時間:2024-04-01 15:01:45
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇傳統能源的缺點范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
1. 前言
北方寒冷地區冬季供熱是以燃煤為主,這種局面在短期內不會得到根本改變,燃煤的最大缺點是對環境的影響是巨大的,同時還造成一些能源的浪費。因此供熱能耗高,是制約我國供熱事業發展和造成城市大氣污染的重要因素,而供熱節能,是降低能耗總量和減少污染的有效措施。
2. 幾種采暖供暖方式的優缺點分析
近幾年,本地區燃油、燃氣以及電等清潔能源的用量逐年增多,但能源消費結構以煤為主的格局并未發生變化。長期以煤炭作為主要能源對我國的大氣環境造成嚴重的破壞。本地區采暖以熱電聯產、區域鍋爐房為主的集中供熱和分散小鍋爐、小采暖爐灶、燃煤燃氣鍋爐,電采暖等方式并存。各種方式的優缺點分析如下:
2.1 熱電聯產供熱。是利用燃料的高品位熱能發電后,將其低品位熱能供熱的綜合利用能源的技術。具有節約能源、改善環境、提高供熱質量、增加電力供應等綜合效益。熱電廠集中供熱與分散供熱相比,具有如下優點。
2.1.1 節約燃料:熱電聯產與熱電分產比較,由于用能合理,提高了熱能的利用率,其供熱效率約為中小型鍋爐房供熱效率的2倍,從而節約了大量燃料。
2.1.2 減少分散小鍋爐房及其煤場、灰場所占用的土地。
2.1.3 熱電廠可采用先進的脫硫裝置和消煙除塵設備,同樣產熱量造成的空氣污染遠小于中小型鍋爐房。減少了對環境(土地、大氣和水源)的污染。
2.1.4 熱電聯產的問題是:(1)長距離輸送,管網初投資高,輸送水泵電耗為所輸送熱量的2~4%,維護、管理費用高。(2)由于末端無計量方式和調節手段,導致30~40%的熱量浪費。
2.2 區域鍋爐房供熱。區域鍋爐房具有投資小,建設期短,技術要求低等特點。是我國的傳統供熱方式。區域鍋爐房集中供熱同樣因末端無計量和調節手段,導致30~40%的熱量浪費。與熱電聯產相比,區域鍋爐房熱量輸送距離短,水泵電耗為輸送熱量的1~1.5%,但其熱源效率卻低于熱電聯產方式??傮w供熱效率不如熱電聯產。
2.3 小鍋爐供熱。和區域鍋爐房集中供熱相比,分散小鍋爐供熱效率低,一般為15~20%。占地面積大,管理與維護人員多,燃料費用高,除塵設施處理效率低,環境污染嚴重。
2.4 小爐灶采暖。在本地區,小爐灶采暖占有比例為11.4%,和其它方式相比,小爐灶采暖效率低,單位面積耗標煤指標高,隨著城市供熱集中化程度的提高,相信小爐灶會逐漸被取締。
2.5 其它供暖方式。
2.5.1 石油、天然氣、電能等清潔能源用于采暖對保護環境是有利的。這些采暖方式作為集中供熱的補充為本地區的供熱提供了多種選擇。
2.5.2 電能,在室內采用各種電暖氣、電熱膜等方式,盡管末端裝置熱利用率為100%,并且調節靈活,但使用高品位電能直接轉換為低品位熱能,是很大的能源浪費。
2.5.3 燃油鍋爐具有占地面積小,燃料運輸方便,節省人力等優點;缺點是燃料價位較高,初投資較高。
2.5.4 燃氣鍋爐具有占地面積小,節省人力的優點,缺點是不安全,燃料不便運輸。
總之,對清潔能源的使用應該綜合考慮節能環保和用戶的經濟承受能力等,要因地制宜。燃煤對應的熱電聯產方式對大氣污染最低,運行費最低,是燃煤對應的最佳方式。如果在本地區實現熱電聯產集中供熱,經計算年節約標煤528.6萬噸,當然這是理想情況。但是供熱普及率達到90%還是可實現的,這時可年節約標煤424.6萬噸,節能效益是顯著的,同時對環境的保護和改善也起到了很大作用。
3. 對采暖供暖方式發展的建議
3.1 以城市總體規劃為依據,建設以熱電聯產的熱電廠為主熱源,區域鍋爐房為輔的集中供熱熱源,逐步實現城市供熱集中化。在集中供熱區域內不再新建燃煤分散的小采暖熱源。
3.2 對生產熱源,挖掘現有熱電廠(站)和現有蒸汽鍋爐房的潛力,對生產負荷不集中的地區不搞集中供熱,由生產用熱單位依據用熱參數和用熱量自行解決。隨著俄羅斯天然氣的引入考慮市中心地區生產用熱采用清潔能源。
3.3 對集中供熱區域以外的街區實施聯片并網改造,利用相鄰詳盡容量大的鍋爐房取代效率低、能耗高、污染重的分散小鍋爐房。對不能實現集中供熱的街區,考慮采用清潔能源。
3.4 近期和遠期相結合,新建和改建相結合,對現有燃煤鍋爐房依次從小到大的順序實行拆除并網。
3.5 堅持環保、節能、效益統一的原則,積極開發利用新能源。
1前言
北方寒冷地區冬季供熱是以燃煤為主,這種局面在短期內不會得到根本改變,燃煤的最大缺點是對環境的影響是巨大的,同時還造成一些能源的浪費。因此供熱能耗高,是制約我國供熱事業發展和造成城市大氣污染的重要因素,而供熱節能,是降低能耗總量和減少污染的有效措施。
2幾種采暖供暖方式的優缺點分析
近幾年,本地區燃油、燃氣以及電等清潔能源的用量逐年增多,但能源消費結構以煤為主的格局并未發生變化。長期以煤炭作為主要能源對我國的大氣環境造成嚴重的破壞。本地區采暖以熱電聯產、區域鍋爐房為主的集中供熱和分散小鍋爐、小采暖爐灶、燃煤燃氣鍋爐,電采暖等方式并存。各種方式的優缺點分析如下。
2.1熱電聯產供熱
是利用燃料的高品位熱能發電后,將其低品位熱能供熱的綜合利用能源的技術。具有節約能源、改善環境、提高供熱質量、增加電力供應等綜合效益。熱電廠集中供熱與分散供熱相比,具有如下優點。
2.1.1節約燃料:熱電聯產與熱電分產比較,由于用能合理,提高了熱能的利用率,其供熱效率約為中小型鍋爐房供熱效率的2倍,從而節約了大量燃料。2.1.2減少分散小鍋爐房及其煤場、灰場所占用的土地。
2.1.3熱電廠可采用先進的脫硫裝置和消煙除塵設備,同樣產熱量造成的空氣污染遠小于中小型鍋爐房。減少了對環境(土地、大氣和水源)的污染。
2.1.4熱電聯產的問題是:
①長距離輸送,管網初投資高,輸送水泵電耗為所輸送熱量的2~4%,維護、管理費用高。
②由于末端無計量方式和調節手段,導致30~40%的熱量浪費。
2.2區域鍋爐房供熱
區域鍋爐房具有投資小,建設期短,技術要求低等特點。是我國的傳統供熱方式。區域鍋爐房集中供熱同樣因末端無計量和調節手段,導致30~40%的熱量浪費。與熱電聯產相比,區域鍋爐房熱量輸送距離短,水泵電耗為輸送熱量的1~1.5%,但其熱源效率卻低于熱電聯產方式??傮w供熱效率不如熱電聯產。
2.3小鍋爐供熱
和區域鍋爐房集中供熱相比,分散小鍋爐供熱效率低,一般為15~20%[4]。占地面積大,管理與維護人員多,燃料費用高,除塵設施處理效率低,環境污染嚴重。
2.4小爐灶采暖
在本地區,小爐灶采暖占有比例為11.4%,和其它方式相比,小爐灶采暖效率低,單位面積耗標煤指標高,隨著城市供熱集中化程度的提高,相信小爐灶會逐漸被取締。
2.5其它供暖方式
2.5.1石油、天然氣、電能等清潔能源用于采暖對保護環境是有利的。這些采暖方式作為集中供熱的補充為本地區的供熱提供了多種選擇。
2.5.2電能,在室內采用各種電暖氣、電熱膜等方式,盡管末端裝置熱利用率為100%,并且調節靈活,但使用高品位電能直接轉換為低品位熱能,是很大的能源浪費。
