚬I(yè)用熱邁進,由熱水利用向熱能利用邁進。在城區(qū)強化推廣普及太陽能一體化建筑、太陽能集中供熱、供水工程,建設(shè)太陽能制冷示范工程;在農(nóng)村和小城鎮(zhèn)推廣戶用太陽能熱水器。
3.1.2太陽能光伏方面
太陽能光伏電站、光伏與LED結(jié)合應(yīng)用。在城市建筑物和公共設(shè)施建設(shè)與建筑物一體化的屋頂太陽能并網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)施,首先用在公益性建筑物上,然后逐漸推廣到其它建筑物;在有經(jīng)濟實力的企業(yè)建設(shè)小型光伏電站,作為企業(yè)辦公用電的補充電源;在道路、公園、車站等公共設(shè)施照明中推廣使用光伏電源路燈照明,建設(shè)一批新能源照明示范項目,同時促進濟南市太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,做好太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的戰(zhàn)略儲備。
3.1.3規(guī)劃目標(biāo)
到2015年,太陽能光伏發(fā)電裝機容量達到12萬kw。太陽能發(fā)電孤網(wǎng)容量2萬kw,并網(wǎng)容量10萬kw。太陽能熱水器總集熱面積達到約1200萬m2,加上其它太陽能熱利用,年替代能源量達到200萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。到2020年,太陽能光伏發(fā)電裝機容量達到50萬kw。太陽能發(fā)電孤網(wǎng)容量10萬kw瓦,并網(wǎng)容量40萬kw。太陽能熱水器總集熱面積達到約4000萬m2,加上其他太陽能熱利用,年替代能源量達到600萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。
3.2生物質(zhì)能
加強生物質(zhì)能源的研究,加強秸稈氣化技術(shù)、秸稈收集成型設(shè)備、高效生物質(zhì)取暖設(shè)備等新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究和推廣。根據(jù)生物質(zhì)能利用技術(shù)狀況和濟南市經(jīng)濟社會發(fā)展需要,重點發(fā)展生物質(zhì)(秸稈、垃圾)發(fā)電、沼氣發(fā)電、生物質(zhì)燃料。
到2015年,生物質(zhì)發(fā)電(含垃圾發(fā)電,垃圾填埋氣發(fā)電和農(nóng)林廢棄物、秸稈直燃發(fā)電等)總裝機容量達到10萬kw,2020年生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量達到15萬kw;在規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場、工業(yè)有機廢水處理和污水處理廠建設(shè)沼氣工程,合理配套安裝沼氣發(fā)電設(shè)施和污泥資源化利用系統(tǒng);建立以秸稈氣和商業(yè)能源聯(lián)合的穩(wěn)定可靠的集中供氣工程。到2015年,戶用沼氣用戶達到18萬戶,沼氣工程每年產(chǎn)生的沼氣0.69億m3;到2020年用戶達到20萬戶,沼氣工程每年產(chǎn)生的沼氣0.80億m3。
在有資源和應(yīng)用條件的地區(qū),建設(shè)大型生物質(zhì)固體成型燃料加工廠,實行規(guī)?;a(chǎn),并結(jié)合解決農(nóng)村基本能源需要和改變農(nóng)村用能方式,開展生物質(zhì)固體成型燃料應(yīng)用示范點建設(shè)。到2015年,全市生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達到20萬t,2020年達到24萬t。
3.3風(fēng)能
風(fēng)電發(fā)展的目標(biāo)是以風(fēng)力發(fā)電項目為依托,重點發(fā)展風(fēng)電制造業(yè),通過風(fēng)電場開發(fā)和建設(shè),促進風(fēng)電技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成我市風(fēng)電機組以及配套設(shè)備的制造能力,做強風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。
依托軌道交通公司、伊萊特重工公司、齊魯電機等風(fēng)電裝備制造產(chǎn)業(yè)項目,建設(shè)濟南風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園,以電子信息、軟件開發(fā)和冶金、機加工優(yōu)勢為依托,加快發(fā)展風(fēng)力發(fā)電機、塔架、風(fēng)葉、主軸、機械傳動、運行控制、風(fēng)機變頻、輸變電機組等相關(guān)組件產(chǎn)品,推動濟南風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展。積極引進、消化吸收國內(nèi)外風(fēng)電設(shè)備新技術(shù),并研究開發(fā)高效節(jié)能的小型風(fēng)電系統(tǒng),促進小型風(fēng)電系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。爭取到2015年濟南市風(fēng)電裝機達到60萬kw;風(fēng)電設(shè)備制造能力達700臺(套);到2020年,風(fēng)電裝機爭取達70萬kw;風(fēng)電設(shè)備制造能力達1000臺(套)。
3.4地?zé)崮芾?/p>
地?zé)崮芾冒òl(fā)電和熱利用兩種方式。濟南市地?zé)崴疁鼐?00℃以下,就目前的技術(shù)要求,不適合地?zé)岚l(fā)電,濟南市地?zé)崮芾弥饕性跓崂梅矫妗?/p>
“十二五”期間,合理開發(fā)利用地?zé)崮?,積極研發(fā)推廣地源、水源和熱泵技術(shù),合理擴大地?zé)豳Y源利用領(lǐng)域。以歷城、商河、濟陽為重點,加快建設(shè)符合環(huán)保和水資源保護要求的地?zé)峁┡?、工業(yè)用熱、熱水供應(yīng)等項目,大力發(fā)展熱泵空調(diào)、無機超導(dǎo)熱管和地?zé)釡y評軟件等地?zé)釕?yīng)用產(chǎn)品。重點支持長清大學(xué)科技園熱源廠建設(shè)項目及濟南綠寰科技、濟南艾嘉熱泵技術(shù)有限公司等企業(yè)的地源熱泵產(chǎn)業(yè)化推廣項目。規(guī)范發(fā)展地?zé)釡厝?、醫(yī)療保健、休閑度假等現(xiàn)代服務(wù)業(yè),并以此帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。
3.5新能源電動汽車
2012年,計劃在公共服務(wù)領(lǐng)域推廣電動汽車公交車370輛,電動汽車出租車400輛,電動汽車公務(wù)、環(huán)衛(wèi)、郵政、旅游觀光車840輛,建成電動汽車綜合充電站9座,充電柜300個,新能源汽車維修服務(wù)站16個;2012年~2015年,在前期示范推廣的基礎(chǔ)上,進一步擴大節(jié)能與新能源汽車推廣應(yīng)用范圍,帶動濟南市乃至全省范圍內(nèi)的新能源汽車應(yīng)用推廣工作。在適合電動汽車應(yīng)用交通領(lǐng)域,通過市場機制輔以政策引導(dǎo),推廣各類電動汽車10000輛以上,其中純電動汽車車型計劃占60%以上,爭取電動乘用車全面進入商業(yè)化應(yīng)用階段。
4 存在的問題及建議
4.1
濟南市發(fā)展新能源存在的問題
目前濟南市新能源企業(yè)規(guī)模普遍較小,即使開發(fā)利用最成熟的太陽能也僅占到可開發(fā)利用總量的20%,而其中農(nóng)村不足10%。自主研發(fā)的高端技術(shù)少,除太陽能外,其他新能源利用技術(shù)的研發(fā)水平仍處于初期發(fā)展階段,技術(shù)工藝相對落后,大多依靠民間資本自我發(fā)展,面對不斷擴大的市場需求和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,資金制約成為主要瓶頸。
總體來說,濟南市新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭好,具備一定的區(qū)位優(yōu)勢和配套條件;但作為新興產(chǎn)業(yè),目前濟南市尚未形成一套完整的規(guī)劃方案來指導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;與新能源產(chǎn)業(yè)相配套的相關(guān)政策、法規(guī)還不完善,加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須抓住歷史機遇,采取切實有效措施,才能實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。
