景别运用在电影叙事中的作用

电影大师分析结课论文题目：景别运用在电影叙事中的作用

可再生能源发电相关研究

班级：电气125班学号：Z120801535 姓名：王鹏

摘要：面对日益严峻的环境和能源问题，可再生能源发电的研究和利用越来越多。可再生能源发电及其并网运行技术是电力市场发展方向。本文通过总结太阳能的热利用、风能利用和地源热泵在建筑中的应用方式及特点，分析了各种可再生能源在使用时存在的问题。随着可再生能源发电技术的快速发展，以风力和光伏发电为代表的新的发电及其并网方式不断涌现。

Abstract: in the face of the increasingly serious environmental and energy problems, of research and utilization of renewable energy generation more and more. Renewable energy generation and its parallel operation technology is electric power market development direction. In this paper, through summarizing the heat utilization of solar energy, wind energy and ground source heat pump application in the construction way and characteristics, analyzes the various problems existing in the renewable energy when use. With the rapid development of renewable energy power generation technology, represented by wind and photovoltaic power generation and new generation way.

一、可再生能源发电现状

在2006年1月1日，《中华人民共和国可再生能源法》正式开始实施。并强调可再生能源发展与保障能源供应、调整能源结构、消除贫困、保护环境、促进社会可持续发展的重要措施，进而从根本上保证了可再生能源发展的合理性与合法性。由于上述政策的支持和经济上的鼓励，中国可再生能源不断发展，并形成了一定的规模。可再生能源产业的形成和扩大，不仅意味着原有能源系统更新改造历程的开始。而且通过可再生能源的发展，还可为社会提供新的就业机会，并可带动相关产业的发展。粗略估计，现有的可再生能源产业，已为社会提供了100万~150万个就业机会，创造了数百亿元的产值，并且还为减轻能源开发利用对于环境的污染和生态的破坏做出了积极贡献。经粗略估算，在现有科技水平下，中国太阳能、风能、生物质能和水能等一年可以获得的资源量大约可相当于46亿吨标准煤，为2000年全年一次能源总消费量12．8亿吨标准煤的3．59倍。但目前小水电资源只开发了约1／3；太阳能的开发利用量还不到可开发量的l％。风能资源的开发利用量仅相当于可开发资源9／10000；生物质能开发最只有33l万吨标准煤，仅相当于可开发利用资源最的0．6％；地热能和海洋能的已开发利用量，相对于资源最来说就更是微不足道。

可再生能源发电包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、海洋能发电、地热能发电等。近年来，由于电力电子等相关技术的迅速发展，风能和太阳能得到了快速的发展。在太阳能发电领域，目前无论是光伏发电还是热发电，由于静态投资大，至少在目前仍属于政府投资范畴，例如：中科院在八达岭搞的1MW太阳能热发电项目，整体工程造价接近7000万元，折合每KW造价接近7万元，远远高于目前传统的燃煤、甚至燃油机组的投资，上网电价如果没有政府补贴，很难进行商业化推广。单台风力机组容量到达了5MW以上，并且能够并网供电。光伏电池、硅光电池技术的发展则使太阳能发电越来越实用，成本也越低，也可实现并网供电。至1998年底我国已建成了19个风电场，总容量达到22.3万千瓦，单组机组最大容量为600千瓦。生物质发电可以分为采用燃烧生物有机材料发电和将生物有机材料发酵产生沼气发电两种方式。后者利用效率比前者高很多，而且对环境更有力。目前在欧洲一些国家如瑞典，生物质材料产生的沼气不仅用于发电，还用于交通工具等领域。在地热领域，地热发电目前是全球可再生能源领域关注的重点，美国是世界上利用地热资源建设发电站最多的国家。目前运营的地热电场都是干蒸汽型或者地下热水型（闪蒸发电或双循环发电）两种类型，正在积极研究发展全流发电和干热岩体发电。我国共建成9座地热电站，经历了初期的中低温双循环和西藏的高温发电两个阶段，目前有5座电站正在运行，总容量为2.8万千瓦。海洋温差发电近年来逐步受到各国的普遍重视。目前，日本、美国、法国、比利时等国已经建成了一些海洋温差能电站，我国海洋温差能发电也处于研究试验阶段。同太阳能热发电(含光伏)一样，海洋温差发电目前也是由政府主导并投资建设的示范性项目，暂不具备商业推广的条件，一旦技术瓶颈突破后将会有质的飞跃。海洋能发电目前已有较大规模应用的是潮汐发电，法国朗斯电站最大为24万千瓦。我国共有8座潮汐电站在运营，总容量为1.1万千瓦。最大的是浙江江厦电站，总容量为3200千瓦。在波浪能发电方面，已经开始有少量的应用示范工作。

