使用可再生能源的电器有哪些?
新能源是指太阳能、生物质能、风能、海洋能、水能、核能、氢能、地热能等,具有无污染、可再生特性的能源。
新能源电器能以最小的能耗获取最大的能量。如广大消费者最为熟悉的太阳能热水器、空气能热泵热水器、水源热泵热水器等,就是有效利用新能源和再生能源的电器设备,空调热水机组更是能源综合利用的新一代产品。
所谓新能源指的是太阳能、生物质能、海洋能、水能、风能、氢能、地热能和核能等低炭或非炭能源,这些可再生能源对环境不产生或很少产生污染。资料显示,今后20—30年内,我国具备利用条件的小水电、风能、太阳能、生物质能等可再生能源资源量,预计每年可达8亿吨标准。较传统能源如煤、石油、天然气等对环境造成严重污染,且分布不平衡相比,新能源具有广阔的发展潜力和发展前景。
设计充放电装置的日本IKS公司在第27届世界电动汽车大会上展示了纯电动汽车充放电系统。这是一个可以实现“V2H”的充放电系统,也可以和太阳能电池等可再生能源系统联动。系统采用可双向交换10kW电能的功率转换装置,采用10.7kWh锂离子充电电池系统。除了电网提供的电力外,还可以将太阳能电池等可再生能源的电力储存起来供给EV,或者将太阳能电池的剩余电力反向流入电网。而且系统还支持EV放电,所以在电力紧张的时候也能给电网提供EV电力。据IKS介绍,目前公司已经开始使用由5个这样的充放电系统组成的50kW系统,并在大阪进行了实证测试。紧急情况下,电动汽车可提供50kW的电力,作为电梯的应急电源。IKS参与EVS时,决定通过OEM的方式向瑞典企业提供该系统,将于2014年春季左右在欧洲销售。在欧洲,太阳能电池和风力发电等可再生能源的剩余电力飙升。如何使用这种力量非常伤脑筋。因此,面向电动汽车的电力存储和供应系统是欧洲电力公司非常感兴趣的。
新能源汽车检测一般检测的零部件有CO2空调管、尼龙波纹管、冷水板、电机、水泵、水阀、控制器壳体、电堆、氢气瓶、高压管路、单向阀等,那检测这些零部件的安全性会用到什么样的试验机设备呢?
部件及总成散热系统测试台架,是根据电动汽车中的电池系统,电机运行及控制总成进行散热性能测试,对整个系统进行实时监测,模拟车载散热系统运行工况,及车载空调、控制器、ECU通讯对整体性能以及控制策略进行分析评估,可直接与电动汽车整车进行通讯与测试,测试端口齐全,包括压力、温度、流量、散热功率、管路压力损耗、水泵扬程与流量曲线、控制器散热模拟系统等。
测试的对象是根据电动汽车中的电池系统,电机运行控制总成进行散热性能测试,模拟车载散热系统运行工况及车载空调,控制器,ECU通讯及整体性能以及控制策略进行分析评价,测试的内容有高低温,压力循环,流量控制,水泵测试,控制器测试,热源负载模拟这几方面。
沙砾冲击试验机,砂砾冲击试验机适用于外涂层粘聚性破坏试验、涂层系统中不同层间粘合性破坏试验、硬质玻璃材料的脆性厚度、抗剥落的优涂膜厚度、塑料及玻璃的抗剥落、抗碰撞、抗磨损测试等相关试验。
高低温冷却循环综合测试台,测试对象是电池包、车载电机、氢燃料电池膜及电极、新能源汽车散热系统、控制器、水泵等,测试内容有高低温、压力循环、流量控制、水泵测试、控制器测试、热源负载模拟、流阻测试这几方面。
水泵耐久测试台,测试对象是电动汽车中的水泵系统,对整个系统进行实际模拟,实时监测,模拟水泵实际运行工况,对水泵进行分析评价,测试内容有高低温,压力循环,流量控制,水泵测试,电压测试,压差测试,寿命耐久试验这几方面。
锂电池精密控压单元,气驱泵在高压空气的作用下,将低压试验介质进行增压,产生的高压介质的压力由输入气驱泵的空气的压力大小决定。高压介质一路进入试件,另外同时进入机械式压力表。当试验结束时,通过手动打开卸荷阀门,对系统压力进行泄放。
空调系统测试台架,主要是用于汽车转向管、刹车管、空调管、燃油管、冷却水管、散热管、暖风管、空气滤芯器软管、涡轮增压管、工程液压管、航空管、硬管或接头、换热器、空调器、 过滤器等各类压力脉冲测试,广泛应用于工厂、产品质量检验所、科研院校等的生产检验、开发研究等领域。
管路疲劳测试台架,采用模块化设计,互相独立而不影响,整体便于现场调度和售后维修服务;独立自控的排气系统,可以有效的排斥循环管路内的气体,从而确保试验下的压力平稳、无偏差的输出;具有试验中断保护功能;因某种原因必须中断试验,再次试验时可以继续当前的试验;对试验的相关设置参数进行保存,便于做相同试件、相同标准的试验时直接提取试验参数,不需再进行设置;安全措施:具有液位报警、泄漏报警、异常报警、过载保护、紧急卸压、安全停机功能;设备控制电脑上安装有远程协助软件,在设备出现故障时,通过远程协助软件,维护人员进行远程控制,进入到设备电脑界面,通过现场分析和控制结合,来达到分析和解决故障的目。
以上这些新能源检测设备就是我们生产研发的。
R.Curtis(英)、J.Lund(美)、B.Sanner(德)、L.Rybach(瑞士)、G.Hellström(瑞典)
徐巍(译)郑克棪(校)