2.5.3燃油鍋爐具有占地面積小,燃料運輸方便,節省人力等優點;缺點是燃料價位較高,初投資較高。
2.5.4燃氣鍋爐具有占地面積小,節省人力的優點,缺點是不安全,燃料不便運輸。
總之,對清潔能源的使用應該綜合考慮節能環保和用戶的經濟承受能力等,要因地制宜。
燃煤對應的熱電聯產方式對大氣污染最低,運行費最低,是燃煤對應的最佳方式。如果在本地區實現熱電聯產集中供熱,經計算年節約標煤528.6萬噸,當然這是理想情況。但是供熱普及率達到90%還是可實現的,這時可年節約標煤424.6萬噸,節能效益是顯著的,同時對環境的保護和改善也起到了很大作用。
3對采暖供暖方式發展的建議
3.1以城市總體規劃為依據,建設以熱電聯產的熱電廠為主熱源,區域鍋爐房為輔的集中供熱熱源,逐步實現城市供熱集中化。在集中供熱區域內不再新建燃煤分散的小采暖熱源。
3.2對生產熱源,挖掘現有熱電廠(站)和現有蒸汽鍋爐房的潛力,對生產負荷不集中的地區不搞集中供熱,由生產用熱單位依據用熱參數和用熱量自行解決。隨著俄羅斯天然氣的引入考慮市中心地區生產用熱采用清潔能源。
3.3對集中供熱區域以外的街區實施聯片并網改造,利用相鄰詳盡容量大的鍋爐房取代效率低、能耗高、污染重的分散小鍋爐房。對不能實現集中供熱的街區,考慮采用清潔能源。
3.4近期和遠期相結合,新建和改建相結合,對現有燃煤鍋爐房依次從小到大的順序實行拆除并網。
3.5堅持環保、節能、效益統一的原則,積極開發利用新能源.。
中圖分類號:X752 文獻標識碼:A 文章編號:
近些年來,我國煤炭事業得到了空前的發展,煤炭行業已經成為國民經濟的主要產業,在國民經濟中的地位越來越重要??茖W發展觀要求露天煤礦開采技術必須具有安全性和科學性的特點,露天煤礦的傳統開采方法有很多的缺點,開采、運輸噪音比較大,粉塵污染比較嚴重,開采過程中瓦斯等氣體的散發,對大氣、土壤資源的污染非常嚴重。所以露天煤礦的發展前途必然取決于綠色開采技術的的運用。
露天煤礦的開采應多采用新型的煤礦開采技術
在煤礦開采時,有很多的煤礦類型并不適合大范圍露天開采。傳統的露天開采結束之后再利用打豎井斜井的方法進行開采,其中露天礦坑和礦井的作業是屬于不同施工單位的,這就明顯增加了煤炭的運輸成本。露天開采必須去掉礦脈表面的圖層和巖層,這就必然破壞大量的植被和耕地資源,植被和土地資源的破壞會加劇水土流失和大氣污染,這就嚴重危害到了人類身體的健康。所以傳統的露天煤礦開采技術必須加以改進,做到真正的綠色科學。
第一,露天煤礦綠色開采技術要求露天開采和井工作業相結合這就解決了單純露天開采和礦井開采的缺點。
充分利用天然礦坑,在礦坑底部通過打斜井開采更下面的煤礦,采用露天開采與井工作業聯合開采。這種開采方式將露天開采和礦井開采的技術相結合,也就將露天開采和礦井開采的煤炭運輸方式聯合一起,減少了煤炭運輸所用的費用,更大程度提高煤礦的生產效率,并且能夠減少煤炭開采過程中的浪費,增加整個每個煤礦的壽命。
第二,露天煤礦開采應嘗試采用端幫靠幫的新型開采技術。
這種技術是指利用增高的露天煤礦的端幫邊坡角,從而減少對煤炭資源的浪費。這種技術的采用是必須經過精細設計的,例如,寶清煤電化開發有限公司根據《魯能寶清朝陽露天煤礦初步設計》的編制要求,已經完成了對國網能源寶清朝陽露天煤礦初步設計的編制工作, 由于寶清朝陽露天煤礦的巖層傾角較小,一般為2°左右,且賦存情況比較相似,在計算邊坡各幫坡角時,所選取各物理力學指標相近,所以計算所得各幫坡腳均為25°,這不僅可以滿足邊坡穩定要求,也可以更加充分的開采煤礦資源以及減少對土地資源的破壞。
第三,露天煤礦的開采必須注重新技術的使用
露天煤礦的特點決定了其大多數的缺點,正是這些缺點的存在,露天煤礦對綠色開采技術的需求不斷增強。所以露天煤礦的開采必須引進新型的開采技術。
開采的工藝設計與開采設備的選用必須合理。寶清煤電化開發有限公司本次的設計,對于工藝和設備使用都進行了詳細的闡述,設計中采取劃分及開采順序。比如采區進行接替時雖然不利于大型設備的搬遷,但是二采區剝采比與四采區相比是遠遠小于四采區的,設計中把開采二采區放在首位,能夠迅速獲得比較大的經濟效益,所以,考慮到經濟效益,設計中對于原開采順序維持不變,并且在此基礎上繪制了采區接替示意剖面圖。
露天煤礦開采的煤炭開采、運輸等地面生產系統必須加以優化。露天煤礦進行煤炭開采過程中對于設備的要求的是非常嚴格的。例如,國網能源寶清煤電化有限公司,在進行綠色技術改革設計時非常重視露天煤礦的地面生產系統的優化。
地面生產使用的破碎機型就體現了這一措施,一次破碎機的種類分為雙齒輥篩分破碎機和單齒輥喂給式破碎機。根據寶清露天礦煤破碎站移設間隔期長的特點,設計推薦采用雙齒輥破碎機。
另外,長距離帶式輸送機采用電氣軟起動系統同樣是這一設計的體現,設計推薦露天長距離帶式輸送機采用機電一體化的調速型液力偶合器軟起動系統,理由是其起動可控性好、價格便宜的優點。
露天煤礦的綠色開采技術的采用具有非常重要的作用
綠色開采技術的根本目的在于改變現有的露天煤礦的生產方式,減少煤炭資源的浪費,減少煤炭開采對大氣、水和土壤的污染,從而實現可持續發展的戰略。
露天煤礦的綠色開采技術是煤礦開采事業長久發展的必要要求。當今世界,全球能源危機不斷加劇,自然資源儲量越來越少。傳統的露天煤礦開采技術無論是對于資源還是環境的可持續發展都非常不利,這就更加劇了能源的不足的現狀,煤礦事業的發展面臨前所未有的挑戰,這種現狀迫切需求露天煤礦綠色開采技術的的出現和革新,它可以提高煤礦的生產效率,增加煤炭產業的經濟效益,不斷促進煤炭事業的發展,所以說綠色開采技術的出現符合煤炭事業的發展要求。
露天煤礦的綠色開采技術是科學發展觀的重要體現。煤礦的綠色開采技術是針對能源危機和環境污染提出的,傳統的露天煤礦的開采技術對于大氣、水、土壤資源的危害是不可挽回的,科學發展觀的提出就為露天煤礦開采技術的革新提供的一個機遇,綠色開采技術的出現正是符合科學發展觀的要求,它是科學發展觀在煤礦開采事業的嘗試,所以說它是科學發展觀的重要體現。
三、結語
進入21世紀以來,我國的社會主義經濟得到了迅速的發展,經濟發展對于能源的需求也不斷增大,煤炭行業作為國民經濟的主要產業,在國民經濟發展中的地位不斷提高。露天煤礦的傳統生產模式已經不能滿足社會主義經濟的發展需求,所以露天煤礦的綠色開采技術成為我們的重要選擇。
參考資料:
[1]高瑞潔.露天煤礦綠色開采技術自控技術[J].中國鄉鎮企業會計.2010. (6)
0 前言
盡管世界各國的科學家和各項研究人員都致力于太陽能薄膜發電技術的研究和發展,而且當今的太陽能薄膜發電技術十分先進,突破了傳統的電池板發電的技術以及限制,但是它仍然有技術上的不足之處和許多缺點,需要我們進行改正和發展。太陽能薄膜發電技術首先面臨的問題就是電能的轉化效率不是太高,這一問題不僅是太陽能薄膜發電技術面臨的問題,也是傳統太陽能電池共同需要突破的巨大技術性問題之一,提高了轉化效率,就是從根本上解決了當今能源緊缺的世界性問題。另外,在電路的設計上和電池板的設計上還有很多要改正的缺點,以及電池轉化板的鋪設方式,傳統的設方式太過于浪費空間和面積,是一種太過于浪費的鋪設方式
1 太陽能薄膜發電技術存在的問題
1.1 電能轉化效率太低
