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可再生能源在绿色建筑中应用的最新发展
新闻来源:未知  作者:admin  发布日期:2017-06-02 10:17
      摘要:能源分为不可再生资源和可再生能源两大类。再生能源又称为绿色能源,主要是风电和太阳能发电。本文着重介绍风电和太阳能发电的应用和发展,以及漳州市绿色能源发展的可行性。
       一、 开发新能源势在必行
      1、不可再生的资源面临枯竭
      人类普遍使用的煤、油、天燃气却属于不可再生资源。当今,各项产业以其惊人的速度发展。随着经济的发展,社会进步,人们对能源的需求量越来越大。然而地球蕴藏的矿物燃料是有限的,其开采量和使用年限见下表:

矿物燃料 石油 天然气
使用年限(年) 43 72 62 231
可开采量 11950亿桶 436万吨 144M3 10316兆吨
注:1、这里的使用年限为1993—1998年的估计日期。  2、兆(M)--106     3、环境污染严峻

       目前,能量大部分依靠不可再生资源。而这些能量加工过程中产生大量的二氧化碳,二氧化硫、氮氧化合物和粉尘悬浮物。这些物质和气体严重污染环境,我国又是这些气体和物质严重排放大国。
     
       二、新能源发展迅猛

由于不可再生资源面临枯竭,因此各国正在开发和发展新的能源,特别是日本福岛的核泄漏,进一步推动可再生能源—风能和太阳能的应用与发展。
      1、 风能的应用和发展
       我国的能源需求据估计在2030年将增长一倍,而风电可以满足一半用电需求。据《科学》杂志上研究人员称,用气象资料评估中国的风能潜力,他们说,在理论上风电可以满足中国所有的用电需求。我国计划今后几十年内再造七个大型风能基地,就生产能力来说,以122亿瓦特名列世界第四,相当于20多个中等火力电厂的发电能力。
      目前,我国最大容量风电单机在山东并网发电,该风机单机容量2000千瓦(KW),是目前世界最先进的风机,也是       我国目前单机容量最大的风机。
      我国首座千万瓦级风电示范基地在甘肃酒泉开工建设。
     我国400座测风塔“编织”风能资源观测网评查:我国风能开发潜力逾25亿千瓦。
     综合分析表明,我国陆上离地面50米高达达3级以上风能资源潜在开发量约23.8亿千瓦;内蒙古的蒙东和蒙西,新疆哈密,甘肃酒泉,河北坎上,吉林西部和江苏近海等7个千万千瓦级风电基地风能资源丰富,仅这些地区风能资源潜在开发量就达18.5亿千瓦;初步估计,我国5米---25米水深线以内近海区域,海平面以上50米高度可装机容量约2亿千瓦。
       2、太阳能的应用和发展
      太阳能是取之不尽,用之不竭的绿色能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦。假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于全球能耗的40倍。
      我国太阳能储量十分丰富。据资料,我国属于太阳能资源储量丰富的国家之一,年日照时数大于2000小时的地区面积约占全国总面积的三分之二以上,其中,有条件发展太阳能电站的沙漠和戈壁面积约为30万平方公里,占我国沙漠面积的23%。由此可见,太阳能发电在我国的发展潜力巨大。
       目前,利用太阳能有三种模式:其一是光—热式,即把光能直接转为热能,如太阳能热水器;其二是光—电式,由光能转化为电能,即光伏电。光伏电的原理是光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这种现象简称“光伏效应”;其三是光—热—电式,把光能转化为热能,再由热能转化为电能。此种模式是一种独创新技术,称为太阳能光热发电。太阳能光热发电的原理是:通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置,利用太阳能加热收集装置内的传热介质(液体或气体),再加热水形成蒸气带动发电机发电。
       太阳能发电在我国战略地位变得愈加重要。2010年,国务院颁布的《关于加快培养和发展战略性新兴产业的决定》,明确提出要“开拓多元的太阳能光伏,光热发电市场”。2011年刚刚发布的“十二五”规划纲要也再次明确了重点发展包括太阳能热利用和光伏光热发电在内的新能源产业。日本大地震引发的核电站事故引起各国政府及业内人士对新能源战略的重新思考。核安全问题依然存在许多不确定性,在各国考虑削减核电发展计划的同时,我国已经开始全面审查在建核电站并暂停审批核电项目。因此,太阳能光热发电成为人们关注的安全新能源。
      太阳能作为一种新能源与其他可再生能源相比有着三大优点:一是它是人类可以用的最丰富的能源。据统计,在过去漫长的11亿年中,太阳能只消耗了它本身能量2%;二是地球上处处都有太阳能,可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远山区更具有利用价值;三是太阳能是一种洁净的能源,在开发和利用时,不会产生三废(废渣、废水、废气),具有绿色环保。
       太阳能光热发电与其他可再生能源(含太阳能光伏电)相比,有着无法比拟的特点:一是太阳能光热发电与现有电网匹配较好,可以直接并网;二是光电转化率高(光电转化率达80%);三是光热发电和火电一样,通过蒸汽轮机发电,加上带有热储存系统,可以稳定发电;四是调峰发电能力较强。其他可再生能源例如风能:风能虽是一种清洁可再生能源,但风具有间歇性,且风速大小不稳定,因此风力发电产生的电能大小也不稳定;再如光伏发电,由于光伏发电没有储热设备,受天气影响较大,特别是阴雨天。目前光伏组件是由单晶硅和多晶硅制成,一是制作成本高;二是光电能换率低。以技术工艺较成熟的单晶硅为例,其转换率实验室转换率最高为25%,商业化转换率为15%-18%,多晶硅转换率更低。然而,不论是风电和光伏电,市场应用阶段都需要采取智能并网技术,而智能并网技术国家还处于研试阶段,因网控技术还没有砌底解决。
       太阳能光热发电在国内外已成为可再生能源发展热点。太阳能光热发电在技术上已日趋成熟。目前光热发电有三种系统,即有槽式、塔式和碟式。随着国家对可再生能源的日益重视,光热发电产业的发展十分迅猛。我国科学家已经对碟式发电系统、塔式发电系统以及槽式聚光单元进行了研究,掌握了一批太阳能光热发电的核心技术,如高反射率高精度反射镜,高精密度双轴跟踪控制系统、高热流密度下的传热,太阳能热电转换等。我国已初步形成了从基本材料,主机设备和系统设计集成的太阳能光热发电产业链。独创的“光热”技术已在上海研发,并在江苏常州等地进行生产和试点。国内首座70千瓦的塔式太阳能光热发电系统已在南京通过鉴定验收。2010年,亚洲首座塔式太阳能光热发电站在北京延庆动土兴建。目前,我国西部很多城市都在酝酿上马光热发电项目。国家在产业报导目录中将光热发电列为新能源鼓励类中的第一项。“十二五”期间,国家要以西藏、内蒙古、甘肃、宁夏、青海、新疆、云南等省区为重点,建成太阳能电站500万千瓦以上。有关专家认为,在全球低碳经济与新能源革命的大趋势下,光热发电极有可能成为我国未来份额最大的主导能源。
     