二、可再生能源在建筑中的应用

《可再生能源法》的颁布和实施更大的推动了可再生能源在建筑中的推广和应用。然而并非所有的可再生能源都适于在建筑中应用，例如小水电，潮汐发电等在建筑中应用是非常困难的。能够在建筑中应用的可再生能源通常包括：太阳能热利用、风能利用、地源热泵系统等。

1.太阳能热利用

太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应，并不断向宇宙空间辐射出巨大能量。太阳内部的热核反应目前足以维持60亿年，可以说是“取之不尽、用之不竭”的

能源。其利用方式主要包括以下几种：

第一非玻璃表面集热器。它的集热装置不采用玻璃作为表面吸热器，其形式有铜板铜管、铜鳍片铜管、不锈钢板管、非金属板管（高分子聚合物）。它的主要特点是成本比较低，出水温度也低，工艺比较简单，但是重量轻，主要应用于季节性游泳池的加热和一些不需要太高出水温度的场合。

第二玻璃平板太阳能集热器。平板集热器是在17世纪后期发明的，但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能比较好。但的它质量较大，容易破碎，使用不太方便。

第三真空管集热器。在内玻璃的外表面，利用真空镀膜机沉积选择性吸收膜，把内管与外管之间抽真空，这样就大大减少对流、辐射与传导造成的热损失，使总热损降到最低，这就是真空集热管的基本思路，目前在我国住宅中大量使用这种热水器。

但是实际上我国的太阳能热水器多集中在建筑的屋顶部分使用，与建筑集成性较差。这种热水器无法与建筑结合紧密，目前大都安装在阳台处或屋顶上，整体利用水平还有待提高。

2.风能利用

一般离地面4米的风能就可以利用，离地面15米高处的风能有很高的利用价值，对于高层建筑来说其屋顶的风力利用价值更高。目前，风力发电机在建筑中应用的比较少，基本上是在屋顶上应用,与光伏发电形成风光互补系统。荷兰的MVRDV事务所设计的2000年汉诺威世博会荷兰馆在其建筑顶部安装了风力发电机，为这栋建筑提供电力。而著名的风力发电机生产商英国的Fortis公司目前也为一个工厂顶部安装了风力涡轮发电机，以提供该厂房的部分电力。

如何使风力发电与建筑更好的结合是建筑师正在努力探索的一个方向，而目前大都停留在计算机模拟和风洞试验的方案阶段。英国的ZED利用计算机模拟建筑的风环境,设计了Flower Tower,这是一个有四座塔楼的摩天楼，建筑师在这座建筑在四个塔楼交汇处安装了垂直轴风力发电机，这种风力发电机可以不受风向的限制，只要风力充足就能产生足够的电能，这样建筑在建成之后就可以不受风向的限制，使风能的利用达到最佳效果。在我国，珠江新城也已经完成了方案设计，这座建筑可以说是将风力发电与建筑完美结合起来，建筑师利用软件对建筑形体与当地风环境进行分析和模拟，得到了最佳的形体。预计这座流线体建筑建成之后其能量可以全部自给自足。

3.地源热泵

地源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源中吸收的太阳能和地热能而形成的低

温、低位热能资源，并利用热泵原理，通过少量的高位电能的输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术，是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式。它具有中央空调合理利用能源、设备，能效系数高，运行成本低，安全、可靠等优点，又具有分散空调调节灵活、方便、便于管理和收费等优势。目前国内外普遍采用的地源热泵地下环路的(即地热换热器)埋管方式，有水平埋管、垂直埋管和地下水热泵三种基本的配置形式。水平埋管是地热换热器管道在浅层土壤中水平埋设。水平埋管占地面积大，而且水平埋管的地热换热器容易受地表气候变化的影响，效率较低。垂直埋管是地热换热器管道在土壤中垂直埋设地热换热器。其型式和结构的选取应根据实际工程以及给定的建筑场地条件来确定。地下水热泵系统就是通常所说的深水井回灌式水源热泵系统，其热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统，但为了保证地下水水位，对于较大的应用项目通常要求把地下水回灌到原来的地下水层。

近几年来地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。尤其在天津等地热资源丰富的地区，新建的小区纷纷使用地源热泵系统。天津市海河新天地小区是其中一个具有代表性的范例，小区内冬季供暖全部采用深水井回灌式地源热泵系统，而且该系统还为其中的商业部分提供夏季的空调制冷。地源热泵系统由于高效节能，一机多用，运行稳定可靠，目前越来越受到人们的重视。