對于太陽能這種天然能源來說,最重要的就是轉化效率,很多人對于轉化效率不是太了解,認為反正太陽能是無窮的的,取之不盡的,我們完全不用大費周折進行轉化效率的提高,這是一種片面性的認識,對于轉換效率不是了解太多,如果不提高轉化效率,那么我們面臨的不僅是能源的大量流失,還有就是人員管理和物質材料的大量流失,這是一筆巨大的損失。提高了轉化效率,不僅可以減少成本的投入,還可以增加收益的轉化效率,節約大量的能源可以用于其它事項的利用,最重要的是薄膜發電技術的材料不是很便宜,提高了轉化效率,就可以大大提高材料的利用率,對國民經濟和農民自家能源利用率大大提高。太陽能薄膜發電技術面臨的問題中最難的就是電能的轉化效率較低,這一問題也困擾許多科學家和專家,成為世界性的難題之一。
1.2 電池板穩定性差
對于太陽能這種天然能源來說,我們希望它是一種持久作用時間較長的能源轉化形式,因為使用者希望每天都能用到它。這樣的情況下,當然希望電池的使用壽命可以長一點,不僅可以緩解當今發電廠這種傳統發電模式工作的壓力,節約了用電量,可以緩解經濟發達地區的用電荒,也可以給我們老百姓自身帶來巨大持久的電能。所以太陽能薄膜發電技術這一重要的問題就是電池的使用壽命不是太長。這樣的情況下,用戶就面臨定期或者短期就要跟換電池的困擾。不僅沒有節約到錢,反而可能浪費到錢財。設想如果電池的使用壽命很長,那么就可以持久的發揮作用并產生利益,對太陽能的利用發揮到極致,所以這一重要性也被世界上相關人員意識到,提高電池的使用壽命也是科學家想要解決的問題。
1.3 鋪設面試大
薄膜電池發電技術除了電池本身存在的技術缺點外,在電路的設計上和電池板的設計上還有很多要改正的缺點,以及電池轉化板的鋪設方式,傳統的鋪設方式太過于浪費空間和面積,是直接將大量的電池平面鋪設在太陽照射的面上,是一種太過于浪費空間的鋪設方式。又加上對太陽能的轉化效率不是很高,就導致了即使鋪設了很大面積的平板電池也不能很好地利用太陽能和電能,既然在暫時不能提高轉化效率的時候,我們就要想方設法的提高我們鋪設的方式來提高太陽能的利用率。很多人對于這一缺點不能很好地理解和認識,認為傳統的太陽能電池都是這樣鋪設的,不需要進行改良和發展,這是錯誤的認識和觀點,只要有能提高轉化效率和增加電能的方法,我們都應該積極地發展和利用。
2 對薄膜發電技術問題的改良
2.1 提高能量轉化效率
當今時代大家追求的能源的最大利用,特別是像太陽能這種免費的能源,如果在利用的同時將能源利用率提高到最大,那么,將是震驚世界的先進科技。而這一問題,是相關的科學家或者專家正在夜以繼日,努力攻關的難題。不管哪個國家,很多部門缺少的都是先進技術的引進,只靠經驗來進行高精度的技術處理工作,往往會造成錯誤和不可挽回的損失。國際組織要結合以往的工作經驗,加強對新型材料的研發和改正,不僅如此,設立專門的獎勵部門,用于鼓勵在新型材料上做出貢獻的科學人士。提高轉化效率可以從電池材料和相關的技術解決。而我們的材料靠不斷的實踐和探索。這是一項艱苦的工作,需要投入巨大的耐心和精力,建立相關的實驗小組,查閱相關的資料后,對上一代電池材料及相關的物質進行實驗,對比找出轉化效率最高的材料,及時記錄和研發,相關的技術人員根據以往的經驗進行新興技術的開發。
2.2 創造穩定性高的材料
與薄膜發電技術相關的國際組織或者研究協會要結合以往的工作經驗與資料,加強對新型材料的研發和探索。不僅如此,設立國家級或者國際級的薄膜發電材料獎勵部門,用于鼓勵在新型材料上做出貢獻的科學家或者專家。上一代的東西往往對我們的研究有很大的幫助和啟發,那么我們就要結合以前的電池材料及資料,向相關的材料物質方向進行深入的研究。相關的人員和科學家要具備相當的耐心和精力,建立及時的小組科學記錄,對每次試驗的材料的性能進行對比和總結。這樣才能早日找到轉化效率更高的材料。各國的高校要加緊在這方面人才的培養和利用,積極開展相關的科學討論組織和會議,定期總結在這一科學領域的成果和經驗,早日找到穩定性更高的材料并用于我們的薄膜電池發電中。
2.3 設計合理鋪設方式
設計更加合理的鋪設方式,目的就要想方設法的提高我們太陽能的利用率和轉化效率。突破傳統的鋪設方法,是一項相當艱苦的工作。我們可以在垂直的方面下功夫,傳統的鋪設方法只是直接迎面對著太陽光照射面,這種鋪設方式太過于浪費空間和面積,我們可以通過改變鋪設的方式來達到太陽光的達到最大利用率。相關的科學家或者專家,特別是建筑工程方面的人員或者國際組織要結合以往的平面鋪設經驗,通過不斷的試驗和現場考察,不斷的總結和摸索。設計出對光能利用率最高的鋪設方式,不僅如此,設立專門的獎勵部門,用于鼓勵在設計上做出貢獻的科學人士和相關的專家。
3 結語
太陽的薄膜發電技術是當今最令人驚嘆和感慨的技術之一,太陽能薄膜發電技術與往常的發電技術有很大的不同,不僅體現在發電材料的先進上,更是傳統的發電技術的突破和改良。在能源日益緊缺的當代社會,太陽能的應用太廣泛了,以至于人們有時候不能離開它了,而且太陽能的技術也得到很大的發展。我們要切實解決現在薄膜發電技術的問題,集中一切力量,攻克難關。從根本上解決了當今能源緊缺的世界性問題。緩解發電廠傳統發電模式下工作的壓力,節約了用電量,切實的將這一科學技術用于老百姓的生活當中。
Analysis for the Status and Development of Low Pollution Vehicle
Tu Xiaohong
(Traffic Department, Huanggang Polytechnic College, Huanggang City,438002 Huanggang, Hubei Province, P. R.China)
Abstract:Because of the slow battery charge speed and the low power density, the development and generalization of the accumulator cars had been confined. Solar energy cars also difficult to promote because of following: the expensive prices, blame models, to occupy a large space, affected by weather factors seriously, the high cost of repair and increasing energy consumption (because, it is dragging a solar power plant to run). After the super capacitance battery of good performance come out, from the system point of view, the super capacitor battery electric cars will have broad application prospects. Electric vehicle itself is absolutely environmentally.