       三、漳州市发展新能源的可行性

       1、漳州市蕴藏着巨大新能源资源
       我市风能、太阳能资源十分丰富。
      全市海岸线长达541公里。沿海大小岛屿共208个,岛屿岸线72公里。由于台湾海峡的“峡管效应”,我市沿海风力大而稳。我市年平均风速6m/s以上(风速0.8m/s的微风时风机就可以转动);年平均有效风能密度大于200W/m2;有效风速时数大于3000小时,属丰富区。
       2、风能适用范围
       适用于各种海岛、渔船、海洋养殖场、各类通讯基站、山区、气象站、环保公园、生态园区、生态别墅、风光互补路灯等。
       3、风化发电系统的形式
        1)并网发电系统
      风电场发电与电网联网。
        2)分布式电网发电系统
       分布式发电系统又称为离网式发电系统或称独立式发电系统。亦即风电场自形供电体系。
      离网式发电通常采用单机发电(水平轴风力发电机或垂直风力发电机发电)或采用互补形发电,即利用风机和太阳能发电进行互补。因为风速时大时小,太阳有晴有阴,两者进行互补,以保持电力的稳定性。
       4、漳州市的风电规划
       据了解,漳州市拟在晋江、惠安崇武、惠安东湖、惠安小岞、惠安走马埭等5个沿海陆上(含岛屿)侯选风电场(风电场是由数个风力发电机组成称之)规划总装机容量13.2千瓦以及崇武溪底,石狮祥芝2个近海海域侯选风电场址,规划总装机容量46万千瓦。以上规划的风电场至今仍都处于“图纸”阶段。
       5、我市应用和发展新能源应向风电产业倾斜
       我市已建设南安光伏电子产业基地,南安三晶硅品精制有限公司冶炼和提纯高纯度硅,以及最近引进一些光伏电子项目等,为我市新能源的推广和发展作出贡献。然而从风电和光伏太阳能发电相比较,两者都是可再生能源,但传统的太阳能光伏材料是以无机半导体材料为主如硅、砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒等。尽管这些材料制备的光伏器件获得了较高的光电转换效率(商业化产业能达30%以上,实验室已达到42%),但冶炼和提纯这些材料需要耗费大量的能源,故成本高,而且由于毒性大,材料来源稀少限制了光伏器件在可再生能源领域中的大规模应用。而成本低的第三代有机太阳能电池技术尚不成熟,规模应用需要十多年。而风电产业在各可再生能源产业中,成本相对低廉,商业化前景较为明朗,政策扶持力度也较大,近年来发展速度非常惊人,据预计,2009年我国新增风电装机容量约为1000千瓦。计划2020年实现300亿瓦的海上风力发电。

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