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如何戰勝能源危機?節約必不可少,尋找替代能源更為重要而大力發展清潔煤電、太陽能、風能、水電、生物質能、核能等,都是其最有效的解決方案。
時值夏季用電高峰,往日行政令文“熱衷”的“拉閘限電”、“空調26度”等詞匯卻遲遲未能出現,不知不覺之間,秋老虎又悄然而至。
與以往各發電企業滿負荷運轉更加針鋒相對的是:一些在建的大型水電被果斷叫停,而許多已經投產的小火電也相繼被懸崖勒馬。
人們已經戰勝能源危機了嗎?顯然沒有。我們的經濟依然是建筑在化石能源基礎之上的一種經濟。這一經濟的資源載體將在21世紀上半葉迅速地接近枯竭。而現在,石油資源的日漸緊張帶來的油價企高,已經影響到人類的生產和生活方式。電力與其他自然能源的供應短缺與價格上漲,形勢更日趨嚴峻。經濟衰退如何幸免?
這不得不讓我們提起關于中國發展道路的論爭。吳敬璉和厲以寧,對中國經濟改革產生過重要影響的兩位經濟學界泰斗,前者主張:“重型化”的快跑將使中國遭遇能源危機;后者則奉行:大國的發展不能繞開重化工的道路。二老的觀點,孰是孰非,我等自難定奪。然而,他們對于經濟發展與能源關系的肯定,卻是異曲同工。
數據更能說明GDP與發電量的關系。由于電力具有即時屬性,沒有庫存,只要發電量下降,就意味著GDP同步甚至加速下降。去年10月,中國月度發電量同比下滑約0.5個百分點,這是自2005年2月以來,中國月度發電量首次出現同比負增長――這暗示著很多企業已經停工,經濟開始進入寒冬。而就從那時開始,中國的GDP增速已明顯放緩。
同樣的情景出現在上一輪的亞洲金融危機期間。1994年第三季度,中國GDP名義增速一度達到13,1%,當時的發電量增速保持在9%~11%之間;其后,發電量增速在1998年第三季度降低到2.13%的水平,而GDP增長率就急劇下滑到6.46%。
反觀危中之機,正是中國電力結構調整、變革的最佳時機。即將赴任中核集團的國家能源局副局長孫勤在接受記者采訪時也坦承:受本輪金融危機影Ⅱ自,中小企業大量倒閉,用電需求連續多月緩和給小火電關停任務達成提供了難得的契機,“如果沒有這次金融危機帶來的電力供需緩和這一契機,任務也會完成,但或許不會提前一年半就完成這個目標。”
能源危機話題由來已久,而今再度審視導致危機的深層次誘因:除了傳統能源結構單一、新能源匱乏、電力供求不平衡等外,更為重要的是,新能源在發展過程中又面臨著新的阻力與桎梏。與傳統能源相比,新能源在成本與效益之間依然未能達到和諧狀態。
綜觀經濟發展史,危機的誘因決定了其解決方案的方式:節約必不可少,而尋找和發晨替代能源更為重要。現階段,就是要改變傳統的能源消費和生產方式,找出并消除新能源在發展過程中的阻力與桎梏,使其在成本與效益之間達到平衡。由此,一幅嶄新的圖景已然出現:一邊是小火電的不斷叫停:另一邊是新能源項目的不斷上馬。
用可再生能源全面取代化石燃料。進行一場新的能源革命,不僅是出于生存原因:與之相連的是世界經濟可獲得持續的發展。而經過對產業發展周期的深入研究后發現。大力發展除了太陽能、風能、水電、生物質能、核能之外,清潔煤電也是最直接、有效的解決方案。
雖然,實現全球經濟一能源一環境的可持續發展,加速開發利用清潔能源,特別是可再生能源。已經成為不可逆轉的潮流。但是,常規能源、特別是化石能源,還會在較長一段時間內在世界能源消費中繼續占據主導地位。在中國的能源構成中,煤電甚至占75%的比重。
因此,清潔煤電是首先能夠想到的能源危機解決方案。2009年7月6日。華能集團主導推進的中國首座自主開發、設計、制造并建設的整體煤氣化聯合循環發電技術即IGCC示范工程項目――華能天津IGCC示范電站,在天津臨港工業區開工建設。此舉被業內看作是中國“綠色煤電”計劃快速發展的信號。
在國際上,IGCC也被看作煤電發展的主流趨勢。美國、歐盟等發達國家都在積極開展綠色煤電的研究。2004年美國能源部正式啟動了“未來電力”項目,計劃投資9.5億美元,用10年時間建成世界上第一座近零排放的煤炭發電廠。同年,歐盟在“第六框架計劃”中,啟動了名為聯產氫氣、電力、二氯化碳分離工廠的計劃。目標是開發以煤氣化為基礎的發電、制氫以及二氧化碳分離和處理的煤基發電系統,實現煤電的近零排放。
因為裝機容量占整個能源構成的21%,水電也被寄以厚望,自然被排在最可能取代火電的位置。事實上,這在國際上也有可供參照的可行案例,加拿大的水電比重就占能源構成的90%以上。中國仍有2/3的水能資源尚未被開發,其潛在優勢不言自明。
然而,在金沙江叫停事件之后,對于水電的貶斥言論卻不絕于耳“水電相對火電來說是不產生二氧化碳等氣體污染,但水電站尤其是大型水電項目對生態的破壞更大,影響更久遠。一個大型水電站可能導致整個流域的生態徹底改變,甚至會造成部分物種的滅絕,此外。大規模的移民會造成文化生態和社會關系的斷裂。”
姑且不論因環境保護和移民問題而產生的對于水電的過分妖魔化,單其建設中的高昂成本和運營中的超低利潤,就給反對者諸多口實,讓支持人士大跌眼鏡:大型水電開發周期一般在5~10年,相較火電1~3年便可建成發電。勝負已分。而因在電網中一直擔任平抑電價的角色,上網電價偏低則更打消了水電運營企業的積極性。
對許多在《可再生能源法》出臺的背景下成立的公司而言。他們對水電產業前景的預期較高,而殘酷的現實折斷了它們繼續前進的積極性。值得欣慰的是,許多小水電公司不在環保與移民問題詬病之列,它們對政策的預期相對樂觀,如中華水電創立的收購管理模式,不僅有效地排除了前期問題,更能適應時代的需求。
緊隨其后的是核電。一位電力行業人士告訴記者,雖然,現在核能在中國能源的構成中的比重不足2%,但按照現有的能源計劃。在2020年,這一百分比將提高到4%~5%。該人士表示。“將來總有一天,在整個能源構成中,核電將一統天下。”而法國就是現實的參照。2003年,核電已占法國總發電量的85%。
雖然核電廠從項目勘測到建設再到運營,需要更長的時間,然而。這也與核電的經濟效益相輔相成。20多年前,青云創投的前身因為參與了中國第一個核電項目――廣東大亞灣發電站的投資。也讓其獲利頗豐。此后,該核電站在收入中拿出一部分與清華合作,也才有中國環境基金的誕生。
中國是貧鈾國,但卻不能掩蓋核電的明顯優勢不僅安全,而且清潔、高效、經濟。如此誘惑誰能阻擋?“那也得上。不斷地建設,裂變完了,再研究聚變唄。雖然,要達到這種程度,需要攻克很大的技術難關,但誰又能否認這才真正的循環呢?”相關人士說。
快來看看風電吧。因其生產過程幾乎不會伴隨包括二氧化碳在內的任何有害氣體的排放,因此被稱為。藍天白煤”。對與這一兼顧民生與面子的工程,各地上馬的勢頭也不亞于12級大風。說話間,中國首個千萬千瓦級風電基地就于8月8日在甘肅酒泉開工,10年后。酒泉市的風電裝機規模有望達到2000萬千瓦。接近三峽水電站的發電量,成為“風電三峽”。