Keywords: Electric power vehicle; Solar energy car; Super capacitor battery
環保型汽車有蓄電池電動汽車和太陽能汽車和混合動力汽車。現有的節能、環保型汽車的缺點很突出。利用超級電容電池作為動力的清潔能源汽車將環保環節納入電力環保的系統工程之中。借用國家電力系統來實現能量供給。不但不會受能源危機限制,而且能做到真正環保。
1.電動汽車
1.1. 純蓄電池電動汽車
這類汽車電動機的驅動源于車載可充電蓄電池裝置。大部分車輛直接采用電機驅動,有一部分車輛把電動機裝在發動機艙內,也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子,其難點在于電力儲存技術。純電動本身不排放污染大氣的有害氣體,即使按所耗電量換算為發電廠的排放,除硫和微粒外,其它污染物也比燃油汽車的少得多。對于電動汽車的推廣和發展,目前最大的障礙是基礎設施建設以及價格影響了產業化的進程。目前蓄電池單位重量儲存的能量太少,而且充電時間長,以額定功率為21千瓦的單臺交流充電樁為例,充滿一輛電動轎車至少需要3個小時。
1.2. 混合動力汽車
混合動力汽車指車輛的驅動力由電動機及發動機同時或單獨供給的混合動力(電動)汽車。結構特點是并聯式驅動系統可以單獨使用發動機或電動機作為動力源,也可以同時使用電動機和發動機作為動力源驅動汽車行駛。
混合動力汽車的優缺點如下優點:
(1) 采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時,由電池來補充;負荷少時,富余的功率可發電給電池充電,由于內燃機可持續工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車一樣。
(2) 因為有了電池,可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。
(3) 在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現“零”排放。
(4) 有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。
其缺點是:長距離高速行駛基本上不能節省能源和減少污染;結構復雜、成本較高。
1.3. 燃料電池汽車
燃料電池汽車是以燃料電池作為動力電源的汽車。燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,制造成本不是很高。因此從能源的利用和環境保護方面看,燃料電池汽車是一種較理想的車輛。
近幾年來,燃料電池技術已經取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠,如戴姆勒-克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司都計劃盡快將燃料電池汽車投向市場。在開發燃料電池汽車中仍然存在著技術性挑戰。燃料電池汽車具有如下的缺點:
燃料種類單一。目前,不論是液態氫、氣態氫、儲氫金屬儲存的氫,還有碳水化合物經過重整后轉換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產生、儲存、保管、運輸和灌裝或重整,都比較復雜,對安全性要求很高。配套的燃料添加基礎設施難以建立起來。除用汽油重整產生氫氣外,其他(甲醇、碳氫化合物等)燃料及鉑催化劑的生產都需要用到不小的電力。組合燃料電池要求高質量的密封,密封不好就有很大的浪費和安全隱患。汽車的顛簸又加重了安全隱患。比功率較低。電池不能回收,造價太高。不宜頻繁地開啟和關閉電池,需要配備輔助電池系統。燃料電池汽車也是拖著一座安全性不佳的發電廠在跑。
2.太陽能汽車
太陽能汽車是一種將太陽能轉變成電能從而得到驅動力的汽車。相比傳統熱機驅動的汽車,太陽能汽車是真正的零排放。正因為其環保的特點,太陽能汽車被諸多國家所提倡,太陽能汽車產業的發展也日益蓬勃。按照應用太陽能的程度又可分為“太陽能作為第一驅動力驅動汽車”、“太陽能和其它能量混合驅動汽車”和“將太陽能作為汽車輔助能源”三種形式。
2.1. 太陽能作為第一驅動力驅動汽車
太陽能汽車沒有發動機、底盤、驅動、變速箱等構件,而是由電池板、儲電器和電機組成.利用貼在車體外表的太陽電池板,將太陽能直接轉換成電能,再通過電能的消耗,驅動車輛行駛,車的行駛快慢只要控制輸入電機的電流就可以解決。目前此類太陽車的車速最高能達到100km/h以上,而無太陽光最大續行駛能力也在100km左右。
2.2. 太陽能和其它能量混合驅動汽車
復合能源汽車外觀與傳統汽車相似,只是在車表面加裝了部分太陽能吸收裝置,比如車頂電池板,用于給蓄電池充電或直接作為動力源。這種汽車既有汽油發動機,又有電動機,汽油發動機驅動前輪,蓄電池給電動機供電驅動后輪。電動機用于低速行駛。當車速達到某一速度以后,汽油發動機起動,電動機脫離驅動軸,汽車便像普通汽車一樣行駛。
2.3. 將太陽能作為汽車輔助能源
傳統的小轎車,功率一般在幾十千瓦左右,而太陽輻射功率至多1kW/m2,目前的光電轉換效率小于30%。因此全部用太陽能驅動傳統的轎車,需要幾十平方米的接收面積,顯然難以達到。但在傳統汽車上可以用太陽能作為輔助動力,以減少常規燃料的消耗,而且現代汽車的電器化程度曰益提高,各輔助設備的耗電量也因此急劇增加。這方面的應用主要有以下幾種形式:(a)太陽能用作汽車蓄電池的輔助充電能源;(b)用于驅動風扇和汽車空調等系統。太陽能輔助設備解決了一些小問題,但大大提高了造價。
太陽能汽車的不足之處是:單次充電的行程短,沒有陽光時無法自行得到(補充)持續的動力;對于綠化好的路段,有陽光時也不能及時自行補充動力(與道路和街道的綠化相沖突);比較適合于“晝伏夜出”的式作方式。
3. 環保節能汽車的發展方向
超級電容器以其優異的特性揚長避短,可以部分或全部替代傳統的化學電池用于車輛的牽引電源和啟動能源,并且具有比傳統的化學電池更加廣泛的用途。
3.1. 超級電容電池的特點
已經研制成功并投入作用的超級電容電池有如下的特點:
(1)充電速度快,只要充電幾十秒到幾分鐘就可達到其額定容量的95%以上;而現在使用面積最大的鉛酸電池充電通常需要幾個小時。
(2)循環使用壽命長,深度充放電循環使用次數可達50萬次,如果對超級電容每天充放電20次,連續使用可達68年。與相應的鉛酸電池比較,沒有“記憶效應”。
(3)大電流放電能力超強,能量轉換效率高,過程損失小,大電流能量循環效率≥90%;
(4)功率密度高,可達300W/kg~5000W/kg,相當于普通電池的數十倍;比能量大大提高,鉛酸電池一般只能達到0.02kWh/kg,而超級電容電池目前研發已可達10kWh/kg,
(5)產品原材料構成、生產、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環保電源。
3.2. 低排放汽車交通系統設想
鑒于如上所述的汽車和電池的優缺點,我們可以設計出非常理想的低排放汽車交通系統。
有了良好性能的超級電容電池,就再也沒有必要拖著一座小小的發電廠跑了。出遠門多帶幾塊電容電池,近距離行駛少帶幾塊電容電池。以功率密度2kW/kg及“比能量”10kWh/kg的功率重量比計,帶上一塊10kg的電容電池就可以達到“功率充足,可跑100小時”的程度。再說超級電容電池的充電只需幾分鐘,不慢于加油的速度,充電時不需要特殊的充電電路,建立充電站網點很容易。當然,也可以在電容電池電動汽車上安裝一個小的太陽能發電裝置,供車內空調使用。這種形式的電動車價格更高,可供實力雄厚的用戶使用。
如果充電站的布局合理且充電站和用戶的信譽都很好(可以同時運作充電和更換電池兩項業務,用戶不會用壞電池更換好電池),或者檢測電容電池的手段迅速而準確,使用超級電容電動車的用戶及可更換電池的充電站就完全沒有后顧之憂了。至于電源是來自太陽能、水力和風力等清潔能源,是電力部門和國家應該統籌考慮的事。如果電力大部分來自太陽能等清潔能源,則電動汽車就是清潔能源汽車。如果電力大部分來自煤電,那么,電動汽車就不是清潔能源汽車。就是說,從系統的角度考慮,電動汽車的能源性質由國家的電力來源性質決定。能源環保是一個大的系統工程,汽車環保只是這個系統工程中的一環。我們必須考慮大循環(或整體過程)的持續環保程度。國家、集體和個人在各個發電和用電環節通力合作,才能更有效地為提高能源的環保程度作貢獻,實現高水平的環保。
