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能源区

3.1能源结构

       以水能、太阳能为主,生物质能、风能为辅。

水能:在新安江支流下游河道较窄处建立小型大坝,采用川流式发电。

太阳能:在居民区建筑顶部或侧部装备太阳能发电板;在绿道路灯装太阳能薄膜。

生物质能:建沼气池。

风能:在一些独立的装饰性建筑上装集风装置。

能源形式占比计算:

1、水能计算:

𝐍=𝟗.𝟖𝟏𝛈𝐐𝑯净=𝑨𝑸𝑯净=𝟕×𝟏𝟖.𝟑×𝟏/𝟔×𝟕=𝟏𝟒𝟗.𝟒𝟓𝒌𝒘 

年发电量:

149.45×𝟐4×𝟑𝟔𝟓=𝟏𝟑𝟎.𝟗𝟏𝟖𝟐万kw·h

2、太阳能计算:

  这两种能源形式占比约为90%,其余能源形式占10%。年提供总能量为1798754.11kw·h,水能约占72.78%,为1309182 kw·h;太阳能约占17.22%,为309696.7 kw·h;其余能量形式约占10%,为179875.41 kw·h。

3.2水能

选用水能的依据:

1、选址在新安江支流上,有充足的水力资源;

2、现实中已有在新安江上建立水力发电站的经验和事实,证明在新安江上建立水力发电站是现实可行的;

3、水能是可再生能源,且现在的利用开发技术较为成熟,且能够提供大量的能量。

       采用川流式水力发电:也称作径流式水电,为一种虽借由水力但仅需要少量的水或不需储存大量的水来进行发电的水力发电形式。川流式水力发电几乎完全不需要水的储存,或仅需要兴建极小的储水设施,而在兴建小型储水设施时,这种储水设施便被称为调整池或是前池。由于没有大型储水设施的建置,川流式发电对于引用水源的季节性水量变化十分敏感,因此川流式发电厂通常被定义为间歇性的电力来源。而如果川流式发电厂中建置一座可在任何时间调节水流量的调整池,将可作为一座调峰电厂或是基载电厂。

       川流式发电被认为是最理想于维持发电厂所在溪流最小的流量或调节湖泊或水库注入来源的上游水量。这类型的水力发电模式,通常会在发电厂所在溪流的上游兴建一座小型水坝,以利于有足够的水流量可进行发电,然后透过进水口、导水路,再进入压力钢管,将水以位能转换动能向下冲入位在较低海拔高度的水轮机,水流进入水轮机后旋转带动发电机发电,后由尾水管吸出,最终排出发电厂相较于没有调整池或前池的川流式发电厂,部分拥有调整池的发电厂会将每日发电负载需求的水量储存于此。一般状况下,川流式发电厂会利用上游的小型水坝截流住部分,或是大部分河川中的溪水(最高年平均流量的95%)并引导至发电厂,然后水透过水轮机转动发电后,会再度排放至该条河川的下游。

3.3太阳能

一、太阳能薄膜技术

      薄膜太阳电池的主要优点有:质量小、厚度极薄(几个微米)、可弯曲、制造工艺简单等。

      传统晶体硅太阳电池由于由硅组成,电池主要部分易碎,易产生隐形裂纹,大多有一层钢化玻璃作为防护,造成重量大,携带不便,抗震能力差,造价高,效率或多或少降低。薄膜太阳电池克服了上述缺点,前些年由于技术落后,薄膜太阳电池的光电转化效率并没有传统晶体硅电池转化效率高。薄膜太阳电池的转化效率之提升是太阳能科技界正在不断研究的主方向。截止2015年年中,实验室中碲化镉薄膜太阳电池的光电转化效率已达21.5%。First Solar公司是全球最大的碲化镉太阳能电池组件生厂商,其计划在2015年内实现相关组件的效率达到16%。目前,铜铟镓硒薄膜太阳电池的效率也超过21%,相关组件的效率也将达到15%。