然而,因為一系列棘手難題的出現:風電并網接入難、風電調峰能力不夠、風電送出受限、上網電價未理順……風電讓我們又愛又恨。相關人士認為,問題的產生,有的來自風電行業自身、有的來自輸電側以及終端,但這些問題在前段時間風電大規模上馬的時期,都多少被掩蓋或擱置了。
也有相關人士更加看重風電建設的帶動效應。風電項目的上馬,為中國企業提供了進行自主刨新的動力,它推動了國家科技實力的進步,特別是風機設備的國產率逐漸提高。不僅如此,由于內陸風電均建設在相對貧瘠地區,風電的建設也促進了國家電網的建設速率,帶動了偏遠地區的經濟發展。
接下來出場的,是光伏發電。雖然,它也曾經歷經濟危機的困擾,因組件價格下滑、市場萎縮而不得不面臨產能過剩,并遭遇了一場激烈的價格戰,但其在與海外對手的競爭中依然保持著諸多得天獨厚的優勢。不只因為技術上的強勢,寬松信貸政策、低廉的原料成本,以及中國政府大力推動太陽能產能發展的政策,都讓中國光伏企業獲益良多。
現在,光伏產業依然因發電成本較高,生產在國內,市場在國外而飽受詬病,然而,在中盛光電董事長王興華看來,這一狀況很快改變。“預計從明年上半年開始,這個市場會有相當強勁的恢復性增長,到2012年以后,市場增長會更加加快,預計2015年前后,光伏發電成本會得到比較大幅度地下降,有可能接近傳統能源的附近。”
下面有請生物質能發電。對大多數生物質能發電項目而言,最主要的障礙和制約因素是經濟、政策和技術。武漢億碳副總經理孫河川告訴記者:一是,融資難。許多再生能源項目無緣四萬億。二是,國家對可再生能源的扶持政策力度和廣度不夠。地方政府對于政策咬文嚼字式的解讀,更使許多本應接受政策陽光照射的項目只能望餅興嘆。三是,技術落伍。而要解決生物質能發電所面臨的技術問題,還有待于更多億碳們的出現。
為此,孫河川通過本刊鄭重建議:首先,國家在信貸規模上能切一塊出來用于生物質能源項目方面的貸款,最好是低利率的貼息貸款;其次,是在稅收上給予優惠,如對垃圾填埋氣發電實行免征增值稅和減免企業所得稅的政策,提高企業可持續發展的空間;最后,國家應盡快出臺“鼓勵資源利用投資方參與垃圾場改制優惠政策”。
最后掌聲請出智能電網。什么是智能電網?各行各業都有不同的理解與認識。人們談及這一概念,往往會加入自己的概念:電網企業打出“特高壓”牌,電源企業咬住上網技術不放,用戶則更強調經濟性、可靠性、安全性……用“瞎子摸象”來形容一點不為過。
而通過對能源的供應、電力的傳輸、電力的使用以及整個循環過程的各環節的政策、技術、市場等綜合考慮后發現,青云創投合伙人介文治認為,智能電網涵蓋電力基礎設施、新技術、軟件管理、能源儲存等領域,而重要的是如何去解決需求。
在電力傳輸方面,智能電網能夠增加電力輸送的效率。通過不斷的技術改進,形成的特高壓輸送就具備這項功能:在電力上網方面,智能電網能夠解決現階段最為緊迫的不同形式的能源上網問題,此外,儲能產品不僅能夠服務終端,還能服務電網,也可稱為智能電網。
以風電為例,由于風力在晚上較大,而晚上用電量較小,風電場晚上發的電送不出去,而在白天用戶需要電的時候,卻沒有足夠的電來供應。這就是儲能產品大顯身手的機會:將晚上發出來的電儲存起來,白天用的時候釋放。且看匯能科技的電力大挪移。,
當然,任何產業的發展,離不開技術、資本、市場的結合,而政策的支持也必不可少。相關人士表示,尤其在關系國計民生的基礎設施、能源領域,沒有政策的支持是困難的。誠可見,國家對新興能源的支持力度正不斷加大。8月9日,國家能源局副局長孫勤在“首屆亞洲能源論壇”上表示,預計將在年內制定完成新興能源的發展規劃。
在此契機下,我們所面臨的解決方案將會越來越多,甚至遠遠超出今天討論的范圍。
不會的!世界各地的科學家正在努力,尋找新的能源,希望把世界從能源危機中解救出來。這不,他們已經提出了幾種非常炫目的新技術,能夠給我們帶來更多的能源。
從大氣層偷電
不要只盯著地下的石油、煤炭這些能源,抬頭看看天空吧!實際上,大氣中的雷電、極光等就是電制造的把戲,大氣層中蘊含著豐富的電能。但是,如何捕捉和控制大氣層中的電能卻比較麻煩,就拿雷電來說,它們稍縱即逝,而且電壓超高,很難獲取。
過去人們一直以為大氣層中的小水滴是電中性的,但是最近的一些研究發現,小水滴會帶上電,而且還能夠把電傳輸給接觸到的其他物質。所以,就像人們利用太陽能板收集太陽能那樣,科學家認為,人們也可以設計出特殊的板面,收集大氣層中水滴所帶的電。特別是在一些潮濕而且多雷雨的地區,大氣層中水滴的帶電量相當可觀,當地的人們可以用收集水滴電能的面板改造自己的屋頂,獲得生活所需的電能。
液態的太陽能
就目前的太陽能產業而言,人們主要是利用太陽能板,把太陽能直接轉化為電能來使用。你想過沒有,能不能把太陽能轉化成液體燃料?
聽上去這個主意很瘋狂,但實際上植物每天干的事情不就是這個嗎?植物利用光合作用,把太陽能轉化成了自己所需的能量,而許多植物可以作為燃料燃燒,石油、煤炭其實就是億萬年前的動植物轉化而來的。科學家現在需要做的事情是,如何讓太陽能迅速轉化成可以供汽車使用的液體燃料。
一些科學家正在研究利用陽光、二氧化碳和非飲用水,模擬植物的光合作用,合成液態的、含有能量的化合物。他們已經取得了一些進展,并希望在不久的將來,這種新的液態燃料可以和汽油一樣,能夠直接灌入汽車的油箱中,驅動汽車。
到太空中去采電
目前太陽能技術的發展,已經讓我們在捕捉太陽能、轉化太陽能方面越來越高效了。但是在地球表面鋪設太陽能板采集太陽能,會有很大的局限性。比如,大氣層會散射太陽光,因此照射到太陽能板上的能量就少了;陰天、夜晚太陽能板都難以正常供電,這直接影響了太陽能采集的效率。
既然大氣層那么討厭,我們直接把太陽能板搬到地球之外去吧!如果在太空中利用太陽能板采集太陽能,單位面積上的能量會是地球表面的8到10倍,而且可以全天候地采集。此外,太空是“無主之地”,不需要租場地的費用。
應該說,科學家已經部分實現了這個夢想,目前太空中的國際空間站的能源供給,就是依靠幾塊巨大的太陽能板來實現的。國際空間站總計有四組太陽能電池板,總發電功率達到120千瓦。但是,目前在太空中架設太陽能板還過于昂貴,像國際空間站這樣小規模的科研用途還可以承受,大規模商業使用成本太高,得不償失。
如今,一些科技類公司已經在做這方面的商業嘗試,他們的設想是先發射太陽能衛星到太空,然后衛星展開大面積的太陽能板,收集太陽能。據估計,一旦太陽能板的面積足夠大,在太空中采集太陽能將變得有利可圖。
不過有一個問題需要考慮:我們怎么把太空中采集到的太陽能傳輸回地球呢?
在天地間無線傳輸
用電線把太空中采集的能量傳回地球,你就太土了,試試無線輸電吧!