Abstract: With the development of urbanization, residential construction in winter heating mode will be more pursuit of economization. On the one hand, to consider the actual demand, and that is consistent with the environmental requirements of the area; the other hand, to respond positively to the low-carbon, environmentally friendly philosophy. Building heating energy consumption increased year by year, to improve select better heating systems, is a major issue in the future. Different regions, different buildings, different technical means describes various types of heating system and compare to adapt to the different needs of the scientific selection of heating method. For more advanced heating technology heating concept only do a brief introduction and outlook, the focus is on the analysis of existing heating, heating mode comparison, optimization.Keywords: heating mode; heating methods; analysis; economic benefits
撤消修改
Alpha
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
1. 前言
目前,我國分地域供暖方式各有側重。按傳統劃分,我國冬季能耗最大地區在東北、西北、華中三地。而東北地區,在城市中仍然采用城市火力、電力網集中供熱,燃料仍然以煤炭為主,能耗較大,供熱效率低,污染比較嚴重;在西北地區,雖然也是集體供熱,但地區,尤其是拉薩,利用特有自然條件,不少引入太陽能采暖,可謂是節能典范;自秦嶺淮河以南,不論是城市,還是鄉鎮,多為分戶獨立供熱及居住區小規模集體供熱,具體供熱方式種類很多,新技術、理念在此地區多有體現。
對于室內采暖系統而言,多以普通熱水管道、暖氣為主,地熱輻射、壁櫥壁熱及單元式燃氣爐等。南方城市對中央空調的使用較多。這些都是相對傳統的采熱系統。隨著技術進步,系統設計的引入,理念型住宅建筑出現在商品市場,計算機技術、傳感器的應用,通過計量熱,產生了分時分溫度,控溫控熱的采暖系統,起到了節能減排的環保經濟效益。雖然理念型住房并未大規模推廣,但這無疑是今后住宅建筑采暖系統的的發展趨勢。
綜上所述,我國的供暖方式可分為集中供熱和分散供熱兩種;室內采暖系統逐漸呈現多樣化的特點。
2.供暖方式比較
2.1集中供熱
集中供熱以為北方嚴寒地區為主,能源以煤炭為主,集中火力發電,城市熱網集中供熱、鍋爐燒煤等區域供熱,通過戶外輸送管道,將熱水、蒸汽傳入各家各戶散熱器,達到取暖目的。
在燃煤取暖條件下,集中供熱的優越性高于分散供熱,原因是減少了個體浪費煤炭資源,大型鍋爐比小型鍋爐更節約,提高資源利用率,更重要的是,便于集中管理除塵,減少燃煤造成的污染問題。但其缺點很明顯,污染空氣,熱效率低。污染原因是二氧化硫等污染物難以除凈;熱效率低最大原因是無法準確調制控溫以及傳輸損失;供熱面積均攤,難以滿足個體需求,這是利用率低的主要原因;用電高峰期,電載負荷較大,用電緊張。
隨著城市化的發展,這種供熱方式會逐漸被采用新技術,新能源的分散供熱方式以及個體分戶供熱所取代。主要原因就是為了避免集中供熱無法進行末端調節控制的弊端。但就目前而言,這項改革,需要大量時間、技術、資金去實施,一方面繼續開發新能源,新方案,另一方面,亟待解決的問題是,如何在集中供熱的方式下,優化供熱效率,減少損失。
2.2分散供熱
分散供熱即分戶自行供熱。根據熱源和供暖設備的不同包括小型鍋爐、地暖、電熱膜、中央空調等。自主性較強,一定程度上避免了集中供暖無法進行末端熱計量和調控的弊端。滿足不同人群個人需求。國家制訂了發展天然氣計劃,努力推進城市能源結構的改革,天然氣采暖方式的轉變適用于分散供暖。
如下為幾種供暖方式簡單對比對比如下表:
目前,經過綜合考量,較有發展前景的集中供熱方式是熱電聯產供熱,而地下熱泵這項清潔環保技術更被分散供暖的方式所推崇。下面重點分析地下熱泵與集中供暖的經濟環保效益。集中供熱集中管理可以提高資源利用,但平均化的分配,又不可避免的導致分配不合理;分戶供熱恰采用了分戶計量供熱以減少浪費。地下熱泵優點諸多,首先,可以一次性投資,當做環保型空調使用,冬季供熱,夏季制冷,同時還可以解決用水問題;其次,節能環保。利用地下水進行能量交換,自然要比燒煤節能環保。更重要一點是,可以自行控制,日常維護資金少。唯一劣勢就是受到水源分布的影響,所以需要因地制宜。
熱電聯產供熱擺脫地域限制,供熱能力強,供熱質量高,但建設周期長,經濟效益實際上不高,并且,隨著人口不斷增多,城市化進程不斷加快,住宅建筑迅速增多,集中供熱能力有限,我們需要想地下水源熱泵、空氣電力熱泵等新形式的供電技術作為補充。
3.室內采暖系統方式的比較
我們知道,建筑物獲得熱量來源包括三大類,即太陽輻射、供暖設備供熱、建筑內部熱量。為了保證室內溫度同時減少能耗,方法包括:充分利用熱輻射、減少散熱(隔熱系統、隔熱材料)、提高供熱設備供熱效率。
當外部熱源進入室內,散熱方式需要有所考量。主要分為兩種:
3.1普通熱水采暖
包括壁掛式暖氣,屬于對流采暖方式,但不論單管垂直系統還是雙管并聯系統等,都需在室內明裝,最大缺點是不美觀,樓上與樓下溫度一致,不同樓層之間存在溫度不可調的缺點。
3.2地板輻射供暖
輻射均勻,地板下的加熱管,以水為媒介,達到均勻輻射取暖的目的。高效節能,散熱均勻,散熱面積大,節約空間,相對于其他傳統采暖,一定程度上美化室內環境。但缺點就是建設之初,工程復雜,尤其是對高層建筑而言,一旦出現問題,修復時對房間影響很大,不便二次裝修。
對于分戶式采暖方式還包括以下幾種:中央空調,優點是,占地少,易處理,缺點是能耗高,運行費用大。適用于高級住宅和高消費人群;電熱膜采暖,多安放在住宅天花板,適用于隔熱保溫性好的節能住宅中,費用便宜,最大優點是可以各房間自行控溫,但缺點是對住宅節能性要求非常高,天花板不易二次裝修;蓄能式電暖器,分早晚利用傳感器技術自動斷電,通電、蓄能。屬于新技術,清潔節能,前景應用可觀,缺點是適用面積小,目前不適合大規模推廣。從收費角度對比,除中央空調費用較高,其余室內采暖系統費用大致相當。
4結語
宏觀上講,城市供熱方式仍是集中供熱、區域性暖氣管道供熱為主,不同地區因地制宜,形成與熱電聯產互補之勢。分散供熱的方式適合于缺少集中熱源的情況下以及高級住宅特殊使用。
建筑物采暖供暖類型劃分依據熱源選擇、外部供熱形式和內部采暖系統而定。未來房屋的采暖系統也不再是單一的與外部熱源相適應,而是逐漸自成系統充分利用天然、清潔的自然資源,一體化思想將逐漸融入各種住宅建筑供暖采暖的方式中,達到經濟與環保的平衡。
參考文獻:
[1]《從節能角度談居住建筑供熱系統設計》汪波等,應用能源技術,2000,6.
