能量计算
1、发电系统
风能:
通过Global wind atlas.网站查询到西沙永兴岛50米高度的风功率密度位375W/m2。我们建筑中央风机的垂直迎风面积为50*20=1000m2,我们风机的实际效率为25%,则风机的实际功率为75000W=93.75kW。
波浪能:
拟用“CETO6”波浪能发电装置,单个装机容量为1000kW。“CETO6”项目已经于2016年开始设计开发,预计于2018年年底开始发电。
太阳能:
对于太阳能的利用,我们设想在建筑合适部位小范围铺设太阳能设施。同时太阳能以太阳能热泵中央热水系统为主的形式,为生活及工业区提供热能,而并非发电。
2、能耗
生活用电:查得中国人均用电为为每人每天10kw·h,我们以150人计算,换成为功率为62.5kW。
商业用电:商业用电估计为生活用电的1.5倍,为93.75kW。
工业用电:工业用电估计为生活用电的2.5倍,为156.3kW。
植物工厂:植物工厂我们选用的是日本Mirai公司推出的全LED照明植物工厂,能达到每平方米生产15kg的蔬菜,高度为6m,生产每千克蔬菜需要耗电仅为10.8度。生产主要蔬菜品种为小白菜、生菜、莴笋等。按每人每天摄入蔬菜1kg,150人一年需要54750kg蔬菜;植物工厂中成熟周期约为33~35天,故一年成熟收获约11次。每年耗电量为593928度电,换算为功率67.8kW。
管路水泵:预计管道中的大致流量约为40m3/h,选择IH卧式化工离心泵,型号为IH100-65J-200B,使用YB100L1-4三相异步电动机。参数具体为:流量44 m3/h,扬程9.7m,功率2.2kW,效率65%。选用15个泵,总耗功为P=33kW。一天以工作12个小时为基准,水泵日平均耗功为16.5kW。
3、储能装置:
主储能方式:超导磁储能系统
超导磁储能系统利用超导体制成的线圈储存磁场能量,功率输送时无需能源形式的转换,具有响应速度快,转换效率高、比容量比功率大等优点。目前,世界上1~5MJ的储能装置已形成产品,100MJ的设备已投入电网使用。
储能的方式主要目的一是改善能源结构,缓解能源时间分布不均的问题,二是用于建立紧急避难所的供能系统。
缺点是该系统储存需要创造一个低温环境,在能源短缺时需要其他的储能装置提供动力。故我们计划用一大一小两个超导磁储能系统相互辅助,输出时辅助储能系统为主储能系统提供低温环境,主储能系统一部分能量维持辅助储能系统。