三、可再生能源发电并网问题

面对日益严峻的环境和能源问题，可再生能源发电及其并网运行技术是电力市场发展方向。随着可再生能源发电激励政策研究及实行的不断深入、可再生能源发电技术的快速发展，以风力和光伏发电为代表的新的发电及其并网方式不断涌现。小型可再生能源发电接入电网面临着电网局部电压波动和谐波污染等电能质量问题，而大容量的可再生能源发电场，带来更为复杂的电网动态稳定、调频调压及经济调度等问题。

1.光伏发电的接入和并网方式

光伏发电系统主要由核心部件，包括光伏阵列、逆变器和系统控制器传感器，以及滤波器、储能型蓄电池和充放电控制器、DC/DC升压电路等组成。并网方式可以将光伏阵列组件输出与逆变器连接，直接或者经隔离变压器接入电网，亦或采用经高频逆变、变压器隔离、再经变频器方式与电网相连。设有隔离变压器时，直流分量不会流入接入电网，谐波含量低；无隔离变压器并网方式是则会向电网注入一定的谐波含量。

2．风力发电的接入和并网方式

目前，已有各种类型的风力发电机结构、发电方式和并网控制方式。如风力发电机

有异步发电机、同步发电机和双馈式感应发电机三类，驱动方式有齿轮箱驱动和直驱式两类，运行方式有定转速和变转速两种，变转速风力发电机组的部分或全部容量采用变频器并网运行。并网方式可以将变频器输出经隔离变压器接入电网，或者将变频器输出直接与电网连接。特点与光伏发电系统基本相同。

3．可再生能源并网技术问题

3．1间歇性和波动性发电特点及电网调峰能力不足

以风力和光伏发电为代表的可再生能源发电，受天气等因素影响均具有间歇性和波动性特点，以至于其发电并网电量随机波动较大、可调节性差，并网运行时会易产生较大的冲击电流，从而会引起电网频率偏差、电压波动与闪变，引起馈线潮流变化，进而影响整个电网稳态电压分布和无功特性，使电网的不可控性和调峰容量余度增大，严重影响电力系统的安全稳定性。我国风电发展较为集中的“三北”地区电源结构都是以火电为主，调节能力不强。

3．2谐波危害

由于并网风力发电和光伏发电系统等均配有电力电子装置，会产生一定的谐波及直流分量。谐波电流注入电力系统后，会引起电网电压畸变，影响电能质量，还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作，影响电力系统安全运行。所以，需配置滤波装置、静止或动态无功补偿装置等，以抑制注入电网的谐波含量。

3．3孤岛现象

孤岛现象是当电网失压时，并网风力发电和光伏发电系统仍保持对失压电网中的某一部分供电的状态，并与本地负载连接形成独立运行状态。这时，孤岛中的电压和频率不受电网控制，如果电压和频率超出允许的范围，可能会对用户设备造成损坏；如果负载容量大于孤岛中逆变器容量，会使逆变器过载，可能会烧毁逆变器。同时，会对检修人员造成危险；如果对孤岛进行重合闸操作，会导致该线路再次跳闸。由此可见，对孤岛现象的检测和预防是目前并网风力发电和光伏发电系统急需解决的关键技术之一。

3．4可再生能源并网技术问题解决措施

为改善和解决可再生能源发电并网问题，以风电为例，主要包含如下几方面措施：风电并网仿真技术，主要包括风电机组/风电场建模、区域电网对风电适应性研究、风电并网运行经济性研究、风电场接入电网专题研究；风电并网规划技术；风电功率预测技术；需求侧管理技术（DSM）;风电入网检测技术等。

4.未来发展趋势

我国风电和太阳能资源优良区普遍处于远离电力负荷中心和主干电网的偏远地区。

因而，大规模、集中式的风电和太阳能发电基地的开发，有赖于高电压、远距离的电力输送方式，除了需要大规模新建电力线路外，还需要从结构上改善电网内的调峰能力，从而对当地乃至整个区域电网的安全稳定运行带来了前所未有的技术和管理挑战。与此同时，太阳能、风能等可再生能源的特性决定了其适合分散利用的特点。在电力系统中将包含数量众多的由分布式发电站（Distributed Generation，简称DG）组成的微网（microgrid）发电系统，也是优化和提高能源利用效率，保证整个电力系统的安全可靠运行，推动利用可再生能源发展的重要途径。

四、结论

电工新技术在可再生能源发电领域也越来越受到人们的重视，可再生能源发电的应用也将会极大地推动我国的科技事业的进步和经济的发展。它们也越来越贴近人们的生活，逐渐的成为人类正常生活中不可或缺的一部分。微小型风力发电和光伏发电技术已能满足并网技术的要求，随着微网和互联网技术的发展，将实现网络化控制。目前，对可再生能源发电及并网所存在的一系列问题没有得到很好解决，其问题解决措施还需进一步研究和完善。

参考文献

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