基于新能源的高海拔植物制氧技术研究综述

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光伏制氢可行性研究报告

光伏制氢可行性研究报告

光伏制氢可行性研究报告随着能源需求的不断增长和环境保护的日益重视,新能源技术的研究与应用成为当今社会的热点话题。

在众多新能源技术中,光伏制氢备受关注。

本文将探讨光伏制氢的可行性以及其在未来能源领域的潜力。

一、光伏制氢的原理光伏制氢技术利用太阳能光伏电池将太阳能转化为电能,并通过电解水的方式将水分解为氢气和氧气。

这一过程不仅可以实现清洁能源的利用,同时将水分解产生的氢气作为能源储存,用于日常生产和生活中。

二、光伏制氢的优势1. 清洁和可再生能源:由于光伏制氢利用太阳能作为能源,其过程中不会排放二氧化碳等温室气体,具有非常低的环境影响。

同时,太阳能是可再生能源,光伏制氢技术也在一定程度上解决了传统能源的枯竭和资源消耗的问题。

2. 能源储存和利用灵活性高:光伏制氢可以将产生的氢气储存起来,当太阳能不可用时,可以通过氢气发电站等方式将储存的氢气再次转化为电能,以满足能源需求。

这种能源储存和利用的灵活性为日常生产和生活提供了更大的便利。

3. 多领域应用潜力大:光伏制氢技术不仅可以应用于家庭和商业用电,还可以在交通、工业和农业等领域得到广泛应用。

例如,将氢气用于汽车燃料电池,可以实现零排放、低污染和高效能源利用。

三、光伏制氢的挑战与解决方案1. 太阳能资源受限:光伏制氢的效率和产能受太阳能资源的限制。

在一些气候条件较差的地区,如多雨多云的地区,光伏制氢的效益可能较低。

为了解决这一问题,应结合其他新能源技术,如风能和水能,综合利用多种能源资源。

2. 存储技术的研发与成本问题:光伏制氢技术需要解决氢气的储存问题。

目前,氢气的储存技术相对成熟,但对设备的要求较高,成本也相对较高。

研发更加便携、高效和经济的氢气储存技术是今后的研究重点之一。

3. 建设和发展新能源基础设施:光伏制氢的实际应用需要建设和发展相应的基础设施,包括太阳能发电站、氢气储存设备和输配管网等。

这需要政府、企业和研究机构的合作与投资,形成良好的产业生态系统。

高原特色饮食促低氧适应的研究进展

高原特色饮食促低氧适应的研究进展

营养与健康高原特色饮食促低氧适应的研究进展黄 杰,张文睿,邹清朗(西藏大学,西藏拉萨 850000)摘 要:本文以高原、饮食、营养素、高海拔和低氧等为关键词,运用系统文献检索的方法,检索、筛选中国知网、PubMed、 Web of Science 的相关文献综述,综述了高原世居者饮食摄入情况及高原特色食物中所含营养素对适应高原缺氧环境的功能性作用,为高原人群适应低氧环境提供营养指导。

世居者存在营养摄入不均衡的现象,形成了以高原特色食物为主的独特饮食结构,如青稞、酥油、牦牛奶等。

青稞中富含的γ- 氨基丁酸、酚类物质,酥油中富含的脂肪酸,牦牛奶中富含的维生素 C、维生素 E 均能促进世居者低氧适应。

特定营养素能促进世居者低氧适应,高原特色饮食干预可能成为促进低氧适应的对策。

关键词:高原;特色饮食;营养素;低氧适应Research Progress on Promoting Hypoxic Adaptation inPlateau Characteristic DietHUANG Jie, ZHANG Wenrui, ZOU Qinglang(Tibet University, Lhasa 850000, China)Abstract: In this paper, plateau, diet, nutrients, high altitude and low oxygen are used as keywords, and the method of systematic literature search is used to search and screen relevant literature reviews of China National Knowledge Network, PubMed and Web of Science. This paper summarizes the dietary intake of plateau residents and the functional effects of the nutrients contained in the plateau characteristic food on the adaptation to the plateau anoxic environment, providing nutritional guidance for the plateau population to adapt to the low oxygen environment. There is a phenomenon of unbalanced nutrition intake among the inhabitants of the world, which forms a unique diet structure mainly featuring highland food, such as highland barley, ghee, yak milk and so on. The rich gamma-aminobutyric acid and phenolic substances in highland barley, the rich fatty acids in ghee, and the rich vitamin C and vitamin E in yak milk can promote the adaptation of low oxygen in the world. Specific nutrients can promote hypoxic adaptation, and plateau diet intervention may be a countermeasure to promote hypoxic adaptation.Keywords: plateau; specialty diets; nutriment; hypoxic adaptation中国海拔3 000 m以上高原地区约占全国陆地面积的1/4,主要分布在青藏高原。