4.2建議
4.2.1
優(yōu)化濟南市的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境,積極貫徹和落實國家及省政府關(guān)于扶持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各項政策,鼓勵投資新能源產(chǎn)業(yè)項目。
4.2.2拓寬融資渠道,實現(xiàn)多元化投資,安排必要的財政資金支持新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,運用稅收政策對水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿刃履茉吹拈_發(fā)利用予以支持。
人類開始不斷尋找新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。在一些發(fā)達國家,新能源發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成了他們解決電力系統(tǒng)問題的一種必不可少的手段。本文首先介紹了新能源的特點,接著詳細介紹了幾種新能源發(fā)電技術(shù),包括風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等,最后闡釋了新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)發(fā)展的重要意義。
關(guān)鍵詞:新能源;風(fēng)能;發(fā)電技術(shù)
隨著科學(xué)和社會的進步,全球所面臨的資源和環(huán)境問題也日益突出,由于傳統(tǒng)能源的存量有限,使得對其的開發(fā)和利用受到限制,只能尋找可以替代的新能源。目前,全球正在掀起一場以大規(guī)模開發(fā)和利用新能源為標(biāo)志的革命。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,對電力的需求也不斷增大?,F(xiàn)在我國所依靠的電力能源主要是煤、石油和天然氣等,這些能源在短期內(nèi)是不可再生的,開采得越多存量就會越少。同時,開發(fā)和利用這些能源會引起酸雨、溫室效應(yīng)等嚴(yán)重的環(huán)境問題,這也成為整個世界經(jīng)濟發(fā)展的重要限制因素。所以,大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)迫在眉睫。
1 我國新能源的特點
我國的新能源資源和各地的能源需求呈現(xiàn)逆向分布的特征,且儲量豐富。生物質(zhì)能資源年產(chǎn)出8.99 億tce,據(jù)統(tǒng)計,波浪能資源的儲量為1285萬kW,潮汐能資源儲量為1.1億kW,潮流能為1.4億kW。從資源分布來看,風(fēng)能較豐富的地區(qū)除了東部沿海之外,其它的主要集中在內(nèi)蒙古、新疆以及甘肅和華北的北部。而太陽能資源只要分布在、青海、新疆南部和內(nèi)蒙古的西部。但是我國75%以上的能源需求都是在東部和中部地區(qū),所以資源需求和分布逆向性較明顯。
新能源資源都具有地域性,本身是無法實現(xiàn)直接供電,而是通過一定方式轉(zhuǎn)化為電能才能被大規(guī)模地利用。目前我國的新能源資源分布地區(qū)的用電量相對較少,當(dāng)?shù)夭⒉荒芡耆?,可以通過長距離的電網(wǎng)輸送到中東部用電量較多的地區(qū)。新能源資源的一個明顯特點是分散性,因為能流密度較低,分布到每單位面積上的能量并不多,風(fēng)電和太陽能發(fā)電站占用的空間比較大。新能源發(fā)電具有間歇性和波動性,受季節(jié)和氣候的影響比較大。
2 新能源發(fā)電類型
2.1 風(fēng)能發(fā)電
風(fēng)能資源既包括陸地資源,又包括近海岸資源。目前來看,風(fēng)能發(fā)電是非水可再生能源發(fā)電中技術(shù)相對比較成熟且開發(fā)規(guī)模較大的一種發(fā)電方式,也是現(xiàn)在新能源發(fā)電的一個重點發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)離不開槳葉、機械傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、電力電子裝置、升壓變壓器等這幾個部件。我國風(fēng)能資源十分豐富,我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然與發(fā)達國家相比還有一些差距,但是也取得了一些進步。目前,我國的風(fēng)電場的數(shù)量已有上百個,裝機總?cè)萘扛哌_260萬千瓦。2015年我國的風(fēng)能發(fā)電計劃達到1500萬千瓦,2020年將達到3000萬千瓦。
2.2 太陽能發(fā)電
太陽能是地球上永恒的一種能源,我國陸地面積每年接收的太陽輻射熱量較多,屬于太陽能資源比較豐富的國家。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)以及逆變器幾個部分組成。太陽能發(fā)電形式主要有兩種:光伏式和光熱式。光伏發(fā)電系統(tǒng)按照是否接入電網(wǎng)又分為離散型和并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)。離散型是可以直接利用直流電來供電,并網(wǎng)型則需利用一些裝置將直流電變?yōu)榻涣麟姾蟛拍芄╇?。光熱發(fā)電是首先將太陽能由低密度轉(zhuǎn)為高密度,再利用傳熱裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
2.3 海洋能發(fā)電
海洋能發(fā)電是利用海洋中儲存的大量能量來發(fā)電。海洋能屬于可再生資源,主要包括潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能等。海洋能對環(huán)境無污染,蘊藏量大,但是其能量密度較低,具有很強的地域性,限制了對其的開發(fā),目前海洋能發(fā)電得到實際應(yīng)用的有潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用潮起潮落形成的水位差沖擊水輪機來帶動發(fā)電機進行發(fā)電。這種發(fā)電方式規(guī)律性較強,能量穩(wěn)定,便于電網(wǎng)的發(fā)電和配電的管理,但是由于成本較高,電價也高,我國的潮汐發(fā)電站還不多。波浪發(fā)電方式是將波浪能轉(zhuǎn)換成機械、氣壓或液壓的能量,然后再利用傳動機帶動發(fā)電機發(fā)電。我國的波浪能主要分布在廣東浙江等沿海地區(qū)。
2.4 生物質(zhì)發(fā)電
生物質(zhì)能是蘊含在生物質(zhì)中的能量,生物質(zhì)能發(fā)電方式是一種以農(nóng)作物秸稈和木屑為燃料的火力發(fā)電方式。生物質(zhì)能是直接或者間接地利用植物的光合作用,將太陽能轉(zhuǎn)為化學(xué)能儲存在生物體內(nèi)的能量。它與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了二氧化碳的零排放,既環(huán)保又節(jié)能,因此,越來越受關(guān)注。并且,生物質(zhì)能分布很廣泛,從儲量上來說,總量僅次于地球上的煤、石油和天然氣?,F(xiàn)在利用生物質(zhì)能發(fā)電的方式有多種,包括直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、沼氣發(fā)電等。
2.5 地?zé)崮馨l(fā)電
地球本身就是一個非常大的熱倉庫,據(jù)推算,全球的地?zé)崮茉纯偭考s為現(xiàn)在全球能耗的45萬倍。地?zé)崮芤矊儆谝环N較清潔的可再生資源。地?zé)岚l(fā)電是利用高出沸點的中、高地?zé)幔ㄕ羝﹣硗苿悠啓C,從而帶動發(fā)電機來發(fā)電,或者是通過熱交換用地?zé)醽斫o一些沸點低的流體加熱,使其變成蒸汽后再同以上原理一樣來發(fā)電。我國的地?zé)豳Y源十分豐富,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的熱點高達5000處,地?zé)崽镉?5個。已在廣東、湖南、等地建立了地?zé)犭娬?,其中的羊八井地?zé)犭娬臼悄壳拔覈畲蟮牡責(zé)犭娬尽?/p>
3 新能源發(fā)電對我國未來電力發(fā)展的意義
3.1 提高電網(wǎng)的可靠性
