時間:2007-06-19 17:30:00來源:jiangf
1、引言
能源發(fā)展戰(zhàn)略是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,作為我國能源戰(zhàn)略中目前的首位任務(wù),節(jié)能在我國可持續(xù)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。 煤、電、油、氣是當前應(yīng)用的主要能源,它們與國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活密切相關(guān),有時因為缺煤少電就給人民生產(chǎn)和生活造成很大的影響;另一方面,因為沒有合理和科學地利用能源,使我國的能源利用效率很差。我國產(chǎn)值能耗是世界上最高的國家之一,大約為美國的7.4倍,日本的12.8倍,世界平均值的4.3倍,產(chǎn)品能耗比發(fā)達國家要高30%~80%,能源浪費嚴重。從另角度看,我國節(jié)能潛力非常大。煤、油、氣的地下儲量有限,不能再生,必須節(jié)約能源,以造福子孫。據(jù)國家環(huán)保局分析,我國大氣環(huán)境污染80%是由于燃煤引起的。以我國煤質(zhì)來說,燃燒1t煤,平均排放C02 490kg,灰塵13.6kg,SO2 14.8kg,我國能源3/4以上是煤炭,所以節(jié)約能源是保護國家資源、緩解能源供需矛盾、降低企業(yè)成本、保護環(huán)境的重要措施。而電能是上述能源中最為經(jīng)濟實用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式,因此電氣節(jié)能技術(shù)的推廣有助于顯著減少一次能源的消耗和環(huán)境的污染。
2005年國家發(fā)改委為落實《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》,啟動了十大重點節(jié)能工程。通過實施十大工程,“十一五”期間將實現(xiàn)節(jié)約2.4億t標準煤的節(jié)能目標。節(jié)能工程包括:節(jié)約和替代石油、燃煤工業(yè)鍋爐(窯爐)改造、區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)、余熱余壓利用、電機系統(tǒng)節(jié)能、能量系統(tǒng)優(yōu)化、建筑節(jié)能、綠色照明、政府機構(gòu)節(jié)能以及節(jié)能監(jiān)測和技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)工程等,其中大部分和電氣節(jié)能相關(guān)。
下面就電力系統(tǒng)、照明技術(shù)、電子設(shè)備、節(jié)能新技術(shù)等幾個方面進行闡述。
2、電力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
進入21世紀,人類面臨著越來越嚴重的能源危機,節(jié)約能源是我國乃至全世界持續(xù)發(fā)展的必然手段。電力工業(yè)既是重要的能源生產(chǎn)部門,同時又是耗能大戶,電力系統(tǒng)在發(fā)、供、用電過程中,其自身電能損耗是相當巨大的,我國的綜合電能損耗總量每年高達3000~3700億KW•h。挖掘節(jié)電潛力,降低電力系統(tǒng)的損耗,提高供電的經(jīng)濟效益,具有重要的現(xiàn)實意義。
2.1 電網(wǎng)節(jié)能
電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,包括發(fā)電廠輸電線到用戶間的全部線路、變壓器、開關(guān)、控制和保護裝置等設(shè)備。按照電壓等級和用途不同,電網(wǎng)又可分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩部分。電網(wǎng)的線損主要是指電力變壓器損耗和電力線路損耗,而線損率與變壓器能耗的高低及電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用等各個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系。因此,設(shè)法降低電力線路損耗與變壓器損耗己成為電力系統(tǒng)節(jié)能的主要措施。
2.1.1 線路節(jié)能技術(shù)
1)在電網(wǎng)中采用環(huán)行供電和多回線路供電方式。避免電力線路的交錯、重疊和迂回供電。
2)投入備用線路。有些用戶設(shè)有備用電纜和線路若把這些備用同路也投入使用,則可使配電線路的藏面積成倍增加,而又不需要額外投資,可以顯著節(jié)約電能。
3)減少空載損耗。不用電時斷開電源線路,可減少線路上的空載運行損耗,一般可達3%~5%。采用定時電力自控器,節(jié)電效果會更好。