海流能发电研究综述

海流能发电研究综述

海流能发电研究综述能源危机之火愈演愈烈,传统能源渐成杯水车薪,各国都纷纷走上了寻求新能源的道路。

作为覆盖地球表面 71%的海洋蕴含着巨大的能源,其中海流能凭借其分布广泛,绿色环保,可预测性好等独特优势,引起了世界各国的关注。

我国作为世界上海流能最为丰富的地区之一,亟待加大对该能源的研究和开发力度。

本文聚焦于海流能发电技术,综述了目前海流能发电及其能量控制系统的特点和工作原理,并指出了海流能这种清洁能源在我国的分布情况及可开发利用的范围,然后对其开发成本和经济环境效益进行了探讨,最后指出了海流能发电技术的未来发展趋势,以及对我国未来海流能开发技术发展的愿景,以期抛砖引玉,能给该领域的研究者一些有益的思考。

能源是国民经济重要的物质基础,随着我国经济的高速发展,据有关专家估测,到 2050 年我国能源消耗总量将达到 2000 年的 3 倍,传统的能源结构产能提升的减缓和国民经济对能源日益增加的需求间的矛盾日益尖锐,特别在沿海经济发达地带,能源短缺问题更为严重,使得开发新能源的任务日渐紧迫。

我国拥有广阔的海岸线,海洋除了蕴含丰富的矿产资源资源和油气资源外,还蕴含着丰富的海洋能资源,这是一种“可再生的”清洁能源。

因此有必要对其进行研究,以期得到充分的开发利用。

本文将综述海流能的特点及其能源转换系统的几个关键性问题,并对其技术的发展进行一定的展望,以飨读者。

1 海流能的特点海洋能的存在形式多样,如海流能、波浪能、盐差能、温差能等,发电是开发利用海洋能的主要形式。

海流是由潮汐引起的有规律的海水运动或海底水道和海峡中较为稳定的流动。

大量的海水从一个海域长距离地流向另一个海域所形成的海水环流是最常见的海流。

和其他可再生能源相比,海流能具有以下几个特点:海流能的能流密度比风能高得多。

2m/s 海流的能流密度是10m/s 的风能的能流密度的 6 倍多。

对于特定的海域,海流主要在潮汐作用下运动,由于潮汐作用是地月引力的周期性变化引起的,所以海流运动其有很强的规律性、可预测性和持续性。

电催化综述

电催化综述

电催化的应用和存在问题1引言电催化法是使电极、电解质界面上的电荷转移加速从而加快电极反应的方法。

电催化技术涉及到的催化剂的选择至关重要,要加速电极反应,必须选用合适的电极材料,所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用,从而改变电极反应速率或反应方向,而其本身并不发生质的变化。

现在随着世界各国现代工业的迅猛发展,能源的需求量也随之急剧增加,但二十世纪末以来,我们却面临着燃料煤炭,化石能源日益枯竭,新能源的开发缓慢、能源费用上涨等各种挑战,因而节约有限能源、降低工业生产中的能耗是当务之急。

电化学科学的研究恰好适应了这种要求,电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。

降低电极电位为研究内容,与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能,采用电催化电极更是起了巨大的作用。

1电催化技术主要应用于有机污水的电催化处理;含铬废水的电催化降解;烟;二氧化碳的电解还原等。

道气及原料煤的电解脱硫;电催化同时脱除NOx和S02目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应(如丙烯腈二聚、分子氧还原)的电催化作用研究得较深入,今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展,特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。