[2]江 億.我國供熱節能中的問題和解決途徑[J].暖通空調,2006,36(3):37-41.
1 建筑能耗現狀
建筑能耗占總能耗的40%,占CO2總排放量的36%。[1]建造能耗預測對提高建筑的能源性能,達到節能和減少環境影響的目的有很顯著的作用。
精確的能耗預測是很困難的,最近幾年,很多預測方法已經被提出和應用在能耗預測的問題上。其中使用最廣泛的人工智能方法是人工神經網絡和支持向量機。
2 預測方法
2.1 工程方法
工程方法使用物理原理計算熱動力學和整個建筑水平或子組件水平的能源行為。在過去五十年他們已經充分發展了。這些方法大致可以分成兩類,詳細的綜合的方法和簡化的方法。
綜合方法使用非常精細的物理函數或熱動力學,按部就班的準確計算建筑所有組件的能源消耗,輸入建筑和環境信息(比如外部氣候條件、建筑施工,操作,公用事業費率和空調設備)。幾百種軟件工具已經被開發出來用于評估能源效率,例如DOE-2, EnergyPlus, BLAST, ESP-r.有些已經被廣泛應用于提高建筑能耗水平和分析能源消耗和建筑保護措施。
雖然這些精細的仿真工具是有效并且準確的,但是,這些工具是基于物理原理得到準確的仿真結果,他們需要詳細的建筑和環境參數作為輸入數據。這些參數對很多組織來說很難得到,而且運行這些工具需要繁瑣的專家工作,使這個很難執行而且成本效率不高。因此一些研究人員提出了相對簡單的模型作為某些應用程序的代替。
簡化的模型有兩種。一種是度日數法,是單測量法,這種穩定狀態下的模型適用于評估小型建筑的能耗基于維護的能耗占主導位的時候。另一種是bin數據方法,或者叫逐時溫度方法。可以用于模擬大型建筑,內部產生的負荷占主導地位或者負荷時非線性的根據室內外氣溫的變化而不同。
在簡化模型和精確模型之間沒有明顯的界限。用一些綜合性的工具來進行簡單的模擬也是可能的,例如EnergyPlus。[2]AI-Homoud建議,如果是為了研究趨勢,對比系統,然后簡化分析方法可能就足夠了。相比之下,對于詳細的建筑能耗分析和子系統和生命周期成本分析,更綜合的工具應該更合適。[3]
2.2 統計方法
統計回歸模型簡單的把與能耗或者能源指數與影響變量相關聯。這些實證模型是從歷史性數據中開發出來的,也就是說訓練模型之前我們需要收集足夠的歷史數據。許多關于回歸模型的研究被提出基于以下問題。
首先是在簡化變量的基礎上預測能量使用率,例如一個或者一些氣象參數。其次是預測有用的能源指數。第三是估計能源使用的重要參數,例如總的熱損失系數,總熱容量,增益因子(在分析建筑或者低層次系統的熱行為上是很有用的)。
Aydinalp-Koksal and Ugursal[4]建議當我們預測國家級別建筑能耗時考慮基于回歸算法的模型叫Conditional Demand Analysis(CDA)需求條件分析。在他們的實驗比較中,CDA表現出了準確預測能力和神經網絡和工程方法一樣好。但是,更容易開發和使用。然而CDA的缺點是缺少細節和靈活性而且它需要大量的輸入信息。CDA同樣應用于分析住宅能耗的早期工作。
2.3 神經網絡
人工神經網絡被廣泛應用于建筑能耗預測應用方面的人工智能模型。這種模型擅長解決非線性問題而且是對這種復雜的應用程序(建筑能耗預測)的有效的解決方法。過去的二十年里,研究人員已經應用ANNs分析在不同條件下多種建筑類型的能耗。例如熱/冷負荷,用電量,子水平部件運行于優化,使用參數的估計。
神經網絡和其他預測模型的對比,Azadehetal.[5]指出神經網絡對于用電波動較大的制造業的年電力消耗預測優于通過ANOVA方差分析計算的傳統的非線性回歸模型。Aydinalpetal.[6]指出神經網絡在估計家電,照明和制冷能耗ALC和社會經濟因素對加拿大住宅市場消費的影響方面比工程模型可以得到更高的預測表現。Neto[7]在建筑能耗預測方面比較了復雜的工程模型和神經網絡模型。兩個模型都表現出了和高的準確率,但是,ANN在短期預測方面比工程模型稍微好一點。
2.4 支持向量機
支持向量機SVMs逐漸應用于研究和產業。他是高度有效的模型,在解決非線性問題時甚至需要很少數量的訓練數據。在過去五年里許多在建筑能耗分析上進行了關于這些模型的研究。
Lietal.[8]用SVMs預測辦公建筑的逐時冷負荷。支持向量回歸的表現比傳統BP神經網絡要好。Hou and Lian[9]也使用SVMs預測HVAC系統的冷負荷,結果顯示SVMs比ARIMA模型要好。
所有的研究表明SVMs在預測逐時和逐月建筑能耗方面都很好的表現。
3 討論與展望
通過上述的介紹和分析,明顯表示評估一個建筑能耗系統需要大量的計算。從子系統水平到建筑水平到區域水平或者國家水平。每個模型都有他自己的優點在特定方面的應用上。
工程模型表現了很大的變化。它可以是很復雜的全面的模型可以被用于精確的計算。相反,通過采用一些簡化的戰略,它可以成為一個輕量級的模型,容易開發研制,同時保持準確度。詳細的工程模型的一個被普遍接受的缺點是在實際中很難運行。因為他的高復雜性和缺乏輸入信息。
統計模型相對容易研發,但是它的缺點是很明顯的。缺乏準確性和靈活性。
ANNs和支持向量機,善于解決非線性問題,使他們適用于建筑能耗預測。只要模型選擇和參數設定的好他們可以給出很高準確度的預測。在很多情況下支持向量機比人工神經網絡表現出了更加優越的性能。在兩種模型的缺點是他們需要足夠多的歷史性能數據和極度復雜性。
4 結論
文章回顧了最近在預測建筑能耗方面的工作。因為建造能量行為的復雜性和影響因素的不確定性,許多模型提出了這個應用程序旨在準確,健壯的和易于使用的預測。研究主要關注于應用這些模型對建筑能耗的預測問題,優化模型參數,簡化這些問題或者模型開發。每個模型被開發而且有他的優點和缺點。然而,人工智能發展很迅速,很多新的和更強大的技術在這個領域開發出來可能在預測建筑能耗方面有突破。
【參考文獻】
[1]European Parliament and Council. Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings[J]. Official Journal of the European Union, 2010, L153:13-35.
[2]Crawley DB, Lawrie LK, Winkelmann FC, Buhl WF, Huang YJ, Pedersen CO, et al.EnergyPlus: creating a new-generation building energy simulation program[J].Energy and Buildings,2001,33(4):319-31.
[3]Al-Homoud MS. Computer-aided building energy analysis techniques[J]. Building and Environment, 2001, 36(4): 421-33.
[4]Aydinalp-Koksal M, Ugursal VI. Comparison of neural network, conditional demand analysis and engineering approaches for modeling end-use energy consumption in the residential sector[J]. Applied Energy, 2008, 85(4): 271-96.
[5]Azadeh A,Ghaderi S, Sohrabkhani S. Annual electricity consumption forecasting by neural network in high energy consuming industrial sectors[J]. Energy Conversion and Management, 2008, 49(8): 2272-8.