摘要:1995年在意大利佛罗伦萨举行的世界地热大会上,一篇论文引起了世界地热界对地热热泵增长状况的广泛关注。随着降低建筑能耗压力的增加,以及减少建筑物二氧化碳排放指标的提高,安装地热热泵的趋势正在逐渐兴起。应用地热热泵的国家数量也不断上升,其中一些国家并没有传统意义上的地热资源,但现在他们有了生气勃勃的地热热泵项目。另外,还有一些国家正在探索其应用潜力。从小的家庭安装到大功率的系统安装,各种型号的地热热泵都在增加。这篇文章主要对近10年这些高效率、长寿命、低污染的可再生能源系统的发展和安装进行评价。
1 介绍
地热热泵是世界上发展最快的可再生能源利用技术之一,在过去的10年里,大约30个国家平均增长速率达到10%。它主要的优点是可以利用平常的地温或地下水的温度(5~30℃)就可以运行,而这些资源全世界各个国家都可以获得。在1995年的佛罗伦萨世界地热大会上,人们尝试着总结了当时的这项技术状况和发展水平,到2005年,地热热泵已经进一步提升为新能源和可替代能源的重要角色。它们尤其已经被作为一种高效的可再生供热装置,而且更重要的是它们在减少二氧化碳方面得到认可。来自加拿大的一篇文章中提到:“当前在市场上不可能有任何其他的单项技术比地热热泵在减少温室气体排放和导致全球变暖效应方面的潜力更大。”这句话同当前流行的一种认识相一致:热泵作为供热装置可以减少全球6%以上的二氧化碳排放量,它是目前市场上可获得的减少二氧化碳排放量最大的单项技术之一。这样的说法正好适合当前提倡的把更多的注意转移到可再生热能的利用上来,就像现在提倡可再生电能一样。2005年9个欧洲组织和贸易协会共同提倡采用可再生能源进行供热和制冷的行动。三个主要的技术被提到:生物能、太阳能和地热能。过去10年已经进行的工作,说明正确设计的热泵系统,无论是对单孔安装还是多孔安装,都可以确保从地下汲取的热能是真正可再生和永久可持续的。最近,世界能源组织公布了多种可再生技术的生命周期分析,对于加热技术,地热热泵的生命期二氧化碳排放量是第二低,仅次于木屑。
在这篇文章里,我们简短介绍了地热热泵技术,提出当前流行的一些综合信息。读者会发现2005年世界地热大会论文集第14章收集了比以前大会论文集更多的关于地热热泵的论文,反映了它在世界范围内的快速增长。尽管地热热泵有比较高的应用潜力,但在一个国家或地区的优势条件取决于当地的经济生存能力、应用能力和增长率。我们介绍了几个不同地理区域和国家的发展情况。一些地区已经安装了很多的地热热泵,而且显示了不断增长的趋势,有些地区才刚刚开始。开发利用较好的国家有美国、北欧、瑞士、德国,尤其是瑞典。刚开始开发利用的国家包括英国和挪威。其他有大量装机的国家还有加拿大和奥地利,法国、荷兰也显示了比较快的增长速度。中国、日本、俄罗斯、英国、挪威、丹麦、爱尔兰、澳大利亚、波兰、罗马尼亚、土耳其、韩国、意大利、阿根廷、智利、伊朗等国开始意识到地热热泵技术。论文集第一部分里许多国家介绍了他们的开发利用状况。
2 装机
尽管许多国家都开始对热泵产生兴趣,但热泵的增长主要还是发生在美国和欧洲。据不完全统计,目前全世界范围内的装机容量可能接近10100MWt,年均利用的能量大约59000TJ(16470GWh)。实际安装的机组数量大约900000个。表1列举了地热热泵利用率最高的几个国家。
表1 利用地热热泵领先的国家
3 地热热泵系统
热泵系统利用相对不变的地下温度来为家庭、学校、政府和公共建筑供热、制冷和提供生活热水。输入少量的电能驱动压缩机后,可以产生相当于输入能量4倍的能量。这样的机器使热能从低温区流向高温区,实际上是一台能倒流的制冷机。“泵”说明已经做功,温差称为“抬升”,抬升越大,输入的能量越多。该项技术并不是一项新技术,1852年Lord Kelvin提出了这个概念,20世纪40年代Rober Webber修改成地热热泵,60、70年代获得商业推广。图1是典型的水-气型热泵系统。这样的热泵在北美应用很广泛,但在北欧家庭供暖市场主要利用水-水热泵。
热泵有两种基本的配置:土壤偶极系统(闭路系统)和地下水系统(开路系统),地下系统可以水平或垂直安装,取用井水或湖水。系统的选择依赖安装地点的土壤和岩石类型,能否经济施工水井或现场已有水井,还需场地条件。图2是这些系统的示意图。如前面的水-气型热泵所示,对于热水加热系统,家用热水交换器可以在夏天利用回灌的热量,冬天利用输出的热量来加热生活用水,水-水型热泵一般只能通过转换供热模式到生活热水模式,将输出温度提高到最大来加热生活热水。
图1a 制冷循环中的水-气型地热热泵
图1b 供暖循环中的水-气型地热热泵
图2a 密闭环路热泵系统
图2b 开放环路热泵系统
在土壤偶极系统里,一条封闭的管路被水平的或者垂直的埋在地下,防冻液通过塑料管循环,或者在冬天从地下获得热量,或者在夏天将热量灌入地下。开放环路系统利用地下水或湖水直接通过热交换器后灌入另一眼井(或者河渠、湖里,或者直接用于灌溉),主要按照当地法规执行。
其他种类的热泵系统正在兴起,如竖井和本次大会上提到的一种新类型。这些系统效率很高,但大多需要更加精细的水文地质信息和比闭路系统更加专业的设计。
