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基础能源

核能

传统意义上的核能虽然能量密度高但发电效率较低,磁流体发电技术发电效率较高,现在将两种发电方式结合起来形成闭环磁流体发电系统。

将磁流体环绕核反应堆,将其加热至电离温度使得流体电离,并高速穿过磁场,利用霍尔效应来进行发电。根据相关数据可得,其产生电能为4.513MW,最终可用电能2.76MW,发电效率达到55.2%。我们采用上图所示系统,即只需保证核反应堆的热功率为4.993MW及以上,我国研制的低温核供热裂变反应堆就能满足需求。当条件具备,我们发出的最大电功率为2.76MW。经过用电量核算,我们发现只需要将最大电功率调至40.6901KW即能满足要求,而调节电功率可以通过调节反应堆镉棒深度来调节其热功率从而影响磁流体发电功率。简单的说,我们项目在核算时以核能发电功率为40.6901KW校核,但其经过调整能够达到的最大发电功率依旧是2.76MW。

关于超高温堆芯设计,使用相关文献介绍的基于耐高温CERMET燃料的可用于高温气体闭环磁流体发电系统。目前该燃料在3000K以上理论上能有10年的寿命,但是我们现在磁流体核能发电堆芯温度小于2000K,所以理论上的寿命应该要大于10年。

关于核废料的处理,采用日立(Hitachi)与MIT、密歇根大学以及加州大学伯克利分析合作设计的新型反应堆,能使用超铀核废料作为燃料。

太阳能

由于太阳能能源形势不稳定,且能源利用率较低,故不将其作为主要能源形势。在城市中,对太阳能的利用仅作为一小部分核能的替代,同时提供更丰富的能源形式。

查阅资料,蓬莱市地区年平均太阳能辐射量为5000MJ/m2,单位面积的太阳能辐射功率为168.06W/m2。城市对于太阳能的利用方式主要为在楼层顶部布置太阳能收集装置,总面积为6000平方米。通过太阳能的梯级利用与化石燃料(即甲醇)-低品位太阳热能之间的“品味杠杆”效应,系统太阳能净发电效率可以达到43%(优化条件下达到52%),这里取45%。但考虑到有效光照以及天气等影响,这里取15%。

同时,使用平板太阳能热水器,全紫铜板芯镀铬层或镀钛层,高吸热率,低反射率,高效导热介质,全铜管闭合介质循环,盘管设计,充分提高了换热效率。平板太阳能水箱特有的注压聚氨酯发泡保温层(不含CFC),高密度,无污染,持久隔热,保温效果更持久,集热器采用先进的保温材料,尽可能的防止散热。温差循环,全自动控制,阴雨天时,通过控制器实现辅助能源进行补充热能,保持水温。

潮汐能

从下表可知山东省整体的潮汐能理论可开发资源有124.2MW,根据右图所示潮汐能的年发电量约为17.78GWh,根据估算,我们建立一个可保证生活用电的潮汐能发电站,年发电量约为1.4997*10-4GWh,远小于理论可开发量,因此可以认为蓬莱地区的潮汐能足够供应整个城镇的发电需要。经过换算后可知整个发电站的发电功率约为17.12kW。


2021-12-23 15:06:10
云端筑梦师