目前新能源發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)取得一定的進展,有的地區(qū)已經(jīng)投入實際應(yīng)用中。由新能源組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠提高我國電網(wǎng)的可靠性,并且能夠改善電能的質(zhì)量。我國的經(jīng)濟發(fā)展早已步入了數(shù)字化的時代,隨著各行各業(yè)用電量的增大,只有為他們提供優(yōu)質(zhì)且可靠的電力供應(yīng)才能為經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。大電網(wǎng)在高峰期的脆弱性就會表現(xiàn)出來,而新能源發(fā)電能夠在一定程度上緩解這種狀況,這樣不僅節(jié)約了成本,還能提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能,又能避免因超負荷停電帶來的經(jīng)濟損失,從而為我國經(jīng)濟的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。
3.2 有利于擴大我國電網(wǎng)覆蓋面
在新能源發(fā)電未出現(xiàn)之前,我國利用煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源的發(fā)電方式形成的電網(wǎng)覆蓋面受地理環(huán)境的制約,使得一部分偏遠地區(qū)并未實現(xiàn)通電,用電的限制在一定程度上制約了這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。新能源出現(xiàn)后,可以利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能或者太陽能等能源來設(shè)計合理的微電網(wǎng)系統(tǒng),在這些地區(qū)實現(xiàn)微電網(wǎng)供電。這樣在充分發(fā)揮我國的資源優(yōu)勢的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了電力建設(shè)的快速發(fā)展。擴大了我國整個電網(wǎng)的覆蓋面積,使我國電力系統(tǒng)朝著較好的方向發(fā)展。
3.3 節(jié)約成本,提高安全性
傳統(tǒng)的發(fā)電方式形成的供電系統(tǒng)一般實行的是遠距離的高壓輸送,這要求必須有一些相應(yīng)配套的輸變電設(shè)備,不但占地面積大,而且成本高。而利用新能源中的燃料發(fā)電方式可以把電池建在終端用戶的附近,一些家用電源甚至可以直接裝在居民的家里,這樣就大大降低了輸送成本。在一些偏遠的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當(dāng)?shù)厥褂萌剂想姵匕l(fā)電,從而節(jié)約電網(wǎng)的建設(shè)費用,降低了供電的成本。
另外,傳統(tǒng)電網(wǎng)存在一定的安全隱患。如果發(fā)生戰(zhàn)爭或者自然災(zāi)害,或者是一些技術(shù)上的故障等,這些因素都會造成電網(wǎng)系統(tǒng)的大范圍的停電。而利用新能源發(fā)電形成的小網(wǎng)絡(luò)就能避免這些現(xiàn)象的發(fā)生,從而提高電網(wǎng)的抗破壞能力,在一定程度上保障電網(wǎng)的運行安全。
參考文獻:
[1] 張偉波,潘宇超,崔志強.我國新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 中國能源, 2012,(04)
[2] 于三義.淺談新能源發(fā)電技術(shù)[J]. 中國電力教育, 2011,(15)
綠色能源是指不影響環(huán)境的可再生能源,在使用過程中不排出溫室氣體、有害物質(zhì)、放射性物質(zhì),主要類型包括太陽能、風(fēng)力、水力、核能、潮汐、地?zé)?、生物質(zhì)能等。隨著人們生活水平提高,對周圍環(huán)境要求越來越高,綠色能源應(yīng)用也越來越廣泛,其中用來發(fā)電是一個重要領(lǐng)域,并且有著廣闊的市場前景。
1.1太陽能發(fā)電
太陽能清潔、無污染,取之不盡用之不竭,是進行大規(guī)模開發(fā)和利用的理想能源。我國太陽能儲量十分巨大,調(diào)查顯示,只需要開發(fā)1%面積的太陽能用于發(fā)電,其發(fā)電量就相當(dāng)于目前我國火電、水電、核電發(fā)電總和,對滿足人們用電需求具有重要意義。不過,盡管太陽能儲量十分豐富,但分布比較分散,將其集中起來進行大規(guī)模利用是十分困難的。目前利用太陽能發(fā)電過程中,主要采用兩種不同方式。第一種是將太陽光通過凹面鏡聚焦加熱金屬管,集聚高溫水蒸氣,再轉(zhuǎn)化為機械能發(fā)電。為實現(xiàn)較大規(guī)模發(fā)電,需要鋪設(shè)上萬平方公里的聚光設(shè)備。盡管采用這種方式利用太陽能發(fā)電,具有較高熱效率,但投資大,成本高,風(fēng)險也比較大。第二種是利用硅晶體太陽能電池板,利用太陽光激發(fā)半導(dǎo)體大量電子來發(fā)電。如果太陽能電池轉(zhuǎn)換電力效率低,投入又巨大,該方式所取得的效益較低。通常在太陽能充足的地方,鋪設(shè)大面積太陽能電池板,或在屋頂、幕墻鋪設(shè)復(fù)合建材電池板,以收集太陽能,利用太陽能發(fā)電。就目前技術(shù)水平來看,硅晶片太陽能電池轉(zhuǎn)化效率約15%~18%。第三種是非晶體、微晶硅薄膜光伏板,成本較低,太陽能電池轉(zhuǎn)化效率低,只有8%~9%。另外,太陽能發(fā)電必須在白天,夜晚和陰雨天不能發(fā)電,為確保供電持續(xù)穩(wěn)定,必須解決太陽能存儲問題。[1]目前太陽能發(fā)電成本較高,約2萬~3萬元/千瓦,并且在荒漠、沙漠地區(qū)發(fā)電還需要采取防沙塵措施,注重環(huán)境保護,其成本會更高。
1.2風(fēng)力發(fā)電
空氣自然流動形成風(fēng),風(fēng)能是一種無處不在的綠色能源。利用風(fēng)吹動葉片,帶動風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電,滿足人們用電需要。風(fēng)力發(fā)電將可再生自然能轉(zhuǎn)化為電能,不需要消耗燃料,成本主要為設(shè)備折舊和管理成本。并且風(fēng)力資源分布廣泛,調(diào)查研究顯示,80米高度以上的風(fēng)力資源全球約700億千瓦。目前在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面,存儲技術(shù)、聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)已取得較快發(fā)展和進步,并且技術(shù)在不斷更新和發(fā)展,對推動風(fēng)力發(fā)電得到更好應(yīng)用產(chǎn)生重要作用。在西歐國家,風(fēng)電是他們實施減排的主要綠色能源之一。當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電方面還存在著一些不足,影響其推廣和應(yīng)用,主要體現(xiàn)在投資成本高,約為煤電的2倍,風(fēng)電成本電價約5.6元/千瓦時,約為煤電的14倍;風(fēng)電存在不穩(wěn)定性特征,受季節(jié)、氣象影響,穩(wěn)定性較差;風(fēng)電對控制要求較高,機組運行管理經(jīng)驗不足,經(jīng)營管理比較困難,容易出現(xiàn)虧損現(xiàn)象。[2]這些問題都是今后在實際工作中需要妥善解決的。
1.3水力發(fā)電
水電發(fā)電是一種優(yōu)質(zhì)綠色能源,發(fā)電過程中不排放二氧化碳和二氧化硫等氣體。我國地勢西高東低,水能資源蘊藏量十分豐富,約6.94億千瓦,目前裝機約1.6億千瓦,約占總存量20%,水能資源仍然存在巨大開發(fā)潛力。水力發(fā)電需要修筑大壩,投資大,風(fēng)險高,并且會淹沒村莊、農(nóng)田,需要移民,影響經(jīng)濟魚類回游,對周圍自然環(huán)境、氣候、降水等也會造成影響和破壞。這些都是在修建水庫,進行水力資源開發(fā)需要注意的問題。
1.4核能發(fā)電
核電是利用放射性重元素原子分裂,或利用較輕元素原子聚合反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電,屬于綠色能源發(fā)電技術(shù)類型之一。2010年我國核電裝機容量約1000萬千瓦,今后幾年是核電快速發(fā)展時期,預(yù)計到2020年核電裝機容量可達1億千瓦。到時候核電將會在人們?nèi)粘I钪邪l(fā)揮更大作用,更好滿足工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘I钣秒娦枨蟆?/p>
1.5潮汐發(fā)電