热泵机组的效率在供暖模式通过运行系数COP来表示,在制冷模式下用能量效率比(EER)来表示,它是输出能量与输入能量(电能)之比,目前的设备基本在3和6之间变化。这样COP为4意味着输入每个单位的电能可以产生4个单位的热能。经过对比,空气源热泵的COP大约为2,取决于高峰供暖和制冷需要的备用电能。在欧洲,这个比率有时候作为“季节性运行参数”,即供暖季和制冷季的平均COP,同时要考虑系统特性。
4 地热热泵的可再生讨论
随着热泵装机的稳定增加,使人认识到它们对可再生能源利用的贡献。这只是部分的认识,因为它们只涉及了供暖和制冷的表面,所以没有可再生电能的考虑。然而,这里面有两个其他的因素——一个是关于地下能源的可持续问题,一个是基于空气源热泵的问题,在能量输出时没有纯能量的增加,所以它们仅仅是一种能量效率技术。
20世纪50、60年代,当空气源热泵风靡的时候,在城市里的化石燃料电厂发电的效率接近30%。当时空气源热泵的COP一般在1.5~2.5之间变化。表2显示了在建筑物里能量释放的情况,60%的能量来自于空气,而用来发电的原生能量只有75%作为有用的热能得到利用。这样,从空气中提取的可再生能量已经高效地释放了热能,但没有剩余能量。表2的第二列是当前的数据。新型的组合或联合循环发电厂发电效率已超过40%。土壤源热泵的SPF已超过3.5。这导致了140%的效率,其中最终能量的71%来自地下。更重要的是,超过40%的剩余量已高于发电消耗的原始能量。
表2 能量和效率对比表
水源热泵和新型发电效率的联合才构成剩余可再生能源的释放。
如果从一开始就用可再生能源发电,则所有传递的能量就都是可再生的。为了释放可再生的能量最多,建议应该尽快使可再生电能变得经济,并与地源热泵结合起来。
能量讨论可能是有争议的,但二氧化碳排放量的减少却很容易证实。举个例子,当前英国电网和地热热泵联合供暖相对于传统的化石燃料供暖技术可以减少50%的二氧化碳排放量。这归功于当前英国电网的联合。由于目前发电所排放的二氧化碳在减少,所以通过利用地热热泵而排放的二氧化碳会更少。随着利用可再生能源发电,建筑供暖将不再需要排放二氧化碳。
如果要计算一下世界范围内可节约的石油当量和当前地热热泵装机容量所能减少的二氧化碳排放量,则需要有几个假设条件。如果每年地热能被利用28000TJ(7800GWh),将此量与30%效率的燃油发电相比,则会节约15.4百万桶石油,或者2.3百万吨石油当量,减少700万吨二氧化碳的排放量。如果我们假想每年同样长时间的制冷,则这个数字会翻倍。
5 美国的经验
在美国,大多数系统都是根据高峰制冷负荷设计的,它高于供暖负荷(主要是北方地区),这样,估计平均每年有1000个小时满负荷供暖。在欧洲,绝大多数系统是根据供暖负荷设计的,所以经常据基础荷载设计,另加化石燃料调峰。结果,欧洲的系统每年可以满负荷运行2000到6000个小时,平均每年2300个小时。尽管制冷模式将热量灌入地下,它不是地热,但它仍然节省能量,有利于清洁环境。在美国,地热热泵装机容量能稳定在12%,大多数安装在中西部地区和从北达科他州到佛罗里达州的东部地区。目前,每年接近安装50000个热泵机组,其中46%是垂直闭路循环系统,38%是水平闭路循环系统,15%是开路系统。超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷,尤其在得克萨斯州。应该注意到这一点,热泵按照吨(1吨冰产生的制冷量)来分等级,这个吨相当于12000Btu/hr或3.51kW(Kavanaugh和Rafferty,1997)。一个典型的家庭需要的热泵机组应该是3吨或者是105kW的装机容量。
美国装机容量最大的热泵是在肯塔基州路易斯维尔市的一个宾馆。通过热泵为600个宾馆房间、100个公寓和89000m2的办公区(整个宾馆161650m2)提供冷热空调服务。热泵利用出水量177l/s、出水温度14℃的4口水井,提供15.8MW的冷负荷和196MW的热负荷。消耗的能量是没有热泵系统附近相似建筑的53%,每月节约25000美元。
6 欧洲的状况
地热热泵实际上可在任何地方既供热又制冷,可以满足任何的需求,具有很大的灵活性。在西欧和中欧,直接利用地热能对众多客户进行区域供暖受限于区域的地质条件。在这种情况下,通过分散的热泵系统采集到处都有的浅层地热是一个明智的选择。相应的,在欧洲各个国家,热泵正在快速增长和发展起来。热泵系统的市场正在蔓延,从事该项工作的商业公司也在增长,他们的产品已经进入“黄页”。
欧洲超过20年对热泵的研究开发为该项技术的可持续性建立了一个完善的概念,还解决了噪音问题,制定了安装标准。图3是一个典型的井下热交换器型热泵(BHE)。这个系统每输出1kWh的热或冷需要0.22~0.35kWh的电能,它比季节性利用大气做热源的空气源热泵少需要30%~50%的能量。
图3 中欧家庭中BHE热泵系统的典型应用,典型的BHE长度大于100m
根据欧洲许多国家的天气条件来看,目前大多数的需求是供暖,空调很少需要。所以热泵通常只是用于供暖模式。然而随着大型商业利用数量的增加,制冷的需要以及这项技术推广到南欧,将来供暖和制冷双重功效就会越来越重要。
在欧洲统计热泵安装的可靠数量是相当困难的,尤其是个人的利用。图4是欧洲主要利用热泵的几个国家安装热泵的数量。2001年瑞典大幅增加的热泵主要是空气源热泵,然而瑞典在欧洲也是安装地热热泵最多的国家(见表1)。总的情况,除了瑞典和瑞士,地热热泵的市场扩展在整个欧洲还不太大。