我們的手機接收到的信號就是無線傳輸過來的,從技術本質上講,無線輸電和無線通訊并沒有什么區別,只是前者更強調把能量傳輸過來,后者更強調附加在能量上的信息。無線電波在傳播的過程中,會出現彌散和衰減,這對無線通訊來說不是大問題,通過中繼站來加強信號就行了。但是對于無線輸電來說,則必須盡量減少能量在傳輸過程中的彌散和衰減,讓盡可能多的能量傳輸到接收地點。
有幾個辦法可以減少能量的衰減,比如使用微波甚至激光來傳輸能量。因為無線電波的波長越短,定向性就越好,彌散也就越小,而微波波長很短,適合能量傳輸。另一個辦法是實現天地間物體的共振。我們知道,有相同共振頻率的物體,彼此交換能量的效率很高,比如在中學物理實驗中,我們敲擊兩個并排放置的音叉中的一個,另一個也會響,這就是音叉之間實現了能量的傳輸。
關鍵詞:智能電網;新能源發電;儲能技術;能源基地輸電規劃;功率預測;虛擬發電廠
中圖分類號:TM614 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)36-0042-02
當前,隨著化石能源的日益枯竭和環境問題的日趨嚴重,開發使用新能源是世界能源發展的新趨勢。2009年9月4日,國家發展改革委員會向全社會公布了《可再生能源中長期發展規劃》。規劃提出,到2020年可再生能源消費量占能源消費總量的比重將達到15%,形成以自有知識產權為主的可再生能源技術裝備能力。
然而必須面對的是,新能源的迅猛發展,給現有電網帶來了新的嚴峻挑戰。風能、太陽能發電具有隨機性和間歇性,這無疑使電網運行控制的難度和安全穩定運行的風險明顯增大;核電的可調節能力較差,發展核電也需要堅強電網的支撐。這些新的問題使電網升級改造迫在眉睫,也為智能電網在新能源發電中的應用奠定了堅實的基礎。
1 智能電網概論
1.1 智能電網的由來
自第一次工業革命完成迄今近二百年來,在科學技術產生強大生產力的作用下,人類文明得到了全面而迅速的發展,但與此同時,人類活動能力不斷增強與范圍的不斷擴大也對地球環境產生了巨大的影響,全球氣候變化、自然災害頻發、環境污染及沙漠化嚴重、能源危機加劇,人類的生存與發展面臨前所未有的嚴峻挑戰。電力工業自第二次工業革命興起以來,至今已有一百多年的歷史,人類社會也隨著經濟的發展、技術的進步對電力依賴程度日益增長。
電力工業是國家能源產業的核心,資源和環境的雙重壓力使人們開始重視電力系統在節能減排方面的巨大潛力。同時,各行業對供電可靠性及電能質量要求的日益提高也對電網建設提出了更高的要求,反過來,電網的發展升級對各國保證能源安全和能源獨立、進一步搶占科技與經濟發展制高點、促進就業都有著重大意義。在此背景下,國內外研究人員紛紛提出對下一代電力系統的展望,智能電網應運而生。
1.2 世界各國智能電網建設的差異
環境問題、能源危機、技術經濟需求以及電網自身更新升級需要這四個方面成為各國大力研究和建設智能電網的主要驅動因素,由于國情的差異,各國在發展智能電網方面存在共性動因的同時,又各有側重點。
在美國,2003年8月的美加大停電使得美國電網自身設備老化、技術陳舊、網架結構脆弱等問題逐漸凸顯,因而美國智能電網發展一方面側重于對傳統電網設施進行升級改造,提升電網的安全性與可靠性,并十分重視配電網的優化升級與分布式電源的利用。另一方面美國希望通過設施改造與技術創新開辟新的經濟增長點,占據國際市場領先地位,在推動經濟發展同時緩解失業率較高的問題。
在歐盟,由于各國社會經濟情況、資源稟賦、電網現狀的不同,歐洲各國對自身智能電網的發展規劃各有特點,從共性來說,歐盟的超級智能電網(Super Smart Grid)計劃側重于解決大規模可再生能源尤其是海上風電的消納利用、分布式電源并網以及需求側管理等問題。
我國社會與經濟不斷的發展,帶來了對電力需求持續而強勁的增長;傳統能源日益短缺和及其環境污染問題在給全社會造成巨大壓力的同時也使得電力企業在考慮生產成本之外開始審視其帶來的社會和生態成本;同時,我國電力資源和需求在地域上的不平衡、大規模新能源和分布式能源的開發利用、配電網建設相對滯后等問題都對電網進行資源優化配置能力提出了更高的要求。
根據國家電網公司的定義,堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎,以通信信息平臺為支撐,具有信息化、自動化、互動化特征,包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,覆蓋所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。
2 智能電網與新能源發電的關系
2.1 大力發展新能源是建設智能電網的驅動力
能源危機與氣候全球變暖告訴我們,人類社會要想可持續發展,必須減少對化石能源的依賴,減少環境污染。也就是說,使用新能源是可持續發展的必然要求,是歷史發展的必然要求。而智能電網作為未來社會能源基礎設施,必須順應歷史發展的要求。
因此,大力發展新能源要求智能電網應具有堅強可靠,高效發電,環境友好等核心價值,智能電網的發展必須適應新能源發展的要求。
2.2 智能電網的應用使新能源革命成為可能
智能電網技術可提高電網管理大量間歇性新能源發電的能力,其原因在以下幾點。
2.2.1 智能電網可對間歇性新能源發電的峰和谷做出即時反應
由于電網的所有元件都被通信系統和自動控制系統連接在一起,智能電網可利用儲能手段和微網系統,在不同地區之間進行平衡,循環削減終端電力需求,接通當地分布式發電和其他發電資源網絡等方式對間歇性新能源發電的峰和谷做出即時反應。
2.2.2 智能電網使得新能源發電真正“物有所值”
智能電網的普及,可使電力消費者根據電價選擇電力,因此,新能源發電可通過市場這只“無形的手”來彌補間歇性帶來的不足。在所需的自然條件不滿足要求時提高電價,從而降低在自然條件不能滿足發電條件時的電力需求;在電力供應充足時降低電價,從而增加在自然條件滿足發電條件時的電力需求。這樣,在滿足系統安全穩定性的前提下,逐步使新能源的廣泛應用成為可能。
3 智能電網在新能源發電中的具體應用
3.1 智能電網使新能源發電更穩定
電力生產過程是連續進行的,發電和負荷及損耗之間必須時刻保持基本平衡。而電網中用戶對電力的需求卻隨著時間及氣象因素的變化而變化。傳統電力系統是通過對可控發電機組(如水電、火電)的出力來維持系統發電和負荷之間的平衡。但由于新能源發電大多受氣候和天氣影響較大,其出力難于控制。在新能源發電技術快速發展的大背景下,如果能在風力發電、太陽能發電等新能源發電設備備用儲能裝置,第一可以解決新能源發電自身出力不可控問題,通過儲能元件對機組的出力曲線進行調整,減少出力變化對電網的沖擊。第二可以在電力充沛時,儲存電能,在負荷高峰期釋放電能,達到削峰填谷、減少電力系統備用需求的作用。根據所轉化的能源類型不同,目前主要的電能存儲形式可分為機械儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、電化學儲能(如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池等)、電磁儲能(如超導電磁儲能、超級電容器等)和相變儲能四類。