本文从污水的电催化处理、电催化活化碳的氧化物、电催化法脱硫脱硝、电催化与燃料电池四个大的方面介绍电催化技术的发展及研究应用现状,以及今后研究的发展趋势。

2污水的电催化处理电化学水处理技术2,3因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点,正成为国内外水处理技术研究的热点课题,尤其对那些难于生化降解、对人类健康危害极大“三致”致癌、致畸、致突变有机污染物的去除具有很高的效率,并且又能节省大量的能源。

因而,电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域,受到国内外的广泛关注。

4相比传统的生物废水处理方法,电催化废水处理技术有更潜在的应用前景。

在比如电催化还原技术是现阶段水处理技术领域的研究热点之一,可将废水中高毒性污染物通过选择性电催化还原转化为低毒性的污染物,对含硝基苯5、氯酚6等的废水取得了良好的处理效果,具有药剂用量少、操作简易、污染物降解选择性强等优点。

新能源材料的研究与应用概况

新能源材料的研究与应用概况

新能源材料的研究与应用概况在当今环保意识日益提高的时代背景下,新能源的研究和应用越来越受到人们的关注。

而新能源材料则是新能源技术发展的重要基础和关键领域。

本文将从新能源材料的定义、研究现状以及应用前景等方面进行探讨。

一、新能源材料的定义新能源材料是指被用于新能源领域,可将天然能源(如太阳能、风能、水能等)转化为电能、热能、化学能等可用形式的材料。

这些材料的特征是具有高效、高稳定性、低成本、生态友好等特性,其主要特征是在转换的过程中,减少或不产生污染物。

一般来说,新能源材料包括能源转换材料、能量存储材料和能源利用材料三种类型。

能源转换材料:能源转换材料是指根据自然能源的源头进行能量转换的材料。

如光伏材料(硅、硒、铜铟镓硒等)、生物质材料、热俘获材料等。

能量存储材料:能量存储材料是指在能源利用的过程中,用于能量暂时储存和释放的材料。

如电池材料(二次电池材料、金属空气电池材料、异质结电池材料等)、超级电容器材料、压缩空气储能材料等。

能源利用材料:能源利用材料是指在能源利用的生产、传输、转换和消耗等过程中所使用的材料。

如航空航天材料、新型燃料电池材料、传热材料等。

二、新能源材料的研究现状目前,在新能源材料领域,国内外各大科研机构和企业都在积极推进相关的研究和开发工作。

其中,太阳能、储能材料、燃料电池等是目前国内外研究较为广泛的领域。

1.太阳能材料太阳能作为新能源的代表,一直是研究的热点。

当前,针对太阳能的转换和储存,科学家们已经提出了多种替代方案,如基于低成本、高效率的有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等。

有机太阳能电池:有机太阳能电池是一种基于有机分子材料的太阳能电池。

与传统的硅基太阳能电池不同,有机太阳能电池依靠分子之间的相互作用来转换光能。

这种电池具有重量轻、使能够弯曲等特点,是一种崭新的太阳能转换方式。

当前,该领域的相关研究已经取得了很大的突破,有机太阳能电池的转换效率已经达到了20%以上。

钙钛矿太阳能电池:钙钛矿太阳能电池是近年来新出现的一种太阳能电池。

电解水制高压氢气——技术挑战与研究进展

电解水制高压氢气——技术挑战与研究进展

电解水制高压氢气——技术挑战与研究进展近年来,随着可再生能源的快速发展,电解水制氢技术成为了一种绿色、清洁的制氢方式。

其中,制备高压氢气是电解水制氢过程中的技术难点之一。

本文将着重介绍电解水制备高压氢气的技术挑战以及近年来的研究进展。

一、电解水制备高压氢气的技术挑战电解水制备高压氢气的难点主要体现在以下几个方面:1. 催化剂的选择与设计电解水制氢过程中,催化剂是至关重要的,它直接影响到反应的效率和选择性。