7 德国的经验
1996年之后,根据热泵的销售统计,德国各种热源的热泵销售情况各不相同(图5)。在经过1991年销售量小于2000台的低迷后,热泵的销售量呈现稳定的增长。地热热泵的份额从80年代少于30%上升到1996年的78%,2002年达到82%。而且从2001年到2002年,当德国的房地产由于经济萧条正在缩水的时候,地热热泵的销售量仍然有所增长。将来它在市场上仍然有增长的机会,因为有较好技术前景做保证。
图4 一些欧洲国家热泵机组的安装数量对比图
图5 每年德国热泵的销售数量对比图
德国地热热泵在住宅利用的数量是巨大的,许多小型系统安装在独立的房子里,而较大系统用于一些需要供暖和制冷的办公楼等商业区域。德国的大部分地区夏季的湿度允许制冷不带除湿,例如冷却顶棚。热泵系统就很适合直接利用地下的冷能,不需要冷却器,它们显示了非常高的制冷效率,COP能达到20以上。第一个利用井下热交换器和直接制冷的系统在1987年安装的,同时该项技术成为一个标准设计选择。一些最新的德国地热热泵的例子Sanner和Kohlsch有文章介绍。
在德国,地热热泵已经走过了研究、开发和开发现状阶段,当前的重点是选型和质量安全性。像技术准则VDI4640、合同规范以及质量认证等工作正开始被强制执行来保护工业和消费者,避免质量不合格和地热热泵系统无法长期运行等问题。
8 瑞士地热热泵的繁荣
地热热泵系统在瑞士已经以每年15%的速度快速增长。目前,有超过25000台热泵系统在运行。来自地下有三种热能供应系统:浅层水平管(占所有安装热泵的比例小于5%)、井下换热器系统(100~400m深,占65%)、地下水水源热泵(占30%)。仅仅在2002年,就施工钻孔600000m,并安装了井下换热器系统。
地热热泵系统非常适于开发到处都有的浅层地热资源。热泵系统长期运行的可靠性现在已经通过理论和实践研究以及通过在几个供暖季的测试得到证明。季节运行因素已大于3.5。
各种测试和模型模拟证明这种系统可以持续性的吸取热量。长期运行的可靠性保证了系统可以无故障应用。热泵系统所配备井下换热器的合理尺寸也有利于广泛的应用和选择。实际上,热泵系统的安装在1980年从零开始,经过快速发展,现在是瑞士地热直接利用里最大的部分。
地热热泵系统的安装自从20世纪70年代末期开始认识以来发展很快,这种印象深刻的增长可见图6和图7。
图6 1980~2001年瑞士地热热泵安装的发展趋势图
图7 1980~2001年瑞士井下换热装置和地下水的地热热泵系统装机容量发展趋势图
每年的增长非常显著:新安装系统的数量以每年大于10%的速度增长。小型系统(<20kW)显示了最高的增长速度(大于15%,见图1)。2001年地热热泵系统的装机容量是440MWt,产生的能量为660GWh。2002年施工了大量的钻孔(几千个),并安装了双U型管的井下热交换器。井下换热器的平均深度大约150~200m;超过300m深度的钻孔也越来越多。平均每米的造价是45美元左右,包括钻井、下入U型管和回填。2002年,井下换热器的进尺达到600000m。
热泵快速进入瑞士市场的原因
热泵系统在瑞士市场上快速发展的原因主要是那里除了这种到处都有的地热以外,在地壳浅层没有其他地热能资源。另外,也有许多其他的原因,包括技术上的、环境上的以及经济上的原因。
技术原因
大多数人口居住的瑞士高原合适的天气条件:大气温度在0℃附近,冬天日照很少,
地下浅层温度在10~12℃之间,长供暖期。
恒定的地下温度通过正确选型尺寸,可以提供热泵最好的季节运行因素和长期使用寿命。
地热热泵以分散方式进行安装,适合于独立用户需要,避免了如同区域供暖系统的昂贵的热分配。
安装位置在建筑物附近(或建筑物地下),相对自由,在建筑物内对空间的要求也不高。
至少对小型系统来说,不需要进行回灌,因为在系统闲置期(夏天)地下的热能可以自动恢复。
环境原因
没有交通运输、储藏和运行的危险(与石油相比);
没有地下水污染的危险(与石油相比);
系统运行可以减少温室气体二氧化碳的排放。
经济原因
环境友好的地源热泵安装成本比得上传统(燃油)系统的安装(赖贝奇,2001);
比较低的运行成本(与利用化石燃料供暖进行比较,不需购买石油或天然气,和燃烧器控制);
对环境友好的热泵,当地给予对用电费用优惠。
二氧化碳的排放税预计要实施。
进一步快速推广地热热泵的刺激因素是公用事业的“能量合同”。它暗示了利用热泵的公司以自己的成本设计、安装、运行和维护地热热泵,同时以合同价格卖热能或冷能给合适的用户。
尽管绝大多数地热热泵是为单独住宅供暖(生活热水),但一些新的利用方式正在出现(包括各种井下换热器系统,联合太阳能进行热量采集和储存、地热供暖和制冷,“能量堆”)。对于每2km2一台机组,它们的地区密度是世界上最高的。这保证了瑞士在地热直接利用方面是有优势的(在世界上前五个国家中人均装机容量)。相信瑞士的地热热泵在相当长的一段时间内会兴盛下去。
9 英国的地热热泵