3.2 智能電網使新能源發電更經濟
由于我國新能源分布與負荷需求呈現逆向分布的特點,要將新能源所發出的電能輸送到相應負荷需求區,不可避免地會進行遠距離輸電。因此,如何針對新能源發電的特點減少此過程中的輸電損耗,將是一個十分重要的問題。
針對間歇性新能源出力的隨機性和波動性,采用新能源基地輸電規劃,是一個較為可行的方案。在保證系統安全性的同時,適當選擇供電距離和接入電壓等級,把相似電源特性的電站“打捆”后集中外送,能夠提高經濟性能;考慮不同新能源間以及新能源與常規能源間的合理配比,對大規模新能源的送端電源結構和布局進行優化,并“打捆”送出,可以平滑間歇性新能源的出力波動,并提高傳輸通道的利用率。
近年來國家電網公司在風電發展上全力解決風電并網問題,國網風電接入和配套送出工程投資近400億元,共接入風電1 600 萬kV;全力做好千萬千瓦級風電基地輸電規劃,制訂了甘肅酒泉、新疆哈密、河北、蒙東、蒙西、吉林、江蘇沿海等七大風電基地輸電規劃。這便是新能源基地輸電規劃的一個實例。
3.3 智能電網使新能源發電調度更準確
3.3.1 大規模新能源發電功率預測技術
一個安全可靠的電力系統必須保證電力的生產與消耗在任意時刻的動態平衡。以風力發電和太陽能發電為主的新能源,其輸出功率具有隨機波動特征,大規模并入電網后,將給電力系統生產和運行帶來極大的挑戰,因此迫切需要展開對大規模新能源發電功率預測技術的研究。通過預測,風力發電和太陽能發電功率將從未知變為已知,這樣可以提高電網的安全性和可靠性,增加風電并網容量,增強風電、太陽能發電在電力市場中的競爭力。
3.3.2 虛擬發電廠
虛擬發電廠是一系列分布式發電及可控負荷的集合,該集合由一個中央控制中心統一調控。通過這種管理和調度方式,交易中心和調度中心不再需要知道每一個分布式發電資源的信息,而只需對虛擬發電廠的中央控制中心進行統一調控,由虛擬發電廠的中央控制中心對各個分布式發電電源進行調整,交易中心也僅需與虛擬發電廠進行交易。對于電網側來講,虛擬發電廠將大量分布式發電資源整合在一起,將其作為傳統電廠進行調度,這降低了風能、太陽能等可再生能源的不可控性,提高了系統的穩定性;對于擁有分布式發電的用戶來講,由于可根據具體情況選擇合適的虛擬發電機供電,同時也可通過虛擬發電廠參與電力市場的交易,因此虛擬發電廠的實施同樣可提高這些用戶的收益。
4 結 語
可靠、優質、經濟一直以來是對電網運行的基本要求,智能電網也不例外;新能源發電既可以解決當前的能源危機,又可以減少環境污染。相信通過國家,社會各界人士的共同努力,我們一定能通過智能電網為新能源發電開辟一片新的天地,為21世紀的能源史、人類的發展史書寫下光輝篇章。
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關鍵詞:暖通空調;節能設計;環保節能
一、暖通空調的現狀分析
現如今,我國的建筑產業的發展迅速,作為建筑設計必不可少的一項工程,暖通空調對于能源的消耗量十分巨大,其能耗占建筑總能耗的百分之三十至五十,并且其他產業對于暖通空調的需求也在逐步增加,面對如此巨大的消耗,能源的供應卻逐漸在減少。大量的能源需求使得我們的自然環境受到過度開發,從而引發了一系列的生態危機,因此,對于暖通空調的節能具有重大意義。
目前,我國暖通空調存在以下的問題:首先,對于暖通空調的設計缺少節能意識。暖通空調的整體系統設計直接影響著空調的工作效率及性能,這些將間接反應在能源的消耗率上,而從目前的暖通空調運行效果上看,暖通空調的系統存在許多問題,為了追求經濟利益的實現,設計人員并沒有考慮到節能環保的問題。其次是暖通空調運行性能缺乏系統的評定。由于缺少有效的運行性能控制,我們無法準確判定暖通空調的能耗,這樣就無法有效控制暖通空調的節能效果。
二、暖通空調的發展原則
關于暖通空調的設計原則,節能原則是最重要也最基本的。無論是系統技術的節能化還是硬件調節的節約化都將是有其中重要的。當然,在節能的基礎上始終要滿足暖通空調的基本使用,包括溫度、濕度、風速等的舒適環境控制,還有室內空氣的通風和空氣品質的保持。除此之外,在設計過程還要注意的是,大部分的暖通空調載荷設計都是以最大負荷做設計,但是實際情況中的應用率卻十分有限,其結果就是運行效率的低下,這對于能耗的節約相當不利。對于不同的應用條件,暖通空調的應用也要作靈活的改變。比如,在送風系統的應用上,為了有效節約能耗,對室外風力速度作有效檢測,在風力較大,溫度舒適的環境下就可以適當減少室內送風系統的運行,因地制宜,依勢而變,這樣才能更好的發揮暖通空調真正的作用。
三、暖通空調的節能設計
暖通空調的能耗主要來自于空調制冷、制熱系統以及空氣調節,在這其中,暖通空調的內部負荷與外部負荷是產生能耗的關鍵。暖通空調的負荷取決于對室外環境的應對,減少外部環境對室內的熱作用,并利用有利因素來改善內部的熱環境,由此可見,建筑物的位置以及門窗外墻的材料選擇和形狀等都對暖通空調的負荷能耗有所影響,這些對于暖通空調的節能改革也是不可忽視的。當然,除了這些外部因素,暖通空調系統本身的節能設計才是重中之重。
(一)可再生能源的利用。在現代社會,暖通空調技術已經得到了廣泛的應用,然而在暖通空調的實際應用之中,能源消耗巨大是一個顯著的問題。因此對于可再生能源的利用是十分重要的。太陽能的應用,太陽能供暖和制冷都是太陽能的有效利用。由于太陽能取之不盡用之不竭,在暖通空調中的應用將有無限發展前景。首先,太陽能的供暖是利用電來驅動,加熱水利用管道循環流動來實現供暖。而太陽能制冷有三種方式:太陽能壓縮式制冷的原理是將太陽能轉化為電能驅動制冷系統;太陽能吸收式制冷是以太陽能為熱源來使制冷劑制冷;最后是太陽能吸附式制冷,其原理是利用太陽能來代替集熱器,冷卻器則利用夜間自然冷卻。除此之外,還可以利用自然風能。可以將自然風應用于制冷。簡單來說就是當室外溫度低于室內溫度時,就可以利用室外自然風的冷量來實現室內供冷。這種情況可以在夜間進行,既可以利用新風直接供冷也可以夜間通風蓄冷。由此便可以減少電能的消耗,同時保證了空氣質量。
(二)蓄冷技術。關于蓄冷技術,簡單來說就是利用用電高低峰來進行儲存與釋放。當處于用電高峰期時,常常會出現供能不足的情況,而在用電低谷期卻又會出現電能過剩的情況。蓄冷技術在用電高峰利用水結冰蓄冷,而在低谷期融冰釋冷,以此儲能以彌補高峰期的用電不足。
(三)變頻技術。變頻技術在暖通空調中的應用主要是依據外界環境的變化來靈活改變空調的運行方式。當室外溫度與室內溫度接近時,變頻技術會控制風機等的運行,進入低頻運行狀態,而當內外溫差變大時,變頻技術會重新控制暖通空調的運行狀態,以此避免暖通空調長期的高負荷運轉。
結語:為了實現經濟的快速發展,人類過度消耗能源,打破了自然發展的良性循環。如今,越來越多的生態問題以及能源危機都表示自然再也沒有能力支持人類這樣的發展,我們必須停止對資源的過度使用。為了遵循自然的和諧發展,同時保證社會發展的持續繁榮,我們需要積極研究發展節能化的暖通空調,減少能源消耗,創建人與自然和諧共存的生態文明模式。