       当前已经实现商业化的薄膜太阳电池主要有:碲化镉薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、 非晶体硅薄膜太阳电池。

二、太阳能电板

       太阳能电池板(Solar panel)是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”,但因制作成本较大,以至于它普遍地使用还有一定的局限。相对于普通电池和可循环充电电池来说,太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。

3.4风能
    压电薄膜技术
原理:当你拉伸或弯曲一片压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜(压电薄膜),薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号(电荷或电压),并且同拉伸或弯曲的形变成比例。一般的压电材料都对压力敏感,但对于压电薄膜来说,在纵向施加一个很小的力时,横向上会产生很大的应力,而如果对薄膜大面积施加同样的力时,产生的应力会小很多。因此,压电薄膜对动态应力非常敏感,28μm厚的PVDF的灵敏度典型值为10~15mV/微应变(长度的百万分率变化)。
使用‘动态应力’这个术语是因为形变产生的电荷会从与薄膜连接的电路流失,所以压电薄膜并不能探测静态应力。当需要探测不同水平的预应力时,这反而成为压电薄膜的优势所在。薄膜只感受到应力的变化量,最低响应频率可达0.1Hz。
特点:压电薄膜很薄,质轻,非常柔软,可以无源工作,因此可以广泛应用于医用传感器,尤其是需要探测细微的信号时。显然,该材料的特点在供电受限的情况下尤为突出(在某些结构中,甚至还可以产生少量的能量)。而且压电薄膜极其耐用,可以经受数百万次的弯曲和振动。

3.5生物质能

       来源:生活垃圾、秸秆、地下化粪和微藻资源。

        处理收集方式:垃圾处理:采用真空式管道垃圾搬运收集系统;这种收集系统通过设在每层每户到垃圾处理站的真空式管道(利用负压),垃圾直接通过管道集中在垃圾处理站,进行统一分类处理。由于垃圾直接在封闭的管道中运输,实现了高效率的垃圾处理,避免了可能出现的垃圾异味和市容不整洁等情况。

       生活垃圾、秸秆等:采用太阳能恒温地上沼气池(考虑到太阳能集热器的高效集热温度高于沼气池的常温发酵温度和常规地下式户用沼气池发酵温度低、产气量少、产气率低、出料不便等的特点)

       沼液:培养微藻资源。微藻作为一种生物质资源,与其他能源植物相比,具有生长速度快,产品附加值高,适应性强等优点。沼液中富含的N、P等营养成分可以较好地满足微藻生长的需要,利用沼液培养微藻不仅节约微藻的生产成本,而且还可以净化沼液中的污染物,具有良好的社会效益和经济效益。

3.6储能蓄能装置

(1)基本原理

       电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电。

(2)特点

* 属于大规模、集中式能量储存,技术相当成熟,可用于电网的能量管理和调峰;

* 效率一般约为 65%~75% ,最高可达80%~85%;

* 负荷响应速度快(10%负荷变化需10秒钟),从全停到满载发电约5分钟,从全停到满载抽水约1分钟;

* 具有日调节能力,适合于配合核电站、大规模风力发电、超大规模太阳能光伏发电。

(3)应用

      目前,抽水蓄能机组在一个国家总装机容量中所占比重的世界平均水平为3%左右。截至2012年底,全世界储能装置总容量为128GW,其中抽水蓄能为127GW,占99%。截至2012年年底,我国共有抽水蓄能电站34座,其中,投运26座,投运容量2064.5万千瓦约占全国总装机容量11.4亿千瓦的1.8% 。(另在建8座,在建容量894万千瓦)。

3.7管道系统

      通过建立地埋式电网系统、垃圾处理管道系统、下水道系统,给世界供能以及处理废物,类比于花的根系吸收养分以及传输物质。

3.8耗电量计算

      由萧山区2017年用电量估算:

萧山区2017年238.07万总人口,年用电量178.39亿度,年供水量32420万立方米

估算得100人年用电量749317度,年用水量1.36万立方米。

2022-06-02 16:15:25
2的3次方