[6]Aydinalp M,Ugursal VI, Fung AS. Modeling of the appliance, lighting, and spacecooling energy consumptions in the residential sector using neural networks[J]. Applied Energy, 2002, 71(2):87-110.
太陽能樓道照明系統構成原理如圖所示。太陽能電池組件用來把太陽能轉化成電能,安裝或集成在無遮蔽的建筑物頂部或建筑物的南立面。蓄電池用來存儲電能,樓道照明主控制器用來管理蓄電池的充電和控制負載的工作狀態,延長蓄電池的使用壽命,提高充電效率,防止負載無效工作狀態的發生。主控制器和蓄電池安裝在建筑物戶內的配電箱或控制箱內。紅外遙感恒流控制的LED光源安裝在各層樓道內。當戶外地面自然光照度達到5-10Lx左右時,太陽能電池組件輸出電壓變成12-17V,根據不同樓道采光情況主控制器發出相應指令允許該系統內樓道燈負載處于準備工作狀態,當樓道內有人出現時紅外遙感啟動負載照明,當人離開該樓道時經過一定延時(20-60s可調)樓道燈自動關閉。如果該樓道燈啟動后人沒有離開樓道遙感范圍,燈會自動延遲保證照明。
1.從光源入手,提高樓道燈光效降低能源消耗
樓道照明屬于間歇照明工作,人來燈亮人走燈滅。采用LED光源,利用其開關次數超50萬次的特點,每次亮燈時間基本不超過30秒,LED還沒有達到發熱狀態就停止工作。這樣既解決了樓道燈頻繁開閉造成光源壽命低的問題,又能杜絕LED光源由于長時間工作發熱引起的光衰問題。在LED光源控制技術上采用PWM節能控制代替目前恒流常規技術,讓每個LED管子均工作于額定電流狀態,利用人眼視覺停留特點,通過頻率調整達到LED光源無閃爍的效果。同等功率亮度,LED個數降低1/3,去掉恒流源,系統光源電源效率提高了15%以上,整個LED光源節能將近1/2。PWM無閃爍控制技術的使用降低了LED發熱,極大提高了LED壽命。
2.采用太陽能非晶硅層壓電池組件代替常規單晶或多晶硅組件
目前玻璃層壓非晶硅電池組件技術已經非常成熟,不僅效率超過7%-8%,功率衰減的穩定性也基本達到了單晶或多晶硅組件技術水平,在陰天或弱光發電時效率比單晶硅組件提高了20%以上,價格降低了1倍。缺點是面積稍大了一點。但是由于采用了先進的光源及控制技術,即使20層樓的樓道照明組件功率也不超過50W,因此此缺點根本不會影響其在樓道照明技術中的應用。
一、風電發展的現狀與前景
能源是國民經濟發展的重要基礎,是人類生產和生活必需的基本物質保障。隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,對能源的需求也越來越高。長期以來,我國電力供應主要依賴火電?!笆濉逼陂g,我國提出了能源結構調整戰略,積極推進核電、風電等清潔能源供應,改變過渡依賴煤炭能源的局面。風能是一種可再生清潔能源,風電與火電相比,不僅節能節水無污染,而且對保護生態環境大有好處。2005年我國通過《可再生能源法》后,我國風電產業迎來了加速發展期。2008年我國風電總裝機容量達到1215.3萬千瓦,2009年容量達到2200萬千瓦,按照目前的發展速度,2010年風電裝機容量有望達到3000萬千瓦,躍居世界第2位。到2020年我國風電裝機容量將達到1億千瓦。屆時,風電將成為火電、水電以外的中國第三大電力來源,而中國也將成為全球風能開發第一大國。
二、風電項目目前融資方式及存在問題
(一)風電融資成本偏高
風電的融資成本主要是貸款利息。由于風電的固定資產投入比例較大,資金運轉周期較長,一般為6-10年,造成風電項目建成后財務費用居高不下,形成的貸款利息較高,為企業的經營發展帶來沉重的債務負擔。
(二)風電生產缺乏優惠信貸政策支持,融資相對較難
雖然風電屬國家鼓勵發展的新興產業,但目前仍執行一般競爭性領域固定資產投資貸款利率,貸期相對較短,而且缺乏優惠信貸政策支持,金融機構對風電項目的貸款要求必須有第三方進行連帶責任擔保,使風電企業融資更加困難。
(三)風電融資方式單一,融資風險高
風電項目目前至少80%資金靠債務融資,資本金僅20%。大規模的債務融資不僅導致風電企業資產負債率居高不下,貸款過度集中,資金鏈非常脆弱,增加企業的財務風險,而且影響企業再籌資能力,降低企業資金周轉速度,增加了企業的經營成本。因此,融資方式的優化、融資渠道的拓寬已經勢在必行。
三、風電項目融資方式的優化
(一)采用BOT項目融資模式
BOT即英文Build(建設)、Operate(經營)、Transfer(移交)的縮寫,代表著一個完整的項目融資概念。項目融資是上世紀70年代興起的用于基礎設施、能源、公用設施、石油和礦產開采等大中型項目的一種重要籌資手段。它不是以項目業主的信用或者項目有形資產的價值作為擔保獲得貸款,而是依賴項目本身良好的經營狀況和項目建成、投入使用后的現金流量作為償還債務的資金來源。它將項目的資產而不是業主的其他資產作為借入資金的抵押。項目融資是“通過項目融資”,而非“為了項目而融資”。
1.BOT項目融資模式特點。BOT項目融資與傳統意義上的貸款相比,有以下兩個特點:一是項目融資中的項目主辦人一般都是專為項目而成立的專設公司,只投入自己的部分資產,并將項目資產與其他財產分開,項目公司是一個獨立的經濟公司。貸款人(債權者)僅著眼于該項目的收益向項目公司貸款,而不是向項目主辦人貸款。二是項目融資中的貸款人僅依賴于項目投產后所取得的收益及項目資產作為還款來源,即使項目的日后收益不足以還清貸款,項目主辦人也不承擔從其所有資產及收益中償還全部貸款的義務??傊?項目融資的最重要特點,就是項目主辦人將原來應承擔的還債義務,部分轉移到該項目身上,即將原來由借款人承擔的風險部分地轉移。
2.BOT項目融資模式的優缺點。優點:一是擴大借債能力。項目主建人的償還能力不作為項目貸款的主要考慮因素,是否發放貸款根據項目的預期收益來決定。借進的款項不在主建人的資產負債表上反映,主借人的資信不會受到影響。二是降低建設成本,保證項目的經濟效益。三是充分利用項目財務收益狀況的彈性,減少資本金支出,實現“小投入做大項目”或“借雞下蛋”。四是拓寬項目資金來源,減輕借款方的債務負擔,轉移特定的風險給放貸方(有限追索權),極小化項目發起人的財務風險。缺點:對項目發起人而言,基礎設施融資成本較高,投資額大,融資期長、收益有一定的不確定性,合同文件繁多、復雜,有時融資杠桿能力不足,母公司仍需承擔部分風險(有限追索權)。
(二)ABS資產證券化融資
ABS(Asset-BackedSecuritization,意為資產證券化)是項目融資的新方式。ABS融資是原始權益人將其特定資產產生的、未來一段時間內穩定的可預期收入轉讓給特殊用途公司(SPV),由SPV將這部分可預期收入證券化后,在國際國內證券市場上融資,給投資者帶來預期收益的一種新型項目融資方式。
1.ABS資產證券化融資的特點。ABS資產證券化融資有兩個特點:一是ABS融資方式實質上是“公司負債型融資”。由于ABS能夠以企業本身較低的信用級別換得高信用級別,與銀行貸款相比,不僅節省融資成本,且能使非上市公司尋求到資本市場融資渠道。二是ABS發起人出售的是資產的預期收入,而不是增加新的負債,因此既獲得了資金,又沒有增加負債率,也不改變原股東結構。