摘要:建筑;規劃設計;綠色環保型
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
我國的能源總量比較豐富,但是人均量非常的少,而且能耗高,能源利用率低,能源危機越來越嚴重,嚴重威脅到我國經濟發展與人們正常生活。建筑耗能是社會最主要的耗能方式之一,因此在建筑規劃設計中考慮節能非常的重要。只有在建筑規劃設計中實現節能,采取實現其可持續發展,緩解能源危機,滿足人們粗求,促進經濟發展。
一、綠色環保型建筑規劃設計理念和基本特征
綠色環保型建筑是實現全方位、系統性的復雜工程項目,是根據建筑周圍生態環境、人文環境和社會環境,綜合的運用建筑學基本原理、生態學和現代科學技術手段,科學合理的組織安排建筑內外的空間和建筑系統內相關因素間的綜合關系,讓建筑系統能夠相互協調,和諧有機統一。并有較強生物氣候的調節能力和優良的室內環境,給人們提供安靜舒適的居住生活環境,讓人、建筑和生態環境間構建成一個良性的循環系統。實現人居環境的多功能型、環境友好型和可持續發展型。讓建筑能夠很好的融入自然生態平衡系統中,和自然一同健康成長,建筑能夠很好的適應生態,同時具備節地、節水和節能個功能,可以有效改善自然生態環境,降低環境污染.延長建筑使用壽命等優點,發揮出開放式、高效和諧和無污染的特點。
二、綠色環保型建筑重要性
據有關統計,建筑消耗全世界大約一半的能源,建筑及其相關設施的建造消耗了大量的資源、能源。雖然有些建筑不能用綠色建筑進行衡量,但是相當部分建筑等對資源、能源利用與使用是一個長期的過程。而且,建筑造成的垃圾污染、空氣污染和電磁污染等各種污染在環境污染占據了非常大的部分。隨著社會城市化進程加深,對建筑、公共基礎設施、道路和地下工程等需求越來越高,能源消耗不斷加大,能源危機日益嚴重,而且快速發展進步的城市化與工業化進程,城鎮快速擴充使農村耕地銳減,加上工業化帶來的污染,空氣和水質污染相當嚴重、森林面積銳減、草原退化、沙塵暴的侵襲和溫室效應。嚴重影響到人類生態環境。而且由于人口問題造成的環境惡化,也影響到人類生態環境。所以實現建筑規劃設計的綠色環保性刻不容緩,綠色環保型生態建筑成為必然發展趨勢,一方面,綠色環保型建可以為為居住者創提高舒適、健康的生活環境;同時還可以節約土地、水資源和能源等,促進社會可持續發展社會和節約型設計構建。
三、綠色環保型建筑規劃設計實現
(1)節約型綠色建筑
1、節能
節能型綠色建筑的規劃設計的核心就是實現建筑節能、對常規能源使用系統的優化以及綠色新能源的利用等。在建筑節能上,建筑總能源消耗要很好的保證建筑的保溫與隔熱,并使建筑節能可以滿足國家相關標準;對常規能源使用系統的優化,要防止能源的結構形式出現重復建設出現浪費,充分的應用新型綠色能源。并仔細分析建筑電氣、煤等常規能源使用情況,制定有針對性的優化方案,做好建筑圍護結構、空調系統和供熱系統等節能設計,并合理的應用新型能源與綠色能源。對綠色新能源的利用,要盡量選用適合建筑實際情況的技術和產品。室內裝飾與裝修設計必須充分考慮到資源綜合利用與節能;室內空間承載量與通風量,提升室內的空氣質量。使室內有充分空間,保持最佳光線與色彩,合理利用自然光,減少電能消耗,創造自然、舒適、低能耗的環境。對住宅要采用新型的太陽能熱水系統,應用小區供熱系統,節約能源,減少環境污染。
隨著生活水平不斷提高,人們在建筑的中活動空間發生本質變化,尤其是在住宅中,起居室和臥室中實現分離,廳和起居室是住宅中主要的活動空間。優良朝向對住宅光線、能源消耗有非常重要的影響。
(2)節水
節水系統的設計需要從節約水資源、水資源的再次利用和水環境的系統集成等進行考慮。根據國家節水標準和具體要求,加強新型節水器具應用,對建筑供水設施全面推廣應用新型節水型器具。水資源的重再次利用,加強雨水收集、利用系統和中水系統等建設,在建筑室外系統中設置中水系統,雨水和排水等經處理后可以再次利用,并把景觀用水系統的設計納入到中水系統進行綜合考慮。水質要符合國家相關標準,排水進行深度的凈化,能夠循環利用,并設置中水系統。
(2)生態型綠色建筑
建筑綠化和人們日常生活、工作關系非常為密切,可以改善建筑內外小氣候與衛生狀況,美化建筑周圍環境,為人們創造合適的活動、休息場所。不僅具有生態環境的功能,建筑綠地可以提供有效的光合作用,促進綠色再生;還具備活動、休閑的功能,為人們提供活動、交往的場所;同時有景觀文化的功能,通過空間、植物的配置等從視覺上提供景觀享受與文化欣賞。建筑生態綠化建設,要保證綠化率、植物種類、植物種植的保存率、優良率和植物配置的豐實度等,并實現綠化系統的水土涵養、防塵降噪、空氣保濕、通風和防曬等功能建設。減少建筑硬質鋪地,適當的做好垂直綠化。建筑綠化規劃要實現整潔、方便、安全和環保,從改善建筑周圍小氣候,可以充分發揮出建筑功能,通過高質量、高品位的綠化建設,創造出舒適、休閑、美觀、健康和充滿活力的生態景觀。創造出最佳的生態效益;實現節省土地,且能產生最佳的生態環境效益。綠化布局集中和分散相結合。現代建筑規劃設計要以自然作為主軸,體現出人文化品位和情感取向生態化的人居環境。
(3)環保型建筑
環保型建筑要實現耗能少、能效高、污染低:減少和限制不可再生資源使用,最大限度的利用可再生資源。首先大氣環境的質量要符合國家標準,建筑和環境相協調,保證良好的自然通風條件;有效控制好建筑內外噪聲源,保證噪音標準可以在國家標準水平;盡量自然采光與使用節能燈具,避免光污染,可利用新能源來提供綠色照明。在采暖、空調、熱水等熱環境上,要結合建筑實際情況,合理利用風能、太陽能和地熱能等一系列的綠色能源,保證圍護結構良好熱工作性能與保溫隔熱性能,保證建筑內的熱環境舒適性,建筑空調、采暖多利用清潔能源,因地制宜的利用一些新能源與綠色能源。建筑的廢棄物處置要實現資源節約化、無害化目標,垃圾處理與處置的各種措施齊全,合理地利用圾垃處理設施。垃圾實行分類收集,進行集中處理,盡可能的實現垃圾節約資源化、減量化和無害化、。建筑要使用更適合利于人身心健康的新型綠色環保建材,在建設綠色生態建筑采用無毒無害、無環境污染材料與產品,符合人們身心健康需求。如新型的墻體材料、新型的密封防水材料、新型的保溫隔熱材料與新型的裝飾材料;利用現代的輕質材料、復合材料和生物材料等。綠色環保材料能夠有效降低資源、能源消耗,且大量的工業垃圾能夠重新利用,減少環境污染,利于人類身心健康,還可以幫助改善建筑功能,發揮出更好的隔熱隔音、防潮防霉、殺菌除臭、抗靜電和防射線等重要作用。
四、結束語
在資源、能源危機背景下,新型綠色環保型建筑已經成為建筑發展的必然趨勢。進行新型綠色環保型建筑規劃設計時要從節能、環保、生態角度去進行綜合的考慮,促進可持續發展社會和節約型社會構建。
參考文獻
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【關鍵詞】能源危機;綠色建筑設計;發展方向
1 綠色建筑
1.1綠色建筑定義
綠色建筑不是我們表面上理解的綠化、屋頂花園等概念,綠色建筑是一種概念,是指能充分利用自然資源,在不破壞最基本的生態平衡的條件下的一種建筑。綠色建筑通常也被稱為可持續發展建筑,簡單的說就是對環境傷害最小,以節約能源以及資源為目的,達到與自然環境親和,并且提供安全、健康以及舒適的居住空間的目的。從而達到人與建筑、人與環境和諧發展的目的。