潮汐差較高為13~15米,平均3米就有用于發(fā)電的價值。全球潮汐能儲量約27億千瓦,可用于發(fā)電的約10陳文:試論綠色能源發(fā)電的市場前景物流工程與技術(shù)億千瓦,并且很多地方適合修建大型潮汐電站,促進潮汐能得到更好開發(fā)和利用。我國潮汐能儲量約1.9億千瓦,可開發(fā)的約3850萬千瓦,并且80.9%潮汐資源集中在浙江、福建。目前已有10個潮汐電站在運行,總裝機容量約1萬千瓦。潮汐發(fā)電是通過利用自然能發(fā)電的,對周圍環(huán)境無污染,是典型的綠色能源。[3]我國潮汐能集中在浙江和福建,這些地區(qū)資源、能源缺乏,為緩解當(dāng)?shù)刭Y源能源緊張局面,應(yīng)該鼓勵開發(fā)潮汐能。
1.6地?zé)岚l(fā)電
地?zé)崾请x地表較近的熔巖通過地下水傳出來的熱能,各類溫泉、地?zé)崛际堑責(zé)崮艿木唧w體現(xiàn)。世界上可用于發(fā)電的地?zé)崛s9000兆瓦,其中冰島、美國、墨西哥等都蘊藏著豐富的地?zé)豳Y源。我國地?zé)豳Y源也比較豐富。主要分布在、云南等地,已經(jīng)開發(fā)的是羊八井地?zé)犭娬?,地?zé)崛獪囟?07.16℃,裝機23.18兆瓦,年發(fā)電140吉瓦時。地?zé)崾且环N持續(xù)平穩(wěn)的能源,投資成本不高,約1萬元/1千瓦,年滿負荷發(fā)電小時數(shù)6310~6660小時,為風(fēng)電3.6倍,太陽能5.4倍。因而今后應(yīng)該重視對地?zé)崮艿拈_發(fā)利用,更好滿足人們用電需求。
1.7生物質(zhì)能發(fā)電
主要是將農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)廢棄物、城市垃圾等經(jīng)過氣化之后用來發(fā)電。我國每年農(nóng)業(yè)秸稈約6億噸,其中4億噸可燃燒、氣化用來發(fā)電,林業(yè)總生物量約3億噸可用來發(fā)電。已經(jīng)建成的生物質(zhì)能直燃電廠15個,裝機容量550萬千瓦,到2020年可達3000萬千瓦。[4]生物廢棄物大量堆積會造成環(huán)境污染,通過對其進行合理利用能變廢為害,不僅可以滿足人們用電需求,還能實現(xiàn)對周圍環(huán)境的有效保護。
2綠色能源發(fā)電市場面臨的挑戰(zhàn)
2.1技術(shù)問題
例如,在綠色能源發(fā)電設(shè)備的一些關(guān)鍵部件上,缺乏自主知識產(chǎn)權(quán),包括兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機組的控制器、變流器等,尚無自主知識產(chǎn)權(quán)。太陽能電池制造、電池新結(jié)構(gòu)設(shè)計、硅材料切片技術(shù)等都存在不足,與發(fā)達國家存在差異。
2.2市場問題
大量閑散資金涌入綠色能源發(fā)電市場,但不同能源發(fā)電技術(shù)程度不熟練,存在投資過熱現(xiàn)象。相關(guān)管理工作不到位,市場發(fā)展存在盲目性。
2.3政策支持問題
相關(guān)法律法規(guī)、政策措施不完善,不能完全適應(yīng)綠色能源發(fā)電需要。例如,綠色能源發(fā)電審批方面存在漏洞,容易導(dǎo)致裝機容量與實際并網(wǎng)裝機容量不相符合。[5]
3綠色能源發(fā)電的市場前景展望
3.1重視技術(shù)創(chuàng)新
加大科研和技術(shù)攻關(guān)力度,劃撥專項款用于自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)研發(fā),提高自主創(chuàng)新能力。建立綠色能源發(fā)電品牌,不斷推動技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展,促進綠色能源發(fā)電技術(shù)得到更好應(yīng)用。
3.2培育市場體系
發(fā)揮市場的基礎(chǔ)性調(diào)控作用,注重政策扶持和引導(dǎo),完善市場準(zhǔn)入體系,做好市場管理工作。促進市場更加規(guī)范有序,讓投資主體更為理性地做出各種選擇,以市場為導(dǎo)向,理性投資,避免投資過熱,從而促進綠色能源發(fā)電市場穩(wěn)定有序發(fā)展。
3.3重視政策支持
完善各項政策措施,例如,完善綠色能源發(fā)電的稅收優(yōu)惠和財政補貼政策,制定完善的政策措施,合理引導(dǎo)外國資本和民間資本流向綠色能源發(fā)電市場。成立專門銀行辦理貸款業(yè)務(wù),緩解綠色能源發(fā)電面臨的資金短缺問題[6]。政府部門要做好引導(dǎo)工作,采購綠色能源電力,讓綠色能源發(fā)電擁有更為廣闊的市場。
3.4培養(yǎng)專業(yè)人才
制定專業(yè)人才發(fā)展戰(zhàn)略,建設(shè)綠色能源產(chǎn)業(yè)復(fù)合型人才,為促進綠色能源發(fā)電技術(shù)得到更好應(yīng)用提供人才支持??梢栽谄胀ǜ咝TO(shè)立專業(yè)學(xué)科,為企業(yè)和科研機構(gòu)培養(yǎng)專業(yè)人才,讓他們?yōu)橥苿泳G色能源發(fā)電做出更大貢獻。
4結(jié)論
國際勞工組織每年在“世界職業(yè)安全健康日”活動前夕,會就當(dāng)前世界各國普遍面臨的職業(yè)安全健康問題及處理建議一份報告。在2012年的報告中,國際勞工組織指出,目前世界各國正在積極地發(fā)展綠色經(jīng)濟。在這一重要的經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變過程中,必須將職業(yè)安全健康融入綠色就業(yè)政策中。綠色就業(yè)不僅要保護環(huán)境,更要保障工人的安全與健康。綠色經(jīng)濟應(yīng)當(dāng)作為實現(xiàn)經(jīng)濟和社會發(fā)展的主要驅(qū)動力,而職業(yè)安全健康是促進綠色就業(yè)的重要組成部分。
“綠色經(jīng)濟”已經(jīng)成為可持續(xù)經(jīng)濟和社會的象征?!熬G色經(jīng)濟”造就了“綠色就業(yè)”,“綠化”了當(dāng)前的一些行業(yè)和生產(chǎn)工序。在這種情況下,社會包容、社會發(fā)展和環(huán)境保護與更加安全健康的工作場所、“人人享有體面勞動”更加密切相關(guān)。綠色就業(yè)需要體面的工作。好工作意味著提供足夠的工資、安全的工作條件、合理的職業(yè)前景、受到保障的工人權(quán)利等。包括“綠色工作”在內(nèi)的任何工作,必須堅持這樣的原則――將工人的安全與健康作為體面勞動的重要指標(biāo)。
國際勞工組織一直倡導(dǎo)這樣的理念:“體面的工作必須是安全的工作”。因此,保護工人的安全與健康和保護環(huán)境應(yīng)當(dāng)有機地聯(lián)系起來,以確保有一個實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的全面性方法。安全健康的工作環(huán)境與環(huán)境保護,常常被視作“同一枚硬幣的兩面”。職業(yè)安全衛(wèi)生措施的實施,對“綠化”企業(yè)和經(jīng)濟將產(chǎn)生重大影響。
綠色就業(yè)和職業(yè)風(fēng)險
為了創(chuàng)造綠色就業(yè)機會,世界各國最近在環(huán)保技術(shù)方面進行了大量投資,但對此類工作所帶來的職業(yè)風(fēng)險卻沒有給予足夠的重視。因此,在創(chuàng)造綠色就業(yè)機會時,需要整合安全與健康方面的措施。一般情況下,“綠色”技術(shù)會減少工人暴露于有害環(huán)境的風(fēng)險。但有一些工作即使被認(rèn)為是“綠色”的,其所使用的技術(shù)卻不一定“綠色”。一些對環(huán)境有害的物質(zhì)被環(huán)保物質(zhì)替代后,已被證明對工人的健康更加有害。例如,水性漆作為溶劑型漆的替代物,卻包含了殺菌劑類的附加物。氯氟甲烷作為氫化氯氟氫的替代物,卻增加了工人暴露于致癌物質(zhì)和火災(zāi)隱患的風(fēng)險。
人類任何的經(jīng)濟活動,包含了風(fēng)險與利益之間的平衡。減少或消除工作中的風(fēng)險,必須依賴職業(yè)安全衛(wèi)生的基本原則。職業(yè)安全衛(wèi)生監(jiān)管體系的應(yīng)用,與工作的“顏色”關(guān)系不大。對于所有的工作場所和工作而言,不管工作的“綠色”程度如何,雇主都必須確保工人擁有安全健康的工作條件與環(huán)境。
在綠色就業(yè)成為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的一部分之前,應(yīng)對與新的“綠色”技術(shù)和相關(guān)工作可能有聯(lián)系的職業(yè)傷害和風(fēng)險進行評估。雖然這些工作都意味著有助于改善環(huán)境、振興經(jīng)濟和創(chuàng)造新的就業(yè)機會,最大的風(fēng)險之一卻是在急于創(chuàng)造大量新就業(yè)機會的同時,未能關(guān)注工作本身的質(zhì)量,或者在采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施之前,就已造成職業(yè)傷害、疾病和死亡發(fā)生率的增加。