选择合适的催化剂对于提高高压氢气的产量以及电能的利用率至关重要。

因此,研发高活性、高稳定性的催化剂一直是电解水制备高压氢气面临的技术挑战之一。

2. 电极材料的优化电极材料是电解水制备高压氢气的关键组成部分,其性能直接影响到反应的速率和效果。

常用的电极材料包括铂、镍和钯等。

研究表明,设计优化电极材料的结构与形貌,如纳米颗粒、多孔材料等,能显著提高反应的效率和稳定性。

3. 水分子的电解性能水的电解性能很大程度上决定了电解水制备高压氢气的效果。

水分子的极性与电导率对反应速率和选择性有重要影响。

因此,研究如何改变水分子的电解性能,提高反应效果,是电解水制备高压氢气需要解决的问题之一。

二、电解水制备高压氢气的研究进展随着科学技术的发展,近年来电解水制备高压氢气的研究取得了显著的进展。

以下是几个重要的研究领域:1. 新型催化剂的开发近年来,科学家们通过探索新型催化剂的合成方法,取得了不俗的成果。

例如,发展出基于过渡金属硫化物、氧化物、硫酸盐等新型催化剂,能够显著提高反应的效率和选择性。

2. 电极材料的改良在电极材料的研究方面,科学家们通过制备纳米结构材料、多孔结构材料等新型电极,成功提高了反应速率和稳定性。

此外,还有研究人员利用功能化修饰提升电极材料的催化性能,进一步推动了电解水制备高压氢气技术的发展。

3. 界面的调控界面对电解水反应的影响不容忽视。

近年来,科学家们通过界面修饰,如纳米颗粒、多孔材料等手段,成功改善了催化剂与电解质之间的反应界面,提高了高压氢气的产量。

生物质能源论文

生物质能源综述摘要:生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视,发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义,从生物质能源的概念入手,综述和探讨了国内外生物质能源的发展状况,展望了中国生物质能源开发的广阔前景,并进一步提出了生物质能源今后发展的方向与措施。

关键词:生物质能源;开发;利用Abstract: Aiming at the grave significance of biomass energy to economic development,this paper, starting from the concept of biomass energy,synthesized and discussed the national and international development,reviewed the expansive foreground,and brought forward the orientation and measures for the future development in the end.Key words: biomass energy;exploitation;utilization0 前言20世纪70年代以来,面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化,世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。

改革开放以后,中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。

进入21世纪,谁能把握住生物质能源开发利用的先机,谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。

因此,应该提高对发展生物质能源重要性的认识,为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。

1 生物质能源的概念生物质是一种通过大气,水,大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。

生物质如果没有通过能源或物质方式被利用,将被微生物分解成水,二氧化碳以及热能散发掉。

国外学者关于新能源汽车的研究综述

国外学者关于新能源汽车的研究综述下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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光催化水分解制氢技术的研究和应用

光催化水分解制氢技术的研究和应用一、引言随着全球能源需求的不断增长,传统能源供应面临压力,而清洁能源被誉为未来能源的发展方向。

其中,氢能源作为清洁、高效的新能源,备受瞩目。

然而,目前氢能源生产成本高、产量少、不稳定等问题仍未得到有效解决。

在此背景下,光催化水分解制氢技术应运而生。

二、光催化水分解制氢技术简介光催化水分解制氢技术是采用光催化剂将水分解为氢气和氧气,可实现无污染的制氢过程。

其基本原理是利用催化剂的半导体材料,在光照作用下将水分子分解,产生氢气和氧气。

目前,常用的光催化剂材料包括二氧化钛、氧化锌、钼酸盐、氮化硼等。

三、光催化水分解制氢技术研究进展1. 绝热催化半导体法绝热催化半导体法是利用半导体催化剂实现光催化水分解制氢的一种方法。

该方法主要解决了光催化水分解过程中产生的热量问题,将半导体催化剂材料与水进行绝热分离,达到高效制氢的效果。

2. 共催化法共催化法是利用不同种类的催化剂复合,在光照下实现高效制氢过程。

该方法可大大提高制氢效率,降低制氢成本。

3. 光催化剂表面修饰在光催化水分解制氢技术中,催化剂的表面性质和结构对催化效率具有重要影响。

表面修饰可以改变催化剂的表面性质和结构,从而提高其催化效率。

四、光催化水分解制氢技术的应用前景光催化水分解制氢技术是一种高效、清洁、环保的新能源生产技术。

其广泛应用于氢气燃料电池、光伏发电、光催化光谱等领域。

未来,随着技术进一步完善和成本降低,光催化水分解制氢技术将有望成为氢能源生产的主要技术之一。

五、总结光催化水分解制氢技术作为一种新型、高效、清洁的氢能源制备技术,具有广阔的应用前景。

通过对光催化水分解制氢技术的研究和推广,未来将有望实现人类对可持续、清洁能源的需求。

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基于新能源的高海拔植物制氧技术研究综述作者:王彭伟王维俊张国平刘华来源:《价值工程》2012年第23期摘要:分析了高海拔地区缺氧的危害,以及富氧空气对于高原(医学高原)移居者的重要意义。