1.2綠色建筑設計理念
綠色建筑創造的環境既包括人工環境,也包括了自然環境。因此,在規劃時并不是簡單的造景就可以,還要做到能與環境融合,做到生態環境的整體綠化。
1.能源資源:進行綠色建筑設計的最初目的是為了節約能源與資源,因此在綠色建筑設計中要充分考慮各種可再生能源的利用
2.回歸自然,對綠色建筑外部強調與周邊環境的融合,做到和諧統一、動靜互補,并且還要對自然生態保護給予重視。同時進行綠色建筑設計還要注重舒適與健康的生活環境,這要求在進行建筑內部裝修的過程中不使用對人體有害的材料,并且要保持室內空氣清新,讓居住者在居住的過程中有良好的感覺,對居住者的身心健康都有好處。
2.建筑的現狀分析
我國綠色建筑發展的比較晚,無論是在對綠色建筑的理念還是對綠色建筑的技術上與國際標準還有很大的差距。由于對綠色建筑的認識不夠,在國內可以實施綠色建筑設計的人員也比較少,缺少具備綜合綠色建筑設計能力的人才。其次綠色建筑的成本比較高,考慮到先期投資成本,開發商并不自覺的開發綠色建筑。另一方面對于消費者來說,目前房價已經讓老百姓不堪重負,消費者在選擇時更加傾向于商品房的價格,地理位置。第三,盡管現在已經實行可再生能源在建筑中規模化應用的財政補貼政策,但是該政策的長期機制尚未成立,對綠色建筑補貼的激勵力度不足,很難提高人們的積極性。
3.色建筑設計未來的發展方向
對于綠色建筑來說,其想要更好的發揮出其“綠色”的作用,就要求設計師在進行設計的過程中對這方面的問題給予重視,可以說進行綠色建筑設計是更好的促進綠色建筑發展的關鍵。因此,綠色建筑設計在未來發展的過程中也要進行不斷的改進。
3.1節能設計標準體系
從政府的角度上講,首先要加強對綠色建筑設計的監督,驗收。政府可以鼓勵綠色建筑,保障激勵機制的有效進行。另一方面房地產商也要加強建筑節能實施的主觀性,多個環節共同合作才能把建筑節能設計的效果體系的更好。
3.2將環境問題作為設計的重點
由于綠色建筑設計的特點以及其設計理念的要求,其要求設計的建筑能夠在消耗能源最少的基礎上完成,實現一種人與自然、建筑與自然的和諧發展。因此對綠色建筑設計來說,其在未來的發展方向仍然是向著這個方向發展的,也就是越節省能源其建筑設計也就越成功。不過在進行設計的過程中,也不能忽視美觀的重要性,想要使二者達到平衡,就要設計師在進行開發設計的過程中能夠充分利用自己的經驗、知識來進行創造,同時要求設計者的創造性不斷的創新,才能夠使設計的建筑滿足綠色建筑的要求,將能源消耗最小化,同時也能夠保證建筑設計的使用以及視覺效果達到最完美。例如,在綠色建筑設計中對太陽能的利用。在設計中采用先進的節能的建筑圍護結構和采暖空調,這樣不但可以節約可再生能源的消耗,還能適當的減少空調的使用,從而達到保護生態環境的效果。另一方面,在綠色建筑設計中,可以根據自然通風的條件,根據建筑的實際情況設置合理的風冷系統。利用自然風來滿足我們居住時所需要的空氣循環,這樣就能使建筑的節能水平得到更高的提升。
3.3生態建筑設計
在生態建筑設計中我們要注意人、建筑、自然之間的關系。既要設計一個舒適的空間又要注意建筑與環境的統一和諧。在這個方面要求從整體環境規劃與單體建筑設計兩個方面出發進行。在整體的環境規劃之中,強調建筑與環境的關系,并且解決建筑與環境之間的矛盾關系。比如在進行建筑的過程中要解決建筑與地理位置的植被矛盾、日照以及氣候等方面的矛盾問題。在科技融入建筑設計的同時,還要注重建筑設計的溫馨感覺。可以通過懷舊與科技的融合滿足人的感受,使居住人員在居住的過程中能夠有舒適的感覺,尤其是對居住人個性化的要求的滿足,使居住人在居住的過程中可以享受到最綠色的居住環境,同時也可以享受到最與眾不同的設計以及居住享受。
3.4通過設計延長建筑使用壽命
建筑使用的壽命越長在進行建筑的過程中就會減少能源的消耗。在綠色建筑設計過程中,可以通過改造結構,以及對其加固來實現建筑物的耐久性和安全性。發達國家對已有的建筑物會采取定期檢查的制度,一般20年左右檢查一次,這樣既可以及時發現問題對其進行維修,又可以有效的預防建筑物損傷、老化等情況對人們帶來的危害。
設計人員在進行設計的過程中要具有前瞻性,對人們在未來幾年、幾十年的需求有一定的了解,并且分析人們需求的變化情況,我們要強調建筑物的實用功能設計出滿足人們需求的建筑物。同時在進行設計的過程中,還要注重將設計與周圍環境融合,使設計與環境融為一體,在融為一體的同時建筑要是周圍建筑中的核心項目,這樣的建筑其會受到更多人的青睞,自然使用的壽命也就會更長。
3.5生態節能建筑設計方向
3.5.1高品質的社會人文環境
高品質的社會人文環境要求有發達的教育體系、有較高的人口素質、良好的醫療條件、有可持續發展的生態環境和社區環境。
3.5.2區域統一性和前瞻性
生態城市不僅是追求環境的優美或者自身的繁榮,而是追求一種整體的和諧發展。在綠色建筑設計中不僅要兼顧社會,經濟,環境三者的關系,注重個人的生活品質,還要滿足不同地區后代的發展。
總 結
在這個快速發展的時代之中,影響社會進步與發展的關鍵問題就是能源問題,對于有限的資源的節約就是促進社會的進步與發展。為了解決能源危機的問題,從各方面最大限度的減少能源的使用十分重要。建筑行業是一個能源消耗量巨大的行業,在這個行業發展的過程中,其能源消耗量還在進一步的增加。因此想要解決能源危機問題,減少能源的利用,對建筑行業就要進行改進。雖然當前綠色建筑已經得到了廣泛的重視,不過綠色建筑想要更大限度的降低能源的消耗,還要進一步的完善。
參考文獻
[1] 謝文俊.淺析21世紀綠色建筑設計的發展趨勢[J]. 廣東科技. 2012(18)
關鍵詞:儲能技術 電氣工程 應用效果 發展趨勢
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:
一、未來電氣工程學科面臨的新問題及儲能技術的作用
1.1電力系統安全高效運行問題更加突出
現代電力系統正在向大機組、大電網的方向發展,保持電網的穩定性對于電力系統的安全運行來說變得越來越重要。隨著電網規模的不斷擴大,互聯電網的穩定性問題將表現出許多與原有電力系統不同的特點,其中,各種動態過程的強耦合性、系統運行條件的隨機性、系統固有的非線性對系統穩定性的影響會更加突出。此外,特大型互聯電網穩定性喪失帶來的影響也越來越大。
傳統的電力系統穩定控制裝置所通過的控制環節較多,控制效果受系統運行狀態變化的影響較大,有時難以達到滿意的效果,并且還缺乏使用的靈活性和難于在同一個控制裝置中同時實現有功和無功功率協調控制的缺點。將儲能技術應用于電力系統穩定控制,可以實現一種更有效的電力系統穩定控制裝置。
1.2可再生能源的規模化利用和分布式能源系統的建立勢在必行
