能源·太阳能风能
一、太阳能
1.概览
本世界采用III-V 型六结结构的太阳能电池，每个结点都经过专门设计，由六种不同类型的光敏层组成，可以捕获来自太阳光谱中特定部分的光。通过现代工程和纳米技术，该装置总共包含约 140 层不同 III-V 材料层，以支持这些连接点的性能。根据美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究，该电池在在正常的太阳光照下转换效率可达 39.2%。III-V太阳能电池本身是薄膜形式的，通常只有几微米厚。
下图为6结叠层电池的一种结构。
根据solargis数据，哈尔滨水平总辐射为每年1390.2kwh/m2，预计铺设11000平方米太阳能板，则年光伏发电总量为：1390.2*11000*0,392=599.45万kwh
太阳能板分别铺设于：居住区的顶部，5000平方米；农商区的顶部，5000平方米，文教区顶部，1000平方米。
太阳能发电产生的富余电能则集中于各区域锂电池储存。锂电池的制造基本不会产生污染。
太阳能电池板的使用寿命定为30年，在30年后可以进行回收利用，重铸太阳能板。设置维修人员4人对太阳能板进行定期检查。每个月完成一次全体检查。具体检修方案见第三篇论文链接。
2.创意设计
利用光电池可以让我们的设计更加智能化。如，在公共空间内设置加湿器，利用光电池进行供电。当湿敏传感器监测到室内湿度过低时，会启动加湿器进行加湿。在河边设置由太阳能电池板构成的遮阳伞，收集太阳能转换为电能储存起来，可以给人们的手机、电脑等充电。
毫无疑问，本世界的路灯也是采用光电转化的方式存储能量。花瓣形状的路灯就像我们标志上的雪花，也寓意着美好和希望。
3.光伏光热相结合
本世界文教区与居民区的冬季供暖采用光热转化与电热转化相结合的方式。我们采用太阳能光伏光热空气源热泵供能系统，能更好的利用太阳能与光伏发电产生的热量。空气源热泵与太阳能光伏光热系统采用并联方式分别向蓄热水箱供热，待蓄热水箱用户侧出水温度达到要求时，开启供暖循环泵向集装箱房供暖。光伏发电可满足系统自用，不考虑外部供电。运用这套系统之后，产生的能源可增加8. 35%。
III-V 型六结结构的太阳能电池
检修
储能
光热转化
二、风能
1.传统水平轴风力发电装置的缺点：
（1）占用了大片的土地，装置过于庞大，会一定程度上影响城市的美观。
（2）发电效率不稳定，在风较小时，可能会无法利用。另外，不能够利用各个方向的风。
（3）维护成本极高，
（4）会对鸟类的飞行，迁徙及生活带来极大的影响。不符合环保，与自然和谐共生的理念。
（5）产生的噪声，巨大的电磁辐射会对居民的健康造成很大影响。
2.我们世界采用的两种创新性风力发电设备：
一、风力发电树：
优点：
（1）所占空间小。
（2）不会产生噪音，对鸟类及居民的影响较小。
（3）可以接受微小的风，各个方向的风，提高了风能利用效率。
（4）美观，可以装点城市面貌。
大小：本产品的高度大约为7米。
产能：根据网上的数据显示预计一颗树可以年产能13500千瓦时电。可以在道路旁，湖边，楼房旁的空地建造。预计建造200台。
预计年总发电量为270万千瓦时。
二、垂直轴风力发电机：
优点：
（1）结构简单，安装方便，成本及维护成本较低。
（2）没有地形限制，可以应用在城市，及郊区等有风的地方。
（3）可以接收来自各个方向的风。提高风力利用效率。
该产品的大小为直径3.6米，高度2.4米。额定功率可达到5000W，启动风速为2m/s,比起传统的风力发电机更加容易启动，对风能的利用率会更高。
本世界计划在主世界的屋顶边沿上建造130台该垂直轴风力发电机，按照至少平均1000W的功率计算，一年可以产生的电量也大约为130万千瓦时。
检修方式：
创新技术：
（1）永磁悬浮，降低阻力：采用无铁芯盘式发电机，利用永磁悬浮原理，将风轮悬浮起来，消除了固定轴承的所受承载力，有效的减少了风机力矩，降低了风机的启动风速和切入发电风速，提高整体发电量。
（2）采用变速恒频( variable speed constant frequency， VSCF) 风力发电系统。VSCF 风电系统风力机的转 速可变化，当风速改变时，可适时地调节风力机转速， 使之保持最佳状态，风能利用系数 Cp 接近或达到最 佳，可实现对风能最大限度地捕获，由此优化了机组 的运行条件，系统的发电效率也大为提高。
（3）采用变桨距调节型。这种类型风力机组加装了叶片桨距调节机构，可使桨距角随风速改变而变化，改善了机组的功率输出特性及启动性能。运行时，改变桨距角对转速进行调节。若机组输出功率低于额定功率，桨距角通常维持为0，不进行任何控制; 当高于额定功率时，变桨距调节改变桨距角，使输出功率维持恒定，避免风速过大影响机组的安全运行。变桨距调节可减小桨叶承受的应力，节约叶片制造材料，有效降低机组的重量，延长了机组使用寿命，提高了系统运行性能，但使机组结构的复杂性有所增加。
3.总产电量：130+270=400万千瓦时
4.所用立方：
（1）风力发电树：一台风力发电树树叶部分高4米直径6米，树干直径1米高3米，所占立方为4*（3.14*3*3）+3*（3.14*0.5*0.5）=115.395，约为115立方，200台所占立方为23000立方。
（2）垂直轴风力发电机：一台垂直轴风力发电机直径3.6米、高2.4米，所占立方为2.4*（1.8*1.8*3.14）=24.41，约为25立方，130台所占立方为3250立方。
总计为3250+23000=26250立方。
图片来源：垂直轴磁 悬浮H型5000W 风力发电机微风启动路灯监控风光互补 (1688.com)