综述了国内外制氧原理与方法,进行比较,并对高海拔植物制氧的研究方向作了介绍。

建设基于植物工厂理论的制氧工厂,用风光互补新能源发电技术为植物制氧提供能源,利用植物的光合作用为移居者提供富氧空气,改善高原缺氧状况,提高脑-体功效。

关键词:高原缺氧;植物制氧;制氧技术;新能源;风光互补中图分类号:G31 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)23-0304-030 引言高原的低气压、低氧分压环境,使进驻高原者劳动能力降低,令部队在高原平时日常工作和军事行动的作业效率和战斗力下降[1]。

我国的青藏高原平均海拔4500米以上,与印度等国家和克什米尔地区接壤[2],边境线长达数十万公里[3],地理位置和战略地位非常重要。

在青藏高原的漫长边境线上,驻守着大量的边防军人,提高他们的身体健康水平和作业效率具有非常重大的意义。

人力无法改变高原低氧环境,直接补充富氧空气是提高高原劳动能力的最有效途径,因此,提高常年驻守高原官兵活动空间的氧气含量,对改善他们的生存条件,提高战斗力具有极其重要的意义。

无论是何种制氧方式都需要动力,但高原地区的电力供应十分紧张。

针对高原缺电这一实际,并结合高原风能和太阳能丰富的特点,拟利用新能源发电解决制氧所需的能源和官兵的生活用电问题。

1 高原缺氧对人体的影响及富氧对人体的改善1.1 高原缺氧对人体生理及心理的影响高原缺氧将导致急性高原病和慢性高原病,一些长年驻守高原尤其是海拔4500米以上的官兵易出现头发脱落、指甲凹陷反翘等高原疾病。

文献[4~7]分别从神经系统、睡眠结构几个方面阐述了高原缺氧对人体生理和心理的影响。

1.2 高原吸氧对人体机能的改善吸氧是解决高原缺氧行之有效的手段之一。

文献[8~12]分别从促进高原习服、改善机体缺氧、利于疲劳恢复和提高作业效率几个方面指出了高原富氧的重要作用以及对人体机能的改善作用。

1.3 实施氧疗效果高原对人体影响最大的因素是低氧,而采用氧疗可以改善这种影响。

赵久兴[13]通过实验证明了人工供氧对机体缺氧状况的改善。

文献[14]表明,高压氧在防治高原病方面发挥着积极的作用:防治高原急性病;改善血流动力学;提高脑-体功效;提高改善机体睡眠质量;增强机体抗氧化能力;保护眼功能;治疗高原脱适应综合症。

以上研究说明吸氧对于边防官兵具有极其重要的意义。

2 制氧技术及其分类制氧技术可以按不同的方法进行分类,通常将制氧技术分为物理制氧和化学制氧两类。

2.1 物理制氧2.1.1 物理制氧方法一:变压吸附变压吸附[15]制氧原理是利用分子筛对气体混合物中各组分的吸附能力的差异、吸附容量随压力的变化而变化的特性,达到氮、氧分离的目的。