在電氣工程領域應用儲能技術是社會發展的必然趨勢,具體表現在以下幾方面:第一、為了促進經濟的快速發展,各種化石能源被大量使用,世界各地的能源都在逐漸枯竭,為了解決將要到來的能源危機,必須找到能夠解決這一問題的有效途徑。雖然各種可再生能源應運而生,這些能源要想真正替代傳統的化石能源,就要將他們進行規模化利用,可是他們的自身特點卻阻礙了規模化利用的道路,需要找到一條有效的解決途徑;第二、傳統的供電方式為大電網集中供電,靈活性較差,容易產生連鎖反應,很可能由于單一事故造成全網的故障,造成區域內全部停電,而建立分布式能源系統就可以有效的解決這一問題;第三、將分布式發電與可再生能源利用相結合的微型電網可在一定程度上解決能源危機問題。但是由于“微型電網”容量相對較小,系統的正常運行容易受發電和用電雙方隨機變化因素的影響,系統的運行能力和供電質量難以得到保證,因此,必須研究可以提高這種電網運行水平和供電質量的方法。將大電網與分布式發電相結合的新供電方式是一種靈活、高效、安全的供電方式,儲能技術將在其中發揮重要作用。
1.3有利于促進環境保護工作的開展
大氣污染是環境污染中一個非常重要的方面,由于交通和運載運輸工具尾氣排放引起的環境污染問題越來越受到人們的重視。傳統的交通運輸工具使用燃燒化石燃料的熱機作為其動力源,為了減少大量運載工具尾氣排放帶來的環境污染問題,提出了“綠色出行”的概念,運載工具的電力驅動就是在這種情況下提出來的。在這方面,如何大幅度地提高蓄電池的儲能密度和實現蓄電池的快速充電是需要認真研究的問題。另外,從能源系統的特性看,熱機的能量密度大于蓄電池,其功率密度卻小于通常的蓄電池,如果將這兩種動力源結合起來,使其優勢互補,則可構成混合動力推進系統。在這樣的系統中,儲能裝置如何提高充電效率、延長放電時間、提高輸出比功率等都是未來交通運輸和推進系統必需解決的關鍵技術問題。
二、儲能技術在電氣工程領域的兩類典型應用
所謂的儲能技術就是指,將電能通過某種方式儲存起來,并且能夠在需要的時候轉化成可供使用能源的一種技術方法,主要包括以下兩方面內容:首先就是能夠將能源進行高效、大容量的儲存;其次,就是能夠在需要使用的時候進行方便、快捷的轉換。以下介紹了儲能技術在電氣工程領域的兩用應用典型:
2.1儲能技術在大型互聯電力系統穩定控制中的應用
傳統的PSS通過發電機附加勵磁控制可以有效地抑制系統發生的局部振蕩,但是對于大型復雜互聯電力系統中出現的區域間多模式低頻振蕩問題,最有效控制點可能位于遠離發電機組的某條輸電線路上,PSS必須通過發電機組的勵磁控制才能起作用,遠離系統的最有效控制部位,常常難以達到滿意的控制效果。儲能技術的應用可以為這個問題的解決提供一條非常簡捷有效的途徑。
2.2儲能技術在脈沖功率系統中的應用
脈沖功率系統主要包含低功率能源、儲能單元、開關、波形調制(壓縮與成形)單元、負載五個部分;其中,前四部分為脈沖功率源。脈沖功率源的發展趨勢可以歸納為:高輸出功率、高儲能密度、高功率密度、高重復頻率和高可靠性。減小儲能器件的體積和重量、提高輸出功率對于脈沖功率系統意義重大。儲能器件主要有三種類型,即靜電儲能(電容器儲能)型、慣性儲能型和電感儲能型。為實現小型化高功率儲能,需要研究新型的儲能方式和技術,以及將不同儲能方式相結合的技術,如應用超級電容器、電池等,以及這些高儲能密度器件與傳統儲能器件相結合的混合型儲能技術。
三、儲能技術在電氣工程領域中的展望
第一、在今后的研究過程中,要不斷促進儲能技術向大容量、高密度的方向發展。目前,這一技術已經得到了相關研究領域的高度重視,成為重點研究項目。
第二、在儲能技術應用中,各種形式能量的相互轉換是非常重要的,必須解決大容量、快速、高效、靈活、低成本能量轉換技術的問題,這就需要積極開展電力電子技術方面的研究。
第三、各種儲能技術有不同的優缺點,在實際應用時,必須根據實際應用的要求,充分發揮各種儲能技術的優點,使其優勢互補。所以,要積極開發多元復合儲能系統,并且能夠將其進行有效利用。
第四、為了充分發揮儲能系統的作用,應該研究能夠對所存儲的能量在時間、空間、強度分布上進行有效處理和管理的方法,使之既能滿足實際應用的需要,又能發揮最大的效益。
第五、探索儲能系統在科學研究、國防建設、工農業生產和人民生活中的新應用領域。
四、總結
綜上所述,在電氣工程領域中應用儲能技術是未來的必然發展趨勢,所以要加大研究力度,不斷提高我國儲能技術水平,這樣才能夠有效解決電氣工程領域所面臨的問題,促進我國經濟發展水平的持續穩定發展。
參考文獻
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【關鍵詞】 層次分析法 新能源產業 發展能力
節能減排是當前世界的共識,面臨石油等重要重要不可再生資源日益減少的狀況下,新能源產業受到廣泛的關注。我國的新能源產業雖然起步相對較晚,但是仍然出現了蓬勃的發展局面。雖然發展形勢較為樂觀,但是仍然存在一些問題需要解決。
1 影響新能源發展能力的因素
要對新能源的發展能力進行評價就需要構建相應的模型,同時需要確認一系列評價指標。作為新能源,必須在規模上符合現實需要,能夠供人類長久發展之用,在使用的過程中可以起到低碳環保的作用,空間分布布局能夠涵蓋較大范圍,必須在對其進行投資之后取得較為豐厚的回報。只有具備以上的特性,新能源才能具有現實意義。通過對上述內容進行分析可知,能夠對新能源產業發展產生影響的因素主要是資源、人才技術、環境以及地區經濟等四個方面。
(1)資源評價指標。新能源的發掘以空間位置為依托,因而受限于地理位置的影響,對其發展產生較為重要的影響。一個地區的新能源的蘊藏量、質量等參數都會對其發展產生產生較為重要的影響[1]。(2)人才技術評價指標。新能源由于是為了應對未來的能源危機而產生的,因為具備一定的前瞻性,因而對科學技術的要求相對較高。在傳統背景下,所有的能源方面的技術都已經處于成熟階段,而新能源產業由于剛剛起步,因而與其相關的技術仍然沒有較大的進展。如此的情況導致諸多情況的發生,當一項技術剛剛出現就會被另一項新的技術頂替,導致其投資沒有足夠的時間取得回報。基于此,整個新能源研發領域的成本投入相對較高,而創造的利益存在很為未知的風險[2]。由此可見,技術的更新以及應用都應該獲得重視,而與其最為重要的關聯因素就是人才。(3)環境評價指標。新能源出現的一個要求就是為了應對環境問題,如此便決定其與傳統背景下的發展能力評價體系存在一定程度的差別。當今社會,經濟的發展付出了沉重的代價,使得環保問題成為可持續發展的限制性因素,因而,環境指標在新能源發展能力的評測體系之中占有的地位逐漸提升[3]。(4)地區經濟評價指標。我國的經濟呈現出總體上的發展不均衡的局面,使得每個地區的能源水平存在相應的差異,在如此的情況下,需要采取科學的手段對各個地區的經濟水平進行測定,進而確定能源發展規劃,如此才能使新能源的發展具備合理性,避免了盲目發展的局面的出現。
2 層次分析法概述
上述內容分析了評價新能源發展能力的指標,為了實現最后的評價目的,便需要尋找對應的評價方法。層次分析法是由美國的匹茲堡大學的一名教授提出的,其設立的主要目的是為了決策提供可靠的依據,而將涉及到評價內容的方面按照一定的方式分解為各種層次,運用與其匹配的科學方法,闡述層次權重。其特點是能夠對問題的根本以及影響因素等內容進行分析,使得決策依據轉化為數學形式,從而實現設定內容較多、目標制定相對繁瑣的問題的解決方案的制定。由于此方法的現實意義較為明顯,因而被廣泛地應用于各個領域之中。