從事綠色工作的工人,可能會面臨傳統(tǒng)工作場所常見的危害。對于轉(zhuǎn)行進入“綠色”行業(yè)的許多工人來說,這些危害可能是新的,即工人可能暴露于以前沒有被識別出來的一種危害。比如,如果不采取適當(dāng)控制措施,在太陽能行業(yè)從業(yè)的工人,可能暴露于碲化鎘(已知致癌物質(zhì))。創(chuàng)造綠色就業(yè)機會的過程應(yīng)與上游的預(yù)防戰(zhàn)略結(jié)合起來,以預(yù)測、辨識、評估和控制這些工作中暴露的新危害與風(fēng)險。
2011年,歐洲職業(yè)安全健康局出版的《歐洲風(fēng)險望臺》(ERO),刊登了系列研究報告――《2020年前與綠色工作中新技術(shù)相關(guān)的新的與潛在的職業(yè)安全健康風(fēng)險前瞻》。這些研究旨在為歐盟社會伙伴提供有關(guān)職業(yè)安全衛(wèi)生問題的決策參考。
可再生能源的職業(yè)風(fēng)險
由于具有持續(xù)的公眾支持、擴大的投資量、不斷增長的生產(chǎn)能力,可再生能源領(lǐng)域的就業(yè)人數(shù)正以迅猛的速度增長著。這種增長可能會在未來幾年加速。目前,在可再生能源行業(yè)從業(yè)的人數(shù),保守估計全球已達420萬人。這些職位中的一半分布在生物燃料領(lǐng)域,工人主要從事生產(chǎn)和收集原料。2030年,全球在可再生能源行業(yè)從業(yè)的人數(shù)可高達2000萬。在可再生能源開發(fā)方面,德國、日本、中國、巴西和美國發(fā)揮著尤為突出的作用。歐洲制造商生產(chǎn)的風(fēng)力渦輪機,銷售份額占全球的3/4多。可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物能源、潮汐能、地?zé)崮艿?。太陽能、風(fēng)能和生物能源是最常用的可再生能源。
太陽能
通過光伏板(PV)或聚集太陽能發(fā)電(CSP),太陽能可以轉(zhuǎn)換成電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)是最常見的,它使用半導(dǎo)體和太陽光發(fā)電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的職業(yè)傷害主要存在于制造、安裝光伏板,以及最終作為生活垃圾處理光伏板的環(huán)節(jié)。在制造光伏板時,會使用超過15種有害物質(zhì)。許多危害可能來源于化學(xué)品,這些化學(xué)品與生產(chǎn)工藝中的硅相關(guān)。光伏電池的制造還會涉及一些有毒的清潔劑。因此,制造光伏模塊及組件的工人,必須采取保護措施,以免接觸這些物質(zhì)。
太陽能光伏電池板在其使用壽命(估計20~25年)結(jié)束時,會產(chǎn)生新的電子廢物。它們包含著許多新的和潛在的有毒物質(zhì),如碲化鎘和砷化鎵。在技術(shù)、安全、健康和環(huán)保方面,這些電子廢物都是一種復(fù)雜的回收挑戰(zhàn)。
在安裝太陽能電池板系統(tǒng)時,工人面臨的一些身體傷害,與建筑業(yè)工人面臨的傷害類似。但對于電工和管道工來說,在屋頂安裝光伏板或太能熱水器,會面臨一些新的傷害。在施工和維修太陽能電池板系統(tǒng)期間,工人會遭遇高處墜落、高溫、密閉空間、觸電致死等傷害。另外,在建筑物發(fā)生火災(zāi)時,光伏組件燃燒時會釋放一些煙霧。這些煙霧會對消防人員和居民的健康產(chǎn)生危害。
風(fēng)能
在過去10年里,風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)呈現(xiàn)出了巨大的增長趨勢,預(yù)計未來還會持續(xù)增長。風(fēng)力發(fā)電的工作類型主要有項目開發(fā)、渦輪部件制造以及風(fēng)力渦輪機的安裝、運營與維護。
風(fēng)車制造過程中的傷害與風(fēng)險類型,與汽車制造業(yè)的傷害類似。風(fēng)力渦輪機的安裝和維修過程中的傷害與風(fēng)險,與建筑業(yè)的傷害類似。工人在工作中可能會接觸到危險化學(xué)品,如環(huán)氧樹脂、苯乙烯和溶劑,以及有害氣體、蒸汽和粉塵。工人還會遭受運動部件對身體造成的傷害,如葉片制造和維修過程中的手工作業(yè)。工人還會暴露于玻璃纖維、固化劑和氣霧劑、碳纖維的粉塵和煙霧。工人常見的健康問題有皮炎、頭暈、嗜睡、肝和腎損害、水泡、化學(xué)灼傷、生殖影響等。風(fēng)力渦輪機維修過程中的物理傷害有高處墜落、手工作業(yè)導(dǎo)致的肌肉骨骼紊亂、密閉空間作業(yè)時的不良姿勢、爬塔時的體力負荷、觸電死亡、工作時旋轉(zhuǎn)機械和墜落物體造成的傷害。
水力發(fā)電
目前,水電提供了超過17%的世界電力。到目前為止,水電是電力生產(chǎn)中最重要的可再生能源。
建設(shè)、運營和維修大型水電站所導(dǎo)致的傷害與風(fēng)險,主要存在于建筑施工、電力傳輸和配送等環(huán)節(jié),包括:機械設(shè)備和材料處理時的傷害,意外觸電危險,六氟化硫氣體和多氯聯(lián)苯等化學(xué)品暴露。工人應(yīng)配備一定的防護裝備,如安全肩帶、系鎖、呼吸防護裝置、電氣防護裝置等。此外,還應(yīng)制定應(yīng)急救援預(yù)案。
生物能源
【關(guān)鍵詞】 新能源 開發(fā)利用 臨滄市
一、新能源的界定
“聯(lián)合國新能源和可再生能源會議”對新能源的定義為:以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ),使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用,用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源,重點開發(fā)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮堋淠芎秃四?。?013—2017年中國新能源產(chǎn)業(yè)調(diào)研與投資方向研究報告》提出:新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開發(fā)利用的可再生能源,包括太陽能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面與深層之間的熱循環(huán)等;此外,還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等,而已經(jīng)廣泛利用的煤炭、石油、天然氣等能源,稱為常規(guī)能源。云南省臨滄市水能資源豐富,但水能資源開發(fā)率已經(jīng)接近90%,風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能和地?zé)崮苜Y源條件較好,煤炭資源匱乏,尚未發(fā)現(xiàn)油氣資源,文中所述新能源主要指太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能。
二、臨滄市新能源資源條件和開發(fā)利用現(xiàn)狀
臨滄市新能源資源豐富,近年來,臨滄新能源開發(fā)利用仍處于起步階段,風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能項目前期工作的推進初見成效,但目前還沒有投產(chǎn)的項目。
1、風(fēng)能資源條件和開發(fā)利用現(xiàn)狀
臨滄市全年平均風(fēng)速為0.7—2.2米/秒,其中春季1.0—3.0米/秒,夏季0.9—2.0米/秒,秋季0.5—1.5米/秒,冬季0.5—2.6米/秒。不同的地理位置、不同的海拔高度風(fēng)能資源相差較大。目前已有中國三峽新能源公司、華能云南新能源公司、中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司等9家知名企業(yè)與臨滄市簽訂風(fēng)能開發(fā)合作協(xié)議,在全市范圍內(nèi)開展風(fēng)力測試數(shù)據(jù)收集、資源情況調(diào)查和預(yù)可研編制等相關(guān)前期工作?,F(xiàn)已建成44座測風(fēng)塔,規(guī)劃建設(shè)風(fēng)電場24座,總裝機容量233.75萬千瓦,估算總投資234億元,其中6個風(fēng)電場已列入云南省級規(guī)劃。
2、太陽能資源條件和開發(fā)利用現(xiàn)狀