4)采用節(jié)能型無功補償裝置,提高功率因數(shù)。電力系統(tǒng)的無功補償分為集中補償和分散就地補償;前者大多用在中壓網(wǎng)絡(luò)的供電母線上,解決供電無功輸送中的線路損耗,即提高功率因數(shù):后者大多用在配電系統(tǒng)末端負荷處,解決用戶側(cè)的無功平衡問題,使用戶在負荷端實現(xiàn)無功就地補償,降低配電線路的線損。集中補償解決的是部分線損,而分散補償可使用線損耗降至最低限度。兩者相結(jié)合可達到更理想的效果。
5)改造、更新低壓配電線路,采用節(jié)能型金具或擴大導線截面積,提高絕緣水平,以減少傳輸和漏電的損失。據(jù)測量,一個非節(jié)能型金具的電力損失大約是10~15 w,線路上的連接金具數(shù)以萬計,因此采用節(jié)能型金具的節(jié)能效果相當可觀。
6)采用柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)和高壓直流輸電(HVDC)技術(shù),采用大功率電力電子器件,與其他電力設(shè)備組成FACTS裝置,可以靈活實現(xiàn)對電力系統(tǒng)參數(shù)(線路阻抗、相角、功率潮流等)的快速、連續(xù)調(diào)節(jié)控制,從而大幅度提高輸電線路的輸送能力,降低輸電損耗,近年來發(fā)展迅速,已在美國、日本、瑞典、巴西等國的超高壓輸電工程中得到應(yīng)用。我國500KV輸電線輸送功率一般只有300~400MW,最多為700MW,低于北美900MW的水平。要提高線路輸送能力,應(yīng)用FACTS技術(shù)是主要措施之一。我國已經(jīng)建成220KV的超高壓可控串補(TCSC)示范工程,現(xiàn)在正在進行靜止同步補償器(STATCOM)、飛輪儲能等FACTS示范工程的建設(shè)。交流1000 KV和直流±800 kV的特高壓網(wǎng)架也正進入規(guī)劃設(shè)計階段。
2.1.2 變壓器節(jié)能技術(shù)
變壓器在傳遞功率過程中,自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。多級變壓電網(wǎng)中變壓器的臺數(shù)多、容量大,統(tǒng)計結(jié)果表明,發(fā)、供、用電過程中變壓器的電能損失約占整個電力系統(tǒng)損失的30%,因此采取技術(shù)措施來降低其損失足節(jié)約能源的重要手段。
變壓器的節(jié)能措施通常有以下幾種:
1)采用節(jié)能型變壓器。目前我國節(jié)能型變壓器在質(zhì)量方面已達較高水平,其總能耗較普通型可降低25%以上。如果超導變壓器實用化,節(jié)能效果將會非常顯著。
2)采用靜止無功補償器(SVC)提高功率因數(shù).降低變壓器繞組損耗。在電力系統(tǒng)中,用戶由于大量采用感應(yīng)電動機和其他感應(yīng)用電設(shè)備,需要系統(tǒng)供給大量的無功功率,這些無功功率經(jīng)多級線路和變壓器的輸送與轉(zhuǎn)化,又會造成無功功率損失,使電網(wǎng)無功功率短缺,這不但降低了發(fā)供電設(shè)備的供電能力,造成電網(wǎng)中電壓的波動,也增大了電能損失。采用SVC裝置,可彌補傳統(tǒng)無功補償設(shè)各的缺陷,使無功損耗大幅降低。
3)按最大需求量計算基本電費,有利于推廣變壓器的經(jīng)濟運行,從而達到節(jié)能的目的。此種計費方式促使用戶按變壓器經(jīng)濟方式選擇投運變壓器的容量,當幾臺變壓器共同承擔一個總負荷時,也能按變壓器經(jīng)濟運行的要求合理安排投運臺數(shù)。
4)調(diào)整及平衡變壓器的二次側(cè)繞組和三次側(cè)繞組間負載分配。
5)調(diào)整電網(wǎng)中變壓器運行方式。對負載波動大的單臺運行變壓器,應(yīng)通過定時計算增設(shè)小容量變壓器在小負荷時運行:對負荷波動大的變配電所,應(yīng)裝設(shè)兩臺不等容量變壓器,其中長期運行的變壓器應(yīng)選擇技術(shù)特性優(yōu)者,使用非長期運行的變壓器應(yīng)選擇技術(shù)特性良者。
6)實行經(jīng)濟調(diào)度,提高變壓器運行效率,實現(xiàn)經(jīng)濟運行。為實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)度,常根據(jù)負載率選擇變壓器容量:根據(jù)實際需要.采用并列、解列等運行方式,減少冷卻裝置消耗的功率,將冷卻器分組控制和輔機變速運行。實踐證明使用變壓器經(jīng)濟運行,可使變壓器能耗下降10%以上。
2.1.3 運行管理節(jié)能技術(shù)
1)系統(tǒng)總體負荷平衡。電力系統(tǒng)總體負荷平衡包括線路之間的負荷平衡,線路三相負荷的平衡,變壓器間的負荷平衡等各個方面。合理地使負荷經(jīng)常在經(jīng)濟輸送的條件下運行,可以大幅度降低電網(wǎng)損耗電量。
2)調(diào)整用戶用電時間,提高負荷率。負荷率是平均負荷與最大負荷之比.負荷率小,說明負荷波動大,電力系統(tǒng)電能損耗也大。為降低電能損耗,必須合理調(diào)節(jié)用戶用電時間,有計劃地安排部分生產(chǎn)單位在用戶低谷時用電。