2.ABS資產證券化融資的優缺點。優點:一是門檻較低。企業只要擁有產權清晰的資產,該資產又能夠產生可預測的穩定現金流,現金流歷史記錄完整,就可以以該資產為支撐發行資產支持證券。二是效率較高。通過破產隔離,資產證券化變成資產信用融資,即資產支持證券的信用級別與發起人或是SPV本身的信用沒有關系,只與相對獨立的這部分資產有關。投資者只需根據這部分資產狀況來決定投資與否,避免了對一個龐大企業全面的經營、財務分析,投資決策更加簡便,市場運行效率得到提高。三是內容靈活。資產證券化可以做相對靈活的設計:融資的期限可以根據需要設定;利率也可以有較多選擇,甚至可以在發行時給出票面利率區間,與投資者協商而定。四是成本較低。資產證券化的資金成本包括資金占用費(票面利率)和籌資費用(根據現行標準測算,年成本約1%)兩個方面。只要達到一定規模,這些成本要顯著低于股票和貸款融資,也略低于債券融資。五是時間更短。資產證券化受國家支持,只需證監會審批,時間僅需要兩個月到半年;而債券發行需向發改委審批額度,證監會批準,審批時間長達9個月到一年。六是資金用途不受限制。資產證券化融入的資金,在法律上沒有用途限制,可用于償還利率較高的銀行貸款。這一點和債券融資也有很大區別。七是不改變資產所有權。目前資產證券化模式下,企業出售未來一定時間的現金收益權,但實物資產所有權不改變。八是能改善資本結構。資產證券化是一種表外融資方式,融入的資金不是公司負債而是收入,能降低資產負債率,提高資信評級。缺點:由于我國信用評級的不完善和我國法律環境存在的缺陷,可能會加大資產證券化的融資成本。
(三)采用PPP融資模式
PPP融資模式,即“public-privatepartnership(公共民營合伙制模式)”,是政府、營利性企業和非營利性企業基于某個項目而形成的相互合作關系的形式。通過這種合作形式,合作各方可以達到比預期單獨行動更有利的結果。合作各方參與某個項目時,政府并不是把項目的責任全部轉移給私人企業,而是項目的監督者和合作者,它強調的是優勢互補、風險分擔和利益共享。
【關鍵詞】智能變電站;新能源;并網
【Keywords】intelligent substation; new energy; grid connection
【中圖分類號】TMA 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)05-0170-02
1 并網線一次并網方式
隨著新能源的廣泛應用,光伏、風電項目多以低壓并網方式并入主干網,論文主要討論110kV智能站中以35kV或10kV電壓等級(低壓側)的并網方式。并網線間隔以35kV或10kV形式接入變電站系統,通過變電站的低壓側電壓等級并網,此種形式相對簡單,低壓側設備間隔較多,往往能夠提供足夠數量的備用間隔供新能源線路使用?,F實中,新能源、小電廠往往也是通過低電壓等級并網。
2 并網線路二次回路技術分析
2.1 傳統站并網二次回路技術分析
傳統站并網線路相關二次回路都是純電纜回路,通過電纜二次接線實現。主要需要完善110kV進線保護、主變高壓側零序保護、備自投保護跳并網線回路。相應的保護動作啟動并網線手跳回路,實現永久性跳閘功能,從而保障變電站內系統的穩定運行[1]。
傳統站中,所有的二次回路都是靠電纜接線實現,各回路相對清晰獨立,當需要跳多條并網線時,只需要增加各保護動作啟動相應并網線回路手跳回路。
優點:設計思路清晰,新增并網線技改工作相對難度較小,只需要找到備用的各保護動作接點接入新增并網線手跳回路即可。
缺點:保護裝置一般會提供幾對備用跳閘接點,但如果并網線過多(超過3條),可能存在動作接點不夠用的情況。其解決方式一是定制更換多備用動作接點的操作板,二是增加中間繼電器,擴展輸出接點。
2.2 智能站規劃中的并網線二次回路技術分析
智能站初期建設中,已規劃的并網線回路設計理論原則與傳統站相同,但實現方式為部分回路通過光信號回路完成,例如110kV線路保護、主變保護智能站中都是智能設備,跳閘出口以光纖中的goose信號輸出到智能終端,智能終端在輸出跳并網線的出口。前期設計只要規劃合理,按照傳統站虛端子接線形式設計,能夠很好地實現并網線回路的處理[2]。
優點:減少了部分電纜的敷設,回路聯系更加清晰。
缺點:新增并網線時,回路設計困難,全站scd文件需要修改,如果保護出口無備用接點,或智能終端無備用輸入光口,需要更換較多設備,scd文件及回路設計改動較大,安全壓力較大、施工困難。
2.3 智能站中新增并網線二次回路新技術分析
結合傳統站改造和初期智能站已有的設計,新技術主要立足點為在不改變原有光纖回路的前提下,所有增加的二次回路全櫚繢祿羋罰減少SCD文件的改動及智能設備的變動,達到類似母差保護跳閘的原理,新增并網線如新增間隔一樣,只需增加相應的間隔接線。具體做法如下(圖1):
如果初期設計時,考慮到會有新增并網線的情況,那么設置一臺智能終端,如果并網線保護裝置在保護室集中組屏,則放置在保護室相對靠近的保護屏,如果并網線保護為就地保護,則將其放置在分段或分段隔離柜上。
此智能終端類似母差保護裝置,接收所有需要跳并網線保護的跳閘信號,如主變高后備零序過流保護、110kV進線線路保護、110kV備自投保護、35kV或10kV備自投保護。輸出6組接點(如需增加設計時提出要求),輸出回路通過本側智能終端的跳閘壓板串入相應并網線手跳回路。需要跳此并網線時投入相應跳閘壓板,新增并網線回路時只需接入相應備用跳閘間隔即可[3]。
備自投裝置需要取并網線跳閘位置,將所有并網線斷路器常閉接點串聯接入智能終端。每組常閉接點并接跳閘位置投入壓板(在此智能終端側),用于此間隔檢修或者此間隔不并網時投入,保證備自投可靠檢測跳閘位置,不影響其他并網線間隔跳閘信號上傳。
改造中,只需替換原有的智能終端,不改變原有智能終端的光纖接線,只變動電纜二次回路,達到光纖回路的不改變的目的,實現新增并網跳閘回路簡單的改造。
優點:不新增或改變原有的光纖回路,只新增電纜跳閘回路,將安全壓力和施工難度降到最低。
缺點:類似母差保護裝置,新增的智能終端重要性提升,此智能終端出現問題會影響所有并網線二次回路。
3 結語
目前智能電網建設已進入了蓬勃發展的時代,分布式電源廣泛推進建設,在110kV智能站并網發電的小電源越來越多,傳統的并網方案已不能解決越來越多的并網形式,二次設備的變化必然要求新的方案來適應多條并網線路并網的回路設計。本方案中的設計思路在一座110kV變電站新增第四條并網線回路改造中得到應用,現場改造效果良好,達到了預期目的,減少了施工壓力和工期。此種并網線改造方式應該適合大部分智能站新增并網線的情況。
【參考文獻】
1、自然干制:自然干制屬于傳統民間工藝,生產周期長,在較長的生產周期過程中用于食品晾曬,微生物污染嚴重,因此產品的衛生質量差,自然干制還會存在占地多,用人多等缺點,優點是除人工費用不需要產生其他能源費用。
2、鍋爐烘干包括燃煤鍋爐、燃油鍋爐、天然氣鍋爐、電鍋爐:目前市場上存在較多的烘干方式,只能進行溫度調節,烘干過程中全程排濕或者手動排濕,排濕的同時也帶走了熱量,因此造成能源浪費,另需人員按時或者憑經驗打開排濕窗口,額外增加了人工,且因人為控制隨意性比較大,不能確保烘干房內濕度及時排除。
(來源:文章屋網 )