臨滄市全年日照時數(shù)為1878—2247小時,太陽能輻射總量為每年每平方米5239—5702兆焦,相當(dāng)于每平方米日輻射量3.98—4.33千瓦時,每一平方米土地一年可獲取的太陽能相當(dāng)于1450—1580度電所產(chǎn)生的能量,屬全國的三類太陽能資源中等類型地區(qū)。另外,臨滄市擁有豐富的硅礦資源,目前已形成一定規(guī)模的硅產(chǎn)業(yè)鏈,今后將會成為太陽能光伏發(fā)電材料、產(chǎn)品和設(shè)備生產(chǎn)的重要基地。臨滄市農(nóng)村太陽能熱水器利用約10萬平方米,同時還積極推廣使用太陽能節(jié)能路燈和太陽能干燥技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運用。目前尚無太陽能光伏發(fā)電項目,但已與中國三峽新能源公司、特變電工新疆新能源股份有限公司簽訂了合作開發(fā)太陽能光伏發(fā)電項目的合作協(xié)議,“十二五”期間,將重點在云縣和雙江縣各建設(shè)一個萬千瓦級的太陽能光伏發(fā)電站。在光伏材料生產(chǎn)方面,云縣三奇光電科技有限公司單晶硅系列產(chǎn)品開發(fā)項目已經(jīng)投產(chǎn),雙江西地公司建設(shè)5.26萬噸工業(yè)硅和年產(chǎn)1000噸高純硅項目,新上兩臺12500千伏安工業(yè)硅生產(chǎn)線和配套的電站建設(shè)項目正在開展前期工作。
3、生物質(zhì)能資源條件和開發(fā)利用現(xiàn)狀
(1)生物柴油原料——膏桐、地溝油。臨滄市現(xiàn)已種植膏桐46.6萬畝,預(yù)計到2020年種植膏桐的林地面積將達到80萬畝,膏桐初加工能力達到10萬噸。臨滄市2012年餐飲單位約3600家,產(chǎn)生的泔水油(含煎炸廢油)101噸/天(3.7萬噸/年)。按照現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù),每生產(chǎn)1000噸生物柴油,能同時處理1200噸泔水油、地溝油原料。由于生物柴油開發(fā)政策性強,目前臨滄尚無生物柴油生產(chǎn)企業(yè)和合法的地溝油收集加工企業(yè)。
(2)燃料乙醇原料——木薯。臨滄市現(xiàn)已種植木薯6.15萬畝,干薯片產(chǎn)量達到1.6萬噸。臨滄市與緬甸接壤,預(yù)計2015年以前境內(nèi)可用于種植木薯的面積約40萬畝,可通過境外農(nóng)業(yè)合作和替代種植擴大種植規(guī)模。目前尚無國家核準(zhǔn)的燃料乙醇項目。
(3)沼氣資源。臨滄市年平均氣溫17.2℃,各縣區(qū)年平均氣溫都在16℃以上,非常適合沼氣池建設(shè)。蔗糖產(chǎn)業(yè)是臨滄的支柱產(chǎn)業(yè),糖廠生產(chǎn)殘留的含有大量糖分的甘蔗渣以及排出的高濃度有機廢水,都是較好的沼氣發(fā)酵原料,產(chǎn)氣潛力非常大。目前尚無工業(yè)沼氣項目,主要是傳統(tǒng)的沼氣利用,已建成農(nóng)村沼氣池15.84萬口。
(4)生物質(zhì)發(fā)電燃料資源。臨滄市常用耕地面積362萬畝,農(nóng)作物秸稈的理論資源量為124萬噸,可收集資源量為102.7萬噸。在不考慮運輸半徑的情況下,利用量可達44.4萬噸,可支撐6萬千瓦的生物質(zhì)發(fā)電項目。臨滄市森林覆蓋率60.56%,共有林地面積1944.3萬畝,森林蓄積量達8437.5萬立方米,林業(yè)生物質(zhì)總量超過5000萬噸,其中可利用的林業(yè)生物質(zhì)能資源總量約50萬噸/年。按照煤與林木生物質(zhì)燃料熱量換算,2噸林木生物質(zhì)可替代1噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可開發(fā)的林業(yè)生物質(zhì)能源總量可達到每年25萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于每年7億千瓦時(相當(dāng)于火電14萬千瓦)的發(fā)電量。目前尚無生物質(zhì)發(fā)電項目。
三、臨滄市新能源開發(fā)利用中存在的主要問題
1、資源評估不足
資源評估不足,缺乏實證性的資源數(shù)據(jù)是新能源發(fā)展存在的普遍問題。由于資源量不清,特別是近期的經(jīng)濟技術(shù)可開發(fā)量不清,對各類新能源發(fā)展規(guī)模存在爭議。目前臨滄市政府和多家企業(yè)已初步簽訂了開發(fā)利用風(fēng)電的框架協(xié)議,總裝機容量達到233.75萬千瓦,但考慮到各種因素,預(yù)計2015年可能投產(chǎn)的裝機容量約10萬千瓦。太陽能資源評估只是依據(jù)現(xiàn)有的氣象站點觀察得出的資源理論總量和分布數(shù)據(jù)??捎糜诜N植生物質(zhì)原料的土地面積評估不足,大面積種植對生物多樣性的影響缺乏實證性驗證。
2、新能源發(fā)展剛剛起步,在全省的競爭力不強
“十一五”時期是云南省新能源的起步時期,其中大理州依托豐富的風(fēng)能資源,其風(fēng)電開發(fā)走在全省前列;昆明市依托經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢,太陽能、生物質(zhì)發(fā)電走在全省前列;楚雄州、普洱市依托豐富的生物資源,生物質(zhì)燃料開發(fā)走在全省前列。與上述州市相比,臨滄市新能源開發(fā)的步伐滯后,風(fēng)電測風(fēng)和太陽能選址在“十一五”末期才起步,目前尚無開工建設(shè)項目。此外,臨滄市與滇西南、滇東南其他州市自然資源稟賦差異不大,能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨同,因此對項目、資金的爭取競爭激烈,在生物質(zhì)能方面尤為突出。
3、電網(wǎng)接入和消納對風(fēng)電、太陽能發(fā)展有一定制約作用
按照國家能源局的總體布局,在2015年以前,全國各?。▍^(qū))風(fēng)電、太陽能發(fā)電主要在本地區(qū)消納,云南作為全國水電資源富集區(qū),汛期水電富余問題十分突出,相比技術(shù)成熟、價格低廉的水電,市場對風(fēng)電和太陽能光電的接納程度有限。特別是臨滄作為全省水電富集區(qū),風(fēng)電和太陽能的開發(fā)也面臨著電網(wǎng)接入與市場消納的制約問題。
4、生物質(zhì)能面臨較大的政策市場風(fēng)險
“十一五”期間,全國和云南省的新能源蓬勃發(fā)展,風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電均超量數(shù)倍完成規(guī)劃目標(biāo),唯有生物質(zhì)能沒能如期完成規(guī)劃目標(biāo)。這主要是因為生物柴油、燃料乙醇生產(chǎn)成本目前還遠高于石化能源,而且生產(chǎn)成本中75%為原料成本。若要降低生物質(zhì)能的生產(chǎn)成本,首先需要降低原料成本,這將打擊山區(qū)群眾的積極性。從現(xiàn)階段的資源勘察情況來看,臨滄較有優(yōu)勢的資源是生物質(zhì)能和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)(包括光伏發(fā)電和光伏產(chǎn)品制造)。但生物柴油、燃料乙醇等由于國家定價不明確,價格敏感,抗風(fēng)險能力弱。另外,目前國家收緊了風(fēng)電和燃料乙醇項目的審批,新能源發(fā)展困難較多。
四、臨滄市新能源開發(fā)利用效益分析
1、經(jīng)濟效益分析
新能源因其環(huán)境效益和社會效益而成為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),但其實際推廣卻很難一步到位,主要是因為現(xiàn)階段新能源開發(fā)成本較高,經(jīng)濟效益低。但隨著新能源規(guī)?;l(fā)展、成本降低和產(chǎn)業(yè)政策扶持,預(yù)計到2020年新能源電力將實現(xiàn)“平價上網(wǎng)”,生物質(zhì)液體燃料市場競爭力也將進一步增強。預(yù)計到2015年,臨滄市風(fēng)電裝機容量約10萬千瓦,發(fā)電量2.2億千瓦時,產(chǎn)值將達1.3億元;太陽能光伏發(fā)電裝機容量達10萬千瓦,發(fā)電量1.2億千瓦時,產(chǎn)值將達1.2億元;膏桐種植面積將發(fā)展到50萬畝,年平均產(chǎn)值將達3.5億元;生產(chǎn)燃料乙醇約10萬噸,產(chǎn)值將達16億元;建成農(nóng)戶用沼氣池23萬口,將為農(nóng)民增收節(jié)支3.45億元;生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量約3萬千瓦,年發(fā)電量1.8億千瓦時,產(chǎn)值將達1.35億元。
2、生態(tài)效益分析