在英国,路特·开尔文努力发展了热泵理论,但利用热泵进行供暖却进展缓慢。第一个安装地热热泵的记载要追溯到1976年夏天。小型闭路系统的先锋设置是在90年代初期苏格兰的住宅进行安装的。英国花了很长时间发现为什么到目前为止在英国该项技术要落后于北美和北欧。首要的原因是相对温暖的天气、房屋材料的保温性较差、缺少适合的热泵机组和与天然气庞大管网的竞争。
在20世纪90年代中期,通过吸取加拿大、美国和北欧地区利用热泵的经验教训,英国的地热热泵开始缓慢发展。他们利用很长时间确定合理的技术来适用于本国的住宅材料,以及克服英国特有的各种问题。另外的一个难题就是英国的地质条件复杂。
过去的两年时间里,热泵已经被公认在几个英国政策里扮演着重要的角色,例如供热保障程序、可再生能源以及能源效率目标。
在英国,很少人知道其实热泵系统比起传统的那些系统可以大量减少二氧化碳的排放。利用英国电网的地热热泵系统将会立刻减少40%~60%的二氧化碳排放量。随着英国电网在将来几年变得越来越清洁,长寿热泵的排放量也会进一步下降。建筑师和发展商发现新的建筑评价标准正开始考虑二氧化碳这个新参数。
从非常小的起步,目前地热热泵系统已经出现在整个英国,从苏格兰到Cornwall。私人建筑家、房地产商和建筑协会现都成为这些系统的消费者。室内安装热泵系统一般在25kW到2.5kW之间,主要选择各种水对水和水对空气的热泵,安装在几种不同地质条件的地区。
最近宣称有拨款计划(清洁天空项目)会帮助建立该项技术的部门鉴定,会建立可信的安装队伍、技术标准以及适用于英国室内的热泵。随着去年英国主要的用户发起了热泵安装发展到1000家的活动,希望对于该项技术的兴趣能够快速增长,同时希望在将来几年能够大量涌现出室内地热热泵安装的成功案例。
另一个利用地热热泵的重要领域就是供暖和制冷都需要的商业和公共建筑。2002年国际能源协会热泵中心安排了首批国家级研究,对热泵可能减少二氧化碳的排放量进行研究(IEA,2002)。其中第一个就是在英国展开的,研究结论是热泵系统应用于办公室和小商店效果最好。第一个不在室内安装的热泵仅25kW,是在Scilly的Isles的健康中心。这个系统在接下来的2000年到今天得到迅速发展,设备尺寸和型号目前已经达到300kW。
热泵的利用已经发展到学校、单层或者多层的办公楼和展览中心。显著的一个例子就是Derbyshire的国家森林展览中心、Chesterfield、Nottingham、Croydon地区的办公楼以及Cornwall的Tolvaddon能源公园。一个大型的系统已经在Peterborough地区的新宜家销售中心进行安装。这些系统的安装采用了各种各样的类型,有简单利用地板供暖的,反循环热泵供暖和制冷的,也有复杂的整合机组同时进行供暖和制冷的。单独的或者是混合的配置都已经被采用,包括利用大型地下水平循环和其他相互联系的钻孔网。
10 瑞典的地热热泵
20世纪80年代初期,地热热泵在瑞典开始盛行。到1985年,已有50000台热泵机组被安装。随后较低的能源价格和技术质量问题使热泵市场萎缩,在接下来的10年里,平均每年安装2000个热泵机组。1995年,由于瑞典政府的支持和补贴,公众对地热热泵的兴趣开始增强。根据占住宅销售市场约90%的瑞典热泵机构(SVEP)统计的销售数据显示,2001年和2002年大约有27000个热泵机组被安装(见图8)。因此,安装的机组数量估计达到200000台。
目前,热泵是瑞典小型住宅区最流行的采用液体循环的供暖方式,由于当前的油价,它替代了烧油;由于电费高昂,它又替代了电;由于方便而替代了木炭火炉。直接利用电加热的发展速度已相当减慢。除了住宅方面,还有一些大型的系统安装(包括闭路和开路循环)用于区域供暖网。所有热泵机组平均输出的热能估计大约10kW。
瑞典地热热泵的安装通常建议占标称负荷的60%,即每年大约3500~4000个小时满负荷运行。整合在热泵里的电加热器提供剩余的负荷,有将热泵负荷增加到80%~90%的趋势。大约80%的热泵采用的是垂直类型(钻孔类型)。在住宅里,钻孔的平均深度大约125m,水平类型平均循环长度大约350m。开式、充满地下水的单U型管(树脂管,直径40mm,压力正常6.3bar)几乎用于所有的热泵安装。当热量需要被回灌入地下时,双U型管有时候被采用。热反应测试已经显示自然对流在充满地下水的钻孔中比填满砂(砾石)的钻孔热交换更强烈。地源热泵的盛行已经使人们逐渐关注相邻钻孔之间长期热影响的问题。
图8 每年瑞典热泵销售数量对比图
用于客户住所的大型系统正在变得越来越流行。用来制冷的垂直式安装正在占据市场,但在住宅方面仍然没有引起人们的兴趣。在商业和工业上制冷的需求为地热热泵打开了一个崭新的市场。
热泵技术上的发展有由涡轮式压缩机逐渐代替活塞式压缩机的趋势,它的优点是运行平稳、设计简洁。另外人们对各种容量控制也产生了兴趣,例如在同一个机组里分别安装一个小型压缩机和一个大型压缩机,夏天,生活热水可以通过小型压缩机来供给。绝大多数进口的热泵利用的工质是R410A。瑞典生产商仍然利用的是R407C,但有向R410A转变的趋势,还有的对丙烷也感兴趣。目前正在研究利用极少量的工质来组建热泵。一些生产商通过利用废气和土壤作为热源的热泵抢占市场。废气可以被用来预加热从钻孔开采出来的热运移流体,或者热泵闲置时灌入地下。
