能源结构

采用能源中心集中式能源加分布式能源的形式，多种能量形式入太阳能、风能、地热能、生物质能相结合的方式进行供能。集中式加分布式的能源供给方式，有利于提升能源供给的稳定性同时减少由于能源输送的消耗。多种能源形式结合同样丰富了我们的能源结构，既有不稳定能源也有相对稳定的能源，并且都属于清洁可再生的能源。当然，为了因应对恶劣的天气情况，我们还有强大的能源储存系统。

风能

云南下关全年平均有效风功率密度98.9W/m²属于风能可利用区，10m高平均风速在3.7~4.4m/s间，适用小型风力发电机（1KW级）并进行分布式能源供应；40/50m高平均风速>4.9m/s，适用中型风力发电机（10kW级）并进行集中式供应。30年一遇最大风速在18.4~20m/s间，少见对风机具有破坏性的大风，只需选择弱压型风电机。

终上所述，我们选用1KW小型垂直轴风机。其高度3.2m，转动直径1.8m，扫风面积5.76㎡，切入风速3.5m/s，低噪音，发电能力强，适用于各地点和设施。

能源中心：最大的风能利用中心

高度10m处下关全年平均有效风功率密度98.9W/m²，有效风速可利用小时为676.5h。我们设计的能源中心是小型风机与摩天轮的结合。计算得年发电量为116.4千瓦时。

摩天轮上设有24个无人机基地，可供无人机停靠、充电等。无人机可用于投放快递，为居民提供送货上门服务。摩天轮的辐条上从外到内分布着三对大中小的风机，每队风机由一根轴连接，垂直地安装在摩天轮的辐条上。

太阳能

根据solar resource map，我们所选地区的太阳能利用潜力是1350KWh/KWp每年，按照下关的日照水平，每1平方米布置243.69W光伏系统，年发电量为1350X0.24369KW=328. 988KWh。

在工业区，垂直城堡，居住区都有太阳能板的铺设（屋顶，路灯），总铺设面积可达到3000平方米，年发电量98.7万KWh，考虑建筑铺设太阳能板的角度问题，我们折算成80万KWh。

而太阳能板还将铺设在道路上进行道路太阳能发电，每个全尺寸六边形面板的尺寸为4平方英尺，因此每条车道英里使用12英尺宽的车道将有15,840个面板。如果这些中的每四个在六个月内产生52397Wh，那么相同的四个理论上每年产生104,794Wh。那是每年26.1985kWh。乘以15,840个面板，每条车道每英里将产生414.984MWh。这只有69％的太阳能电池覆盖率。覆盖率为100％，每通道英里每年输出为601.426MWh。按两通道1Km算，每年道路发电量约60万千瓦时。

生物质能

主要用藻类制造生物燃料

垂直农场里主要是螺旋藻、小球藻、盐藻、栅藻、雨生红球藻 等微藻的养殖。

藻类，尤其微藻，能有效利用太阳能，将 H2O、CO2 和无机盐转化为有机资源，在能量转化和碳循环中十分重要。

一些蓝藻和绿藻能在特定条件下通过光合作用产氢;另一些微藻能将光合产物转化成油脂储存在细胞质中，该油脂与高等植物油相似，都属甘油三酯(TAG，又称中性脂，油脂)，可加工转化为含硫量、黏度及熔点较低的酯类，如脂肪酸甲酯(C14—C22)，即生物柴油。

地热能

我们选择的地区属于1，是过热水及高温热水区，具有丰富的地热资源。

地下水源热泵系统：将地下恒温含水层作为储能层，把浅层地下 水作为能量载体，通过抽取、回灌地下水，实现地 下水与建筑物之间能量的转移，满足建筑物供暖 或制冷的需求。

电网技术

1）光伏发电并网

分为独立光伏发电系统与并网光伏发电系统。白天发出电量除了满足自身需要,还可作为“绿色电力”将并入电网或是存入储能装置,晚上则从电网购电。

2）风能发电并网

结构如图。

能源储存装置

采用全钒液流储能电池系统通常又被称为氧化还原液流储能系统。

选择原因：活性物质寿命长，可靠性高，电池部件材料便宜易得，性能稳定，且易于回收，不造成环境污染，系统封闭运行基本无污染和噪音。

普能公司产品：VRB-ESS®储能系统的一个显著优势是它的模块性，系统的功率组件与容量组件可以独立设计。VRB-ESS®系统的额定功率由电堆的数量决定而储电容量则由电解液的体积决定。如果一套系统需要较高的额定功率或者额外的储电容量，那么简单地增加电堆数量或者添加电解液就可以解决了。

生活，工业，农业，能源中心各设置一套25MW/100MWh的储能单元，总储能量可达400MWh，可供两个半月的能源消耗。