與傳統(tǒng)能源相比,風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源具有環(huán)境影響小、污染少、可再生等優(yōu)勢,生態(tài)效益明顯。臨滄具有風(fēng)能開發(fā)價值的場地多集中在海拔較高的山地上,這些山地多為未利用地,土地貧瘠、植被覆蓋較差,而且避開了環(huán)境敏感區(qū)域。到2015年,預(yù)計風(fēng)電裝機容量達10萬千瓦,發(fā)電量2.2億千瓦時,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤7.3萬噸,減少CO2排放量18.25萬噸;全市農(nóng)村太陽能熱水器安裝面積將達40萬平方米,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤4.8萬噸,減少CO2排放量12.48萬噸;生物柴油和燃料乙醇產(chǎn)量可達15萬噸,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤16.5萬噸,減少CO2排放量41萬噸;農(nóng)村戶用沼氣池達23萬口,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤6.3萬噸,減少CO2排放量15.8萬噸。生物質(zhì)能是CO2零排放的能源,生物質(zhì)燃燒所排放的CO2和生物質(zhì)植物生長過程中吸收的CO2可以相互循環(huán)、抵消。
3、社會效益分析
發(fā)展新能源有利于改善能源結(jié)構(gòu),減少對石化燃料的依賴,保障能源安全,促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展風(fēng)能、太陽能等新能源產(chǎn)業(yè)是新科技和綠色社會價值觀的體現(xiàn),有利于提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力、培育新的經(jīng)濟增長點。臨滄豐富的生物質(zhì)資源都在農(nóng)村,發(fā)展生物質(zhì)能,能夠有效地為農(nóng)民開辟新的就業(yè)和增收渠道。膏桐等油料林種植按每個勞動力種植管護10—15畝計算,2015年種植面積約50萬畝,可以使3—5萬農(nóng)民獲得新的增收渠道。木薯等燃料乙醇原料種植按每個勞動力種植管護5畝計算,“十二五”期間種植約34萬畝,則可以使6萬多農(nóng)民得到新的增收渠道。生物質(zhì)發(fā)電的農(nóng)業(yè)秸稈和林業(yè)廢棄物較為分散、廉價易得??傊镔|(zhì)能源既能增加農(nóng)民收入,又能提供清潔能源,繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(運輸、加工),是實現(xiàn)工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市支持農(nóng)村,提高貧困地區(qū)農(nóng)民生活水平,加快農(nóng)村小康社會建設(shè)的一條有效途徑。
五、加快臨滄市新能源開發(fā)利用的對策建議
1、確立率先發(fā)展新能源的戰(zhàn)略
新能源的開發(fā)利用,對增加能源供給、改善能源結(jié)構(gòu)、促進環(huán)境保護具有重要作用,是解決能源供需矛盾和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。必須從戰(zhàn)略高度充分認(rèn)識新能源產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的重要作用。各級政府都要把大力發(fā)展新能源作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,促進可持續(xù)發(fā)展的重要舉措,為新能源的發(fā)展提供政策、制度、資金和組織保障。要進一步加大宣傳力度,提出一批宣傳口號,建立一批科普基地,認(rèn)定一批應(yīng)用新能源的典型,使大力發(fā)展新能源盡快成為全民共識。
2、加大對新能源的資源調(diào)查
盡快組織相關(guān)部門和企業(yè),對以風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能為主的新能源資源進行基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性的調(diào)查和評價,掌握各類新能源資源狀況,獲得縣(區(qū))一級可開發(fā)資源量數(shù)據(jù),預(yù)測資源發(fā)現(xiàn)趨勢,建立市級新資源管理數(shù)據(jù)庫和評價系統(tǒng),為各級政府制定能源戰(zhàn)略和發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。在摸清資源家底的基礎(chǔ)上,加快新能源開發(fā)。
3、加大對新能源發(fā)展的政策扶持力度
政府在政策上要為新能源的開發(fā)利用創(chuàng)造條件,加大對新能源發(fā)展的政策支持力度。在稅收、信貸、投資、價格、補貼等方面,積極給予支持。建立和擴展新能源財政和專項基金,利用低息貸款、債券、新產(chǎn)品研發(fā)和展示費用補貼等多種形式支持新能源企業(yè);借鑒市場經(jīng)濟發(fā)達國家的經(jīng)驗,為了鼓勵消費新能源產(chǎn)品,應(yīng)對消費者進行一定補貼。在稅收方面,政府要進一步完善新能源的稅收政策,減免新能源產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)的稅費。
4、爭取優(yōu)勢項目列入國家和省級規(guī)劃
“十二五”期間,國家和各省都將加強新能源開發(fā)建設(shè)的管理工作,將按照規(guī)劃有序開發(fā)新能源,臨滄市要認(rèn)真做好備選項目的論證和分析工作。采取專家論證和銀行介入等方法,交叉論證,努力把好項目選擇關(guān),提高備選項目質(zhì)量。儲備一批較成熟的項目,編入后續(xù)項目序列。新上項目要符合國家新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和投資導(dǎo)向,要按照臨滄市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展總體規(guī)劃和能源專項規(guī)劃,建立和完善新能源項目庫,加強新能源項目前期工作。為避免風(fēng)電開發(fā)與電網(wǎng)接入的矛盾進一步加大,國家在“十二五”期間將嚴(yán)格按照風(fēng)電開發(fā)規(guī)劃和年度開發(fā)方案進行風(fēng)電項目核準(zhǔn),云南省也將執(zhí)行國家政策嚴(yán)格風(fēng)電管理。為確保項目能夠核準(zhǔn),必須加快風(fēng)電測風(fēng)、選址、資源評估等項目前期工作,爭取優(yōu)勢項目列入國家和省級規(guī)劃。
5、加強科技人才支撐
制定相關(guān)政策,積極從外引進人才,充實臨滄市新能源方面的工程設(shè)計、市場開發(fā)等方面的高級人才隊伍。組建若干個新能源重點發(fā)展領(lǐng)域的專家隊伍,以全國乃至全球的視野,把脈臨滄市的新能源規(guī)劃、評估和考核,為政府決策發(fā)揮智囊作用。鼓勵新能源企業(yè)與科研機構(gòu)、高校聯(lián)合建立新能源技術(shù)人才培養(yǎng)基地,按照對口送學(xué)的原則,采用訂單培養(yǎng)、定向招生、委托培訓(xùn)等方式,重點培養(yǎng)一批新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的技術(shù)人才、管理人才和高素質(zhì)產(chǎn)業(yè)工人。鼓勵新能源企業(yè)公開向國內(nèi)外招聘技術(shù)負責(zé)人,完善技術(shù)參股等產(chǎn)權(quán)激勵機制。
6、做好環(huán)境評價和環(huán)境保護
臨滄市環(huán)境敏感區(qū)分布較廣,數(shù)量較多,因此新能源開發(fā)利用項目應(yīng)避開環(huán)境敏感區(qū)域。要發(fā)揮規(guī)劃的引導(dǎo)和約束作用,加強項目開發(fā)的環(huán)境影響評價,強化項目運行監(jiān)督管理,突出政府職能,嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境影響評價“三同時”制度。風(fēng)電和太陽能項目重點要做好選址,選址應(yīng)避開人口密集的城區(qū)和近郊,工程建設(shè)應(yīng)遵循盡量少破壞地表植被的原則,風(fēng)電工程建成后要開展鳥類監(jiān)測工作。對太陽能硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要高起點、成規(guī)模,嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),提高裝備水平,降低能源和資源消耗,重點做好煙氣凈化和煙塵治理。對生物質(zhì)能發(fā)展要堅持“不與人爭糧,不與糧爭地,不與傳統(tǒng)行業(yè)爭利”的原則。
【參考文獻】
[1] 白生菊:青海省新能源和可再生能源開發(fā)利用淺析[J].青海科技,2005(5).
[2] 曾曉安:中國能源財政政策研究[M].北京:中國財政經(jīng)濟出版社,2006.
[3] 周白石:新“點水成油”面臨頭尾瓶頸[N].天津每日新報,2010-12-03.
[4] 劉高峽:可再生能源的技術(shù)創(chuàng)新障礙與激勵政策建議[J].科技進步與對策,2009(1).