在大型钻孔型热泵系统里,为了确保系统长期运行,不得不考虑地下热能的平衡。如果主要是满足热负荷,则在夏天必须向地下回灌热能。自然界的可再生能源,如室外空气、地表水和太阳能都应该被考虑。在Nasby公园,在建筑物下面安装了一套系统,施工了48个200m深的钻孔,利用400kW的一个热泵基本提供热负荷,每年运行6000个小时。夏天,从附近的湖引来的地表温水(15~20℃)通过钻孔灌入地下。
11 挪威的例子
在奥斯陆的Nydalen,180个基岩井将会是给一个接近20万m2的建筑进行供热和制冷的关键。这是欧洲这种类型的系统里最大的项目。
一个能量供应站将为Nydalen的这个建筑供暖和制冷。通过利用热泵和地热井,热能既可以从地下采集,也可以将能量储存地下。夏天,但有制冷需要时,热能可以灌入地下。基岩的温度可以从平常的8℃上升到25℃。在冬天,热能可以用来供暖。供暖的输出功率是9MW,而制冷是7.5MW。与电、石油和天然气供暖相比,每年供暖的成本可以减少60%~70%。供暖和制冷的联合调用确保了能量站的高效利用。
这个项目最独特的地方是地热能量储藏。这里的180个井,每个都深200m,可以提供4~10kW能量。整个储热基岩的体积是180万m3,主要在建筑物的下面。塑料管形成封闭环路,用来传递热能。
该项目总投资是6千万挪威克朗(相当于750万欧元)。这比起传统方式(即没有能量井和收集装置)多投资1700万挪威克朗。然而,每年购买的能量减少约400万挪威克朗,项目还是有利润的。这个项目由政府实体Enova SF和奥斯陆能源基金拨款支持了1100万挪威克朗。
能量站按计划在2003年4月开始建设,包括施工一半的基岩井。剩下的井可能安排在2004年的建设中。
该项目的细节可以在项目组www.avantor.no和热能储存www.geoenergi.no两个网站上查询。
结论
地热热泵是一个刚兴起的技术,有能力利用地下巨大的可再生贮存能量,提供高效率的供暖和制冷。它们正逐渐被认为是替代化石燃料的一种选择,在许多国家,它们在对建筑进行供暖和制冷时可以极大地减少二氧化碳的总排放量。相信安装热泵系统的数量和国家都会快速增长起来。
参考文献(略)
000千瓦。 位于澳洲新南威尔斯中部的Drop Hydro 发电厂,于2002年投产,装机容量为2
000千瓦。 位于美国佛蒙特州百灵顿的生物质能(以树木为燃料)发电厂,于1984年投产,装机容量为50
000千瓦。 可再生能源在本港的应用实例 在中国香港应用太阳能已有20多年历史,只是规模较小,应用范围亦主要为供应热水。 太阳能热水器 图片参考:heh/NR/rdonlyres/06F7F080-28C4-4C2E-8CE4-2A79C1E8A6BA/0/renewable_04 图片参考:heh/NR/rdonlyres/0795C14B-4B2B-44DE-8353-EAF892F67DED/0/renewable_04_mo 现时安装地点多见于新界地区的低密度住宅,而最大型的太阳能热水系统则安装于上水屠房。 太阳能光伏板系统 图片参考:heh/NR/rdonlyres/321EA6A4-6096-4BE8-9929-15E9CE514575/0/renewable_06 图片参考:heh/NR/rdonlyres/0401E04E-5892-49F3-928A-CE03E8CF067B/0/renewable_06_mo 一些 *** 及私人项目都有安装太阳能光伏板系统,这些系统可接入电网内,包括湾仔 *** 大楼,位于启德的机电工程署总部及沙田的科学园。 风能 图片参考:heh/NR/rdonlyres/7F79A386-56C2-49D0-9F89-764C53D4E564/0/renewable_05 图片参考:heh/NR/rdonlyres/73F9EB21-16C2-4549-B30A-74816F24E606/0/renewable_05_mo 2006年初,中国香港电灯有限公司兴建的全港第一台具商业规模的风力发电机落成启用,为本港的电力发展史揭开新一页。这台发电机的容量为八百千瓦。 可再生能源的优点 图片参考:heh/NR/rdonlyres/B25F8B19-113F-45E5-8E96-E3DFF3CAD34C/0/renewable_07 图片参考:heh/NR/rdonlyres/4D66F35A-3064-48EE-966C-A0B01185476B/0/renewable_07_mo 保护环境 洁净,不会排放有害物质。 用之不竭 可以不停地补给,不但不会像化石燃料般会有耗尽的一天,亦不会消耗地球上的任何其他资源。 不需燃料 从大自然中取得,可以直接用来产生能源或电力。 可再生能源面对的挑战 图片参考:heh/NR/rdonlyres/5312F450-0D9B-4B7E-9B1A-4B2A0B1821E4/0/renewable_08 图片参考:heh/NR/rdonlyres/5B26464F-1672-4A0E-BBE0-53692D13AB1C/0/renewable_08_mo 难以预测,供应不稳 风能需要充足的风力,而太阳能亦只能在天朗气清和阳光普照下有效使用。 部份项目需要大片土地 例如,一个可以生产4亿度电(约中国香港全年用电量的百分之一)的风力发电场,需要约4000公顷土地。 建造成本高于传统发电项目 可再生能源的成本效益不及传统能源项目,因其投资较高,但使用率低。