文献[16]介绍了变压吸附的新技术,以及变压吸附技术为炼钢行业和医院提供氧源。

2.1.2 物理制氧方法二:薄膜分离膜分离依靠不同气体在膜中溶解和扩散系数的差异而具有不同的渗透速度来实现气体分离。

文献[17]指出了膜法富氧技术在医学、工业、环保等方面的应用,生产出医用膜法富氧器、膜法富氧助燃节能技术及装置和膜法富氧空气清新器。

文献[18]阐述了膜法富氧在舰船和潜艇中的应用。

膜法富氧为舰上燃油锅炉助燃节能;改善舰用柴油机的性能;提高舰上废水生物处理效率;与空调结合制成富氧空调机和富氧空气清新器;可以作为潜艇供氧的必要组件。

2.1.3 物理制氧方法三:低温精馏其原理是将空气压缩、冷却,使空气饱和液化,利用氧、氮组分的沸点差,用精馏的方法将氧氮分离,从而获得高纯度的氧和氮。

2.2 化学制氧2.2.1 化学制氧方法一:水的电解水电解而产生氧气:2H2O=O2+2H2。

文献[19]介绍了一种新的电解水制氧的方法,即固体聚合物电解质电解水制氧技术,为宇航、军事提供了一种新的制氧系统,而且还可为燃料电池提供氢气来源。

文献[20]指出水的电解制取氧气可以分为两种:一是碱性电解液电解水供氧,可以为潜艇供氧,为航天、化工等行业提供氧源;二是固体电解质电解水供氧,多用于核潜艇和空间站供氧。