關(guān)鍵詞:風(fēng)能設(shè)計 發(fā)電設(shè)備
風(fēng)力發(fā)電近幾年發(fā)展如此之快,是因為它有許多優(yōu)點:1.設(shè)備簡單,投資少,成本低,風(fēng)力發(fā)電機的整個設(shè)備成本不足功率相當(dāng)?shù)幕鹆Πl(fā)電,水力發(fā)電和核電站成本的1/4,在二、三年內(nèi)就可以收回全產(chǎn)投資;2.節(jié)省燃料和運輸費用。在風(fēng)力資源豐富的地區(qū),風(fēng)力是取之不盡,用之不竭的,可就地建立風(fēng)力發(fā)電站,就地用電,這樣就可以節(jié)省大量的輸電設(shè)備和能源。許多燃料是十分重要的化學(xué)原料,把它白白的燃掉是十分可惜的。我國資源并不十分豐富,充分利用風(fēng)力資源意義就更重大了;3.利用風(fēng)力可以減少對大氣的污染,保護我們?nèi)祟愘囈陨娴淖匀画h(huán)境。化學(xué)燃料不斷向大氣中排放對生物有害物質(zhì),嚴(yán)重的威脅人們健康,而風(fēng)力能源則沒有任何影響人類健康的有害物質(zhì)。
一 風(fēng)的產(chǎn)生與特性
風(fēng)是地球外表大氣層由于太陽的熱輻射而引起的空氣流動;大氣壓差是風(fēng)產(chǎn)生的根本原因。它的特性:周期性,多樣性,復(fù)雜性。
二 風(fēng)的能量與測量
1.產(chǎn)生能量的基本要素: 風(fēng)具有一定的質(zhì)量和速度。
2.風(fēng)能的一些主要特性參數(shù):如風(fēng)能、風(fēng)能密度、風(fēng)速與風(fēng)級、風(fēng)向與風(fēng)頻以及風(fēng)的測量等。
2.1風(fēng)能:空氣運動產(chǎn)生的動能稱為“風(fēng)能”。
2.2風(fēng)能密度:單位時間內(nèi)通過單位截面積的風(fēng)能。
2.3風(fēng)速與風(fēng)級:風(fēng)速就是空氣在單位時間內(nèi)移動的距離,國際上的單位是米/秒(m/s)或千米/小時(km/h)。分13級
2.向與風(fēng)頻:通常把風(fēng)吹來的地平方向定為風(fēng)的方向,即風(fēng)向。風(fēng)頻是指風(fēng)向的頻率,即在一定時間內(nèi)某風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占各風(fēng)向出現(xiàn)總次數(shù)的百分比,
2.5風(fēng)的測量:風(fēng)的測量儀器主要有風(fēng)向器、杯形風(fēng)速器和三杯輕便風(fēng)向風(fēng)速表等。
三 風(fēng)力資源
據(jù)理論計算,太陽輻射到地球的熱能中約有2%被轉(zhuǎn)變成風(fēng)能,全球大氣中總的風(fēng)能量約為10 14MW,其中蘊藏的可被開發(fā)利用的風(fēng)能約有3.5×10 9MW,這比世界上可利用的水能大10倍。
3.1世界風(fēng)力資源分布
根據(jù)世界能源理事會的有關(guān)資料,地球表面有27%的地區(qū)年平均風(fēng)速高于5m/s(距地而10m高)。如將這些地方用作風(fēng)力發(fā)電場,則每km2的風(fēng)力發(fā)電能力最大值可達8Mw,總裝機容量可達24x1013w。
據(jù)分析,實際上陸地面積中風(fēng)力大于5m/s 的地區(qū),其中僅4%有可能安裝風(fēng)力發(fā)電機組。
3.2風(fēng)能的利用
按照不同的需要,風(fēng)能可以被轉(zhuǎn)化成其他不同形式的能量,如機械能、電能、熱能等,以實現(xiàn)提水灌溉、發(fā)電、供熱、風(fēng)帆助航等功能。21世紀(jì)風(fēng)能利用的主要領(lǐng)域是風(fēng)力發(fā)電。
四 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備
4.1組成:風(fēng)力發(fā)電機組包括兩大部分;一部分是風(fēng)力機,由它將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能;另一部分是發(fā)電機,由它將機械能轉(zhuǎn)換為電能。
4.1.1分類:
4.1.2根據(jù)它收集風(fēng)能的結(jié)構(gòu)形式及在空間的布置,可分為水平軸式或垂直軸式。
4.1.3從塔架位置上,分為上風(fēng)式和下風(fēng)式;
4.1.4還可以按槳葉數(shù)量,分為單葉片、雙葉片、三葉片、四葉片和多葉片式。
4.1.5從槳葉和形式上分,有螺旋槳式、H型、S型等;
4.1.6按槳葉的工作原理分,則有升力型和阻力型的區(qū)別。
4.1.7以風(fēng)力機的容量分,則有微型(1kW以下)、小型(1―10kW)、中型(10―100kW)和大型(100kw以上)機。
4.2水平軸力風(fēng)機
4.2.1特點:風(fēng)力機的風(fēng)輪軸與地面呈水平狀態(tài),稱水平軸風(fēng)力機。
4.2.2組成:它一般內(nèi)風(fēng)輪增速器、調(diào)速器、調(diào)向裝置、發(fā)電機和塔架等部件組成,大中型風(fēng)力機還有自動控制系統(tǒng)。
4.2.3應(yīng)用:這種風(fēng)力機的功率從幾十千瓦到數(shù)兆瓦,是日前最具有災(zāi)際開發(fā)價值的風(fēng)力機。
4.2.4類型:有傳統(tǒng)風(fēng)車、低速風(fēng)力機及高速風(fēng)力機等3大類型。
4.2.5風(fēng)力機的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù):風(fēng)輪直徑,通常風(fēng)力機的功率越大,直徑越大;葉片數(shù)目,高速發(fā)電用風(fēng)力機為2―4片,低速風(fēng)力機大干4片;葉片材料,現(xiàn)代常采用高強度低密度的復(fù)合材料;風(fēng)能利用系數(shù),一般為0.15―0.5之間;啟動風(fēng)速,一般為3―5m/s;停機風(fēng)速,通常為15―35m/s;輸出功率,現(xiàn)代風(fēng)力機一般為幾百干瓦―幾兆瓦;發(fā)電機,分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機;另外還有塔架高度等等。
4.3垂直軸風(fēng)力機
4.3.1特點:凡風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與地面呈垂直狀態(tài)的風(fēng)力機叫垂直抽風(fēng)力機。
形式有:如s型、H型、Ф型等。
4.3.2應(yīng)用:雖然目前垂直軸風(fēng)力機尚未大量商品化,但是它有許多特點,如不需大型塔架、發(fā)電機可安裝在地面上、維修方便及葉片制造簡便等,研究日趨增多,各種形式不斷出現(xiàn)。各種形式的垂直軸風(fēng)力機。
五 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及裝置
5.1風(fēng)力發(fā)電機組的系統(tǒng)組成
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的機械、電氣及共控制設(shè)備的組合。
通常包括風(fēng)輪、發(fā)電機、變速器(小、微容量及特殊類型的也有不包括變速器的)及有關(guān)控制器和儲能裝置。
5.2調(diào)向機構(gòu)
作用:用來調(diào)力機的風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)平而與空氣流動方向相對位置的機構(gòu)。因為當(dāng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)平面與氣流方向垂直時,也即是迎著風(fēng)向時,風(fēng)力機從流動的空氣中獲取的能量最大,因而風(fēng)力機的輸出功率最大,所以調(diào)向機構(gòu)又稱為迎風(fēng)機構(gòu)(國外通稱偏航系統(tǒng))。
類型:小型水平軸風(fēng)力機常用的調(diào)向機構(gòu)有尾舵和尾車;風(fēng)電場中并網(wǎng)運行的中大型風(fēng)力機則采用由伺服電動機。
5.3發(fā)電機
微型及容量在10kW以下的小型風(fēng)力發(fā)電機組,采用永磁式或自勵式交流發(fā)電機,經(jīng)整流后向負載供電及向蓄電池充電;
容量在l00kw以上的并網(wǎng)運行的風(fēng)力發(fā)電機組,則應(yīng)用同步發(fā)電機或異步發(fā)電機。
5.4升速齒輪箱
作用:是將風(fēng)力機軸上的低速旋轉(zhuǎn)輸入轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)輸出,以便與發(fā)電機運轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)速相匹配。
5.5塔架
5.6控制系統(tǒng)
5.6.1組成:100kw以上的中型風(fēng)力發(fā)電機組及1Mw以上的大型風(fēng)力發(fā)電機組皆配有由微機或可編程控制器(PLC)組成的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)控制、自檢和顯示功能。
5.6.2風(fēng)力發(fā)電特點及優(yōu)勢:它是一種安全可靠的發(fā)電方式,隨著大型機組的技術(shù)成熟和產(chǎn)品商品化的進程,風(fēng)力發(fā)電成本降低。風(fēng)力發(fā)電不消耗資源、不污染環(huán)境,具有廣闊的發(fā)展前景,建設(shè)周期一般很短,一臺風(fēng)機的運輸安裝時間不超過三個月,萬千瓦級風(fēng)電場建設(shè)期不到一年,而且安裝一臺可投產(chǎn)一臺;裝機規(guī)模靈活,可根據(jù)資金多少來確定,為籌集資金帶來便利;運行簡單,可完全做到無人值守;實際占地少,機組與監(jiān)控、變電等建筑僅占風(fēng)電場約1%的土地,其余場地仍可供農(nóng)、牧、漁使用;對土地要求低,在山丘、海邊、河堤、荒漠等地形條件下均可建設(shè),在發(fā)電方式上還有多樣化的特點,既可聯(lián)網(wǎng)運行,也可和柴油發(fā)電機等級成互補系統(tǒng)或獨立運行,這對于解決邊遠無電地區(qū)的用電問題提供了現(xiàn)實可能性。