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。 大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。 随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。 太阳能地热能水能风能生物质能 历史 所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。ca va 生物能bonjour 木材 柴是最早使用的能源,透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。 动物牵动 传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。 水能 磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。此外,一些沿海的国家的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。 风能 人类已经使用了风力几百年了。如帆船。 太阳能 图片参考:upload.wikimedia/ *** /mons/thumb/4/4a/Commons-logo.svg/30px-Commons-logo.svg 维基共享资源中相关的多媒体资源: 可再生能源 2个分类: 科学技术小作品 | 能源 图片参考:tbn0.google/images?q=tbn:NKgDiGqlm63HKMwaterheating/uploadfile/getpic/2006-7/2006725218321591 ... 能源利用效率和发展可再生能源,如 ... 400 x 300 - 11k - wwfchina二、在发电领域内几种主要的可再生能源 ... 390 x 294 - 55k - scitech.people... 各显神通的新能源~~~ 321 x 236 - 24k - ceclub电网企业根据可再生能源发电项目建设 ... 250 x 400 - 66k - sast[行业法规] 可再生能源促进… 600 x 400 - 51k - waterheating 图片参考:tbn0.google/images?q=tbn:Jnz2Mhp2pdBu6Mndrcredp/images/logo_cresp 10月12日,《中国可再生能源从业指南》 ... 500 x 379 - 54k - au.china-embassy学者们认为,开发和使用可再生能源对全 ... 500 x 375 - 44k bioindustry从长远来看,可再生能源将是未来人类的 ... 473 x 297 - 29k - chinasolar2002年世界可再生能源供应 580 x 317 - 32k - un可再生能源规模化发展项目 493 x 283 - 20k - ndrcredp 图片参考:tbn0.google/images?q=tbn:JCjO5_3DWG1OYMgreenlifemtl.files.wordpress/2007/09/windpower1 10月24日,2006长城世界可再生能源论坛 ... 400 x 300 - 65k - zjkhl.heagri附:美国可再生能源实验室简介 400 x 300 - 69k - cwera.cma... 其它能源(LPG、干气和可再生能源 ... 671 x 379 - 73k - bjpc可再生能源再生巨大商机 320 x 212 - 10k - lifeweek虽然我们已经拥有发展可再生能源的 ... 1351 x 1200 - 95k - greenlifemtl.files.wordpress 图片参考:tbn0.google/images?q=tbn:vSMcw8Fz9WCU4Mce/cysc/ny/xny/200711/14/W020071114503610505779 林木生物质能源林业发展的新契机(图) 400 x 281 - 45k - xh.chinaxh我国可再生能源步入快速发展期 500 x 334 - 110k - big5.xinhua可再生能源,是指从自然界中获取的、 ... 400 x 330 - 16k - dfdjw我国积极推动可再生能源与新能源国际 ... 500 x 336 - 35k - big5.ce我国积极推动可再生能源与新能源国际 ... 500 x 336 - 52k - big5.ce 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下一页