3 相關模型的構建
新能源發展能力評價模型的構建首先需要確定目標層,其次需要確定指標整體層,針對上文所述的評價指標進行相應地排列,進而分析出四者之間存在的聯系和共同影響機制。最終需要設定質保具體層,將四個指標的內容進行具體的劃分,使其能夠進一步明確地表達評價內容。
4 啟示與建議
在地區新能源發展的過程中,需要對自身的優勢進行分析,綜合外部的影響因素,為其自身的發展提供較為可靠的信息依據。政府需要制定較為優越的扶持政策,采取能夠解決實際問題的經濟手段對其予以相應的支持,使得新能源產業能夠在充足資金的支持下向前發展。
在對新能源技術進行研發的過程中,相應的機構應該簡略研發流程,提升研發效率,加強與學術界的合作,使研發能夠得到充分的理論支持,在產業方面實施相應的教育活動,針對其采取不斷促進壯大的措施。
外部因素雖然帶來挑戰,同時也帶來發展的機遇,應該利用外來投資,實現跨區域合作,促進各個層級的企業實現發展,讓新能源產業實現均衡發展。針對當地的高校以及科研機構展開合作,對企業的技術人員進行培訓,使其掌握系統的新能源研發以及應用技術,并在理論學習之后進行實際訓練,使其所學的知識能夠接受實踐的檢驗,在這個過程中,需要根據工作的崗位給予不同強度的培訓,對于那些技術攻堅較難的崗位,應該加強其培訓強度,促使其能夠具備較強的工作素養,以適應現實工作的需求。同時還要邀請具備豐富技術經驗以及新能源豐富知識的人士進行講座,使得整個技術團隊的水平得到根本性地提高,為整個新能源行業的發展提供人才資源。
經過如此的安排,新能源行業的發展必然呈現出良好的發展形勢,在世界面臨能源危機的浪潮中發揮出積極的作用,使得國家的可持續發展戰略得以貫徹,為我國綜合實力的提升作出相應的貢獻。
5 結語
通過對新能源發展能力模型進行構建可知,其自身發展需要具備一定的環保功能,而且要注重對地域性的兼顧,在對技術進行研發的過程中,需要考量人才的重要的作用,經濟因素對其發展起到宏觀的決定作用,針對這種狀況,在對其能力進行研究的過程中,必須兼顧四者之間的關系,注意其共同作用的機制,對出現的問題采取相應的措施。
參考文獻:
[1]劉建中.淺析中國新能源產業的發展現狀及傳統能源行業的戰略選擇[J].中國煤炭,2010(01):115-116.
一、核能利用的現實矛盾
核能的和平利用是可能的嗎?從1896年法國物理學家貝克勒爾發現放射性現象開始,人們開始進入核技術研究領域:原子核結構模型的建立,同位素概念的提出,人工放射性和裂變的發現等,核能的理論基礎是愛因斯坦的相對論,用著名的方程式E=MC2表示,該方程式表明質量和能量是等價的,其比例常數為光速的平方,愛因斯坦理論在1905年發表之后,世界各國都進行了多方面的探索,一些科學家在實驗室中觀察與分析,證實了理論的正確性與核能的存在,特別是鈾原子核吸收了一個中子以后會分成兩部分的現象,引起了核專家的興趣。1939年,科學家首次揭示了核裂變現象,標志著一個新時代的到來。1945年美國在日本廣島和長崎投下的原子彈讓世界真切地感覺到核能強大的力量,死傷幾十萬人,整個城市在瞬間化為一片廢墟。1986年4月,蘇聯切爾諾貝利核電站發生事故,一聲巨響徹底打破了這是世界上最安全最可靠的核電站的神話,炸毀了蘇聯人民的驕傲。2011年4月,日本福島核電站再次發生七級核事故,放射性物質劇增,土壤、海水都受到污染,核反應堆廢棄,事故過后方圓20公里半徑內的城鎮空無一人,各種物件被隨意丟棄著,只是充斥著孤獨哀傷的氣息,整個城鎮成為了“鬼城”。自此對于核能的研究日益深入,關于核能的爭論也無休無止,核能的發現使人類徘徊在十字路口,一條路,令人不寒而栗,其結局可能是促使人類走向毀滅的核武器大競賽;另一條路則是旭日東升,其未來是人類和平利用核能,進入光輝燦爛的原子時代。問題的關鍵是人類究竟何去何從?核能的和平利用成為了一個課題,引起了全世界的廣泛關注。
二、核能和平利用的可能性
(一)人性基礎——趨利避害
在二戰期間,為了瓦解軸心國的勢力,加速戰爭的結束,美國毫不猶豫地把兩顆原子彈投向日本廣島、長崎,一聲巨響,高樓大廈毀于一旦,二十多萬無辜百姓傷亡,其狀慘不忍睹。1986年4月26日,蘇聯切爾諾貝利核電站發生事故,據估算,核泄漏事故后產生的放射污染相當于日本廣島原子彈爆炸產生的放射污染的100倍。機組被完全損壞,8噸多強輻射物質泄露,致使俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭許多地區遭到核輻射的污染,數萬平方公里的肥沃良田受到影響。烏克蘭共有250多萬人因切爾諾貝利而身患各種疾病,其中包括47.3多萬名兒童。據專家估計,完全消除這場浩劫對自然環境的影響至少需要800年,而持續的核輻射危險將持續10萬年。除核電站本身的損失外,僅清理一項就得花幾十億美元,如果全部加起來,可能達數百億美元;還有最近發生的福島核電站事件,美國銀行美林國際研究公司分析師預測,如果福島核電站引發的核泄漏危機持續兩年,那么東京電力公司所面臨的賠償金將高達1330億美元,幾乎是東電現有資產的4倍。世界銀行預計此次災難對日本造成的損失金額將達到1220億至2350億美元之間,相當于日本GDP的2.5%至4%的水平,國家用于重建的財政預算將達到120億美元。這一件件令人驚心動魄的事故都使人們對于核能的和平利用產生深度的懷疑。
在這個世俗社會中,我們所要考慮的最深刻、最現實的問題就是如何幸福健康地生存下去,如何趨利避害。“使人們傾向于和平的激情是對死亡的畏懼,對舒適生活所必需的事物的欲望,以及通過自己的勤勞取得這一切的希望”(【英】霍布斯:《利維坦》)我們不論是希望風調雨順、國泰民安、還是擔心食品安全、核電站安全,都是為了人類自己的幸福生活,有時植被的破壞,河流的污染、動植物的滅絕都會引起不相干人的憤怒,這并不是因為我們的出于倫理的狂熱和對于動植物的偏心摯愛,而是因為“對于人的安樂,最需要的還是人”完全是為了人類自己的生存,是害怕影響到人類自己。無論是核武器帶給人類的悲痛經歷還是核電站事故對于人類的影響都使得人類不敢輕舉妄為,對于核技術的應用要再三考慮,中國國家能源局局長張國寶先生表示中國政府在發展核電的過程中始終堅持安全第一的原則,認為各國都有和平利用核能的平等權利,全世界人民都有權利享受科技進步帶來的成果,保障核安全符合全世界人民的根本利益。因為人之天性在于趨利避害,而非道德層面的善惡。前人對于人性善惡的討論已經很多,但是最能揭示人類本性的是韓非子,在《韓非子·難二》中提到“好利惡害,夫人之所有也。”韓非子認為人的自然屬性決定了每個人都有趨利避害的本性,在環境條件的作用下,行為都會最大可能趨向利益而避免禍害,由此產生了道德層面上的善惡。英國功利主義哲學家邊沁在他的《道德立法原理導論》中也提出:“自然把人類置于兩個至上的主人——‘苦’與‘樂’——的統治之下。只有它們兩個才能指出我們應當做些什么,以及決定我們將要怎樣做。”也就是說人類行為是依據后果來決定的,人類的趨善避惡的本性為核能和平利用提供了人性基礎。
(二)現實基礎——核能的優勢