2.2.2 化学制氧方法之二:碱金属过(超)氧化物制氧[21]超氧化物在与空气中的水反应生产氧气的同时会吸收空气中的二氧化碳,是双功能的空气再生材料。

文献[22]通过将碱金属超氧化物制氧与氯酸盐氧烛热分解制氧方法对比,比较详细地阐述了超氧化物制氧的主要特点。

超氧化物制氧方式主要用于个人呼吸器、地下坑道等密闭环境、潜艇和宇航器等密闭舱室的供氧。

2.2.3 化学制氧方法之三:氯酸盐氧烛热分解催化分解氯酸盐氧烛来产生氧气,放氧速度快而总放热量很小。

文献[23]将氯酸盐氧烛热分解作为潜艇供氧技术的一种,英、法、美等国的常规潜艇上用氧烛作为供氧设备,核潜艇上用氧烛作为应急供氧设备。

文献[24]针对小客车在高原行驶时驾驶员容易缺氧这一实际,用氧烛的方法设计制作了一种车载供氧器,产出的氧气符合医用用氧标准。

2.3 电子制氧机电子制氧机,采用的是空气中的氧气在溶液中氧化及还原析出的工艺。

优点:不产生氢气,不会发生爆炸事故;整机运行较安静;耗能比电解水小。

缺点:技术要求高,危险性较大;搬运及使用的过程中要求严格;绝不允许倾斜及倒置;制出的氧气含有化学物质;需专业人员维护;耗电仍较大;寿命短,难以超过1000小时。

2.4 植物制氧的生态房间通过在房间内外种植一些高产氧的植物,提高房间内的氧气浓度,以达到高原吸氧的目的。

有不需要耗能;使用寿命长;成本较低;维护技术要求不高等优点。

存在以下几点不足:氧气浓度不是很高,不能用于医疗;睡眠的时候不能够吸氧。

表1对物理制氧方法从产量、纯度、压力、电耗、启动时间、产品成本、设备投资、综合利用、操作性、设备占地几方面进行比较。

通过以上分析,可以对制氧方法做如下总结:①变压吸附和低温精馏法投资大,成本高,产生的氧气浓度高,需降低浓度使用,噪声大,能耗高。

由于高原风沙大,空气稀薄,现有的设备必须经过技术改进才能使用。

膜法制氧用于医学上产氧量较小,产氧量大了氧气浓度不稳定,出口压力较小。

化学方法一次投入低,但运行成本高,有一定的危险性。

无论是用物理还是化学方法制氧,都需要一定的辅助吸氧设备,这样给使用带来一定的不便。

此外,高原的特殊环境会使物理和化学制氧设备产生一定的问题,现在国内外都在积极研制高原制氧设备,虽然有了一定成果,但仍需进一步提高。

植物制氧的生态房间的方法,人只在白天少量用到,晚上睡眠的时候无法用到。

②植物工厂制氧这种方法,白天可以作为生态房间,晚上可以为人们睡眠提供富氧空气。

而且这种方法在国内外鲜有报道,本人在做了大量研究的基础上,针对高原特殊环境的基础上,提出了这一制氧方法。

3 植物工厂制氧光合作用可以吸收二氧化碳,生产氧气。

10平方米的森林或25平方米的草地就能把一个人呼吸出的二氧化碳全部吸收,供给所需氧气。

专家看好的藻类光合作用供氧技术[25],现在正在研究中。

因此,集中种植绿色植物制氧在理论上是可行的。

但是在实际运作中仍然有许多关键技术难题需要解决:一是高原环境对特定植物生长的影响有待研究;二是人工光源即LED光源对植物的生长影响,不同的植物生长所需的光的波长和色光配比不同,特定的植物需要特定的色光配比;三是如何让植物制氧工厂和用氧单位组成一个小的循环系统;四是模型的建立,在前期研究阶段需要建立模型,组建一个体积20-30m2的玻璃温室来模拟温室种植植物的情况,如何能够建立一个更贴近实际的一个模型。

这些问题都需要在下一步的研究中得到解决。

五是植物制氧工厂的能耗问题。

在高原电力极度紧缺的情况下,植物工厂的能源是一大难题,如何有效解决这一问题是植物制氧工厂应用的关键因素。

针对这一实际情况,拟采用风光互补新能源发电系统为植物工厂供电。

4 风、光互补式新能源发电系统4.1 西藏电力供应现状西藏的电力供应状况一直很紧张,人均装机容量和用电量是全国最低的,存在比较大的缺口,其原因为:一方面是因为能源的开发利用率低;另一方面是因为能源的输送问题,存在很大困难,运行成本较高。

在西藏,有大量的边防官兵驻守在漫长的边境线上,他们的驻地基本上都在边远的地区,交通不便,煤炭等能源很难运过去,因此用电很难得到有效的保障。

4.2 西藏风能和太阳能分布情况青藏高原海拔高,空气稀薄,透明度好,纬度低,日照时间长,年平均日照时间在3000h以上,为一类区,是我国太阳能最丰富的地区,尤其是西藏西部的太阳能资源最为丰富,全年日照小时数达2900~3400h,年辐射总量达7000~8000MJ/m2,仅次于撒哈拉大沙漠,居世界第2位。

青藏高原的风能资源虽然不是最丰富的,但仍存在风能较丰富区和可利用区。

藏北高原的有效风能密度为150-200w/m2,有效风速时数大于400h;其余大部分地区有效风能密度为100-150w/m2,有效风速时数大于1000h。

藏东地区的风能质量较差,不可利用或者利用难度较高。

4.3 风光互补新能源发电系统的初步设计根据高原地区太阳能和风能较丰富的实际,结合太阳能和风能在时间和空间上有一定的互补性的特性,设计一个风光互补发电系统为植物工厂提供能源。

风光互补发电系统的机构如下图所示,它由太阳能电池方阵、风力发电机、控制器、蓄电池、DC/AC转换器、DC/DC转换器、交流负载和直流负载组成。

风力发电机在风力很大的情况下将风能转变为交流电能,经过整流器整流给蓄电池充电,而太阳能电池方阵是由一些太阳能电池串联和并联在一起组成的,并且按照一定的倾角安装起来的,其作用是将太阳能转变成直流形式的电能。

蓄电池的作用是储存和释放能量,在风力或太阳能很丰富的时候将多余的电能储存起来;在风力或太阳能不充足的情况下,将储存的电能分别通过DC/AC、DC/DC转换器供给交流负载和直流负载。

控制器的作用是调节太阳能和风能发电的作用,使之相互配合提供高质量电能;调节太阳能和风能的功率分配达到均衡充电的目的。

控制器还应对蓄电池实行控制,当负荷过多时,控制蓄电池放电并提供符合要求的电能;当负荷减少时,对蓄电池进行充电,通过对蓄电池的充放电、浮充等状态的控制,实现风光互补发电系统可靠、连续的运行。

此外,控制器还应有防止蓄电池过充电和过放电的功能。

5 结束语通过建立基于植物工厂理论的植物制氧工厂来解决高原缺氧的问题,改善官兵生活,增强作业效率,提高战斗力。

利用风光互补发电系统为植物工厂提供能源,解决植物工厂能耗大的同时还可以为基层连队提供用电保障。

风光互补发电系统和植物制氧工厂相结合改善了高原部队的生存和生活条件,有利于官兵身体健康和边防稳定。

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