参考: myself
可再生能源是从自然取得的能源,并且基本上是取之不竭的。可再生能源也被称为清洁能源或绿色能源,这是因为它不污染环境。可再生能源的例子有太阳能,风能,水能,生物量能和地热能。 1)太阳能 是从太阳直接而来强大的能源。太阳能板由半导体制成,可以吸收阳光,然后再把太阳能转化成电力,供我们日常使用。太阳能电池板正好是用光电效应原理于电力生产上。阳光照射到金属的表面上时,部份光子会击中金属原子,光子的部份能量转化为提升原子外层电子的位能,使该电子从原子中游离出来,另一部份能量则转化为该电子从原子中飞脱出来的动能。游离出来的电子具有负电场,在导体之内形成负电压,故此会流向电位相对较高(又即负值较低)的区域,若能够适当地将之加以调控,即可以做成供人类应用的电能。 2)风能 严格来说,风能来自太阳能。 简单来说,风的成因,是太阳照射地面受热,在其上的空气受热而产生对流作用。这种对流就是空气的流动,也就是「风」。 由于地球与太阳相对运动的结果,使地球上不同纬度、不同地形﹝高度﹞的地方,产生季节及日夜的温度变化,而气流之流动又受各地方温度、气压、地形的影响,因此各地方的风向、风速均时时在变。 风力发电的原理,简单来说是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。 3)水力发电 用水力进行发电,是以人工方法,利用堤坝将河流截断,流水因堤坝阻挡,因而蓄集于堤坝后面,蓄集的水位因不增加的流水而使水位不断升高,直至堤坝的高度极限。当水位上升,水储存了水流的能量,以位能形态存在。每逢堤坝的活门开启,水便从高处泻下,以高速冲击水轮机,带动水轮机和发电机的旋转, 从而产生电力。 因此,一般在水电站的上游,建造拦河坝和蓄水库,积蓄水量,提高落差(水头)。 4)生物质能 燃烧柴薪、农作物残渣或畜牲粪便等有机物便可直接取得热能;另外,把这些有机物发酵,产生的沼气也是一种能量,这些都称为生物能。除了动物粪便和植物,我们亦可收集垃圾堆填区的沼气,用作发电燃料。现在本港堆填区所用的沼气发电装置,可为整个堆填区提供电力。 其实全球有好多再生能源
不过比较普遍既有太阳能
风能
潮汐能和波浪能
地热能等等既再生能源。 如果你想知详细既资料
你可以到以下既网站
参考: kws.edu/energy/renewable
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。 大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。 随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。 太阳能 地热能 水能 风能 生物质能
可再生能源有太阳能、生物能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能、核能等。
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要内是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物容通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
扩展资料:可再生能源的特点:
可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下,能持续再生更新、繁衍增长,保持或扩大其储量,依靠种源而再生。
一旦种源消失,该资源就不能再生,从而要求科学的合理利用和保护物种种源,才可能再生,才可能“取之不尽,用之不竭”。土壤属可再生资源,是因为土壤肥力可以通过人工措施和自然过程而不断更新。
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
参考资料:百度百科-可再生能源
300块单晶矽光伏板组成一个光伏阵列,光伏板的总覆盖面积约3
180平方米。目前中国香港最大的太阳能光伏系统位于南丫岛发电站,这个系统于2010年7月开始运作,该系统的设计发电容量为550千瓦,并由5
500块薄膜光伏板构成,预期每年可产生电力620
000千瓦时,这个系统不仅是目前中国香港最大的光伏系统,它还是中国香港第一个大规模应用非晶矽薄膜技术的系统。第一个作商业用途的光伏/风能复合发电站正在建设之中,该系统是位于伙头坟洲(又称晨曦岛),总发电量为200kW,预计于2011年开始运作。energyland.emsd/tc/energy/energy_use/application
环保建筑相关的的技术和产品主要包括:低能耗高能效的建材、先进的绝热技术、充分考虑遮阳和日光利用的高性能集成窗系统、建筑气密性的处理、新能源和可再生能源系统的使用、高能效设备和用具的使用、区域热电冷联产技术等。
环保建筑的优点之一就是节能,建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。