3)簡化電壓等級。將高壓引入負荷中心及在額定電壓容許情況下提高電壓等級,是降低線損率的有效措施。對于配電嘲,供電電壓等級越高,線損愈低,而線損隨電壓平方成反比而下降。所以有條件的地方,可將3~6 KV供電電壓升為10~20 KV。城市電網(wǎng)應(yīng)取消35 KV,直接用110~220 KV進入負荷中心供電,這既可提高輸送容量,又能可太大降低線損率。
4)實施電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度,減少電力系統(tǒng)的電能損耗;電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度是充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有的輸(配)、變電設(shè)備,通過科學的定量計算,優(yōu)化變壓器及電力線路的運行方式。負荷的經(jīng)濟調(diào)配,變壓器與供電線路運行的優(yōu)化組臺等技術(shù)措旌,可極大限度地降低變壓器和線路的有功損耗和無功損耗。
5)選擇合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案:電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃方案的優(yōu)化是衡量該系統(tǒng)線損率高低的關(guān)鍵性因素之一,電力系統(tǒng)規(guī)劃欠佳的主要表現(xiàn)是:無功容量小并且投入率低:電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理,理論線損率高;水電,火電發(fā)展不協(xié)調(diào),未能做到統(tǒng)一規(guī)劃等。這些都會造成電網(wǎng)線損率上升,因此必須選擇合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案。
2.2 冷、熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能技術(shù)
冷、熱電聯(lián)產(chǎn)是通過能量遞級利用原理,使鍋爐產(chǎn)生的熱能蒸氣通過汽輪機發(fā)電,同時冬季利用汽輪機抽氣或排氣向用戶供熱:夏季利用吸收式制冷機向用戶供冷。采用這種方式是協(xié)調(diào)大中城市熱電r和大型集中供熱鍋爐冬季負荷不均,緩解電網(wǎng)用電高峰緊張局面,充分利用現(xiàn)有供熱設(shè)備,為夏季空謂提供冷源的一種有效方式。此方式一方面可以合理利用熱鍋爐和管網(wǎng)等設(shè)備,協(xié)調(diào)熱電廠或大型供熱鍋爐冬季負荷嚴重失衡狀況,解決市民對采暖空謂的需求;另一方面,又可大大提高采暖空調(diào)的一次能源利用率,降低能耗水平,有較好的節(jié)電效益。
2.3新能源與可再生能源
新能源與可再生能源發(fā)電技術(shù)的研究,已取得了令人矚目的成就。太陽能、風能、地熱能、核能發(fā)電技術(shù)已被較廣泛采用,國外還開發(fā)出許多新能源發(fā)電技術(shù),如海洋溫差發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、垃圾發(fā)電、污泥發(fā)電、高溫巖體發(fā)電、冰洋發(fā)電、葉綠素發(fā)電、磁流體發(fā)電和可控熱核發(fā)電等等.其中的磁流體發(fā)電是一種高效、低污染發(fā)電新技術(shù),將它與蒸氣發(fā)電組成聯(lián)合循環(huán),可以大幅度提高電廠的熱電轉(zhuǎn)換效率,試驗測算其效率可提高55%~60%,因而較常規(guī)發(fā)電方式節(jié)約燃料35%左右。英國國際熱核試驗反應(yīng)堆通過試驗證實,可控熱核發(fā)電在短暫時間內(nèi)發(fā)電功率可達20000MW,反應(yīng)堆能在小時內(nèi)自維持10000MW的出力。以色列開發(fā)的地熱、廢熱發(fā)電技術(shù)已被許多國家引進,其不僅包括利用地熱資源發(fā)電,還包括利用工廠中的各種廢棄載熱體,如熱煙氣,廢熱氣,熱油、廢氣等的余熱和廢熱來發(fā)電。
3、照明節(jié)能技術(shù)
在20世紀90年代初,國際上針對節(jié)約電能、保護全球環(huán)境提出丁“綠色照明”概念。我國政府也積極響應(yīng),并于20世紀90年代中期開始實施“綠色照明”工程。綠色照明就是使用高效節(jié)能電光源、高教照明燈具和照明控制設(shè)備等照明節(jié)能新技術(shù)產(chǎn)品,在提高照明質(zhì)量的前提下,降低照明負荷安裝功率,節(jié)約照明用電,從而減少對環(huán)境的污染,保護生態(tài)平衡。全面落實《中華人民共和國節(jié)約能源法》,大力推行“中國綠色照明工程”,提高能源利用率,建立優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟、舒適、安全的照明環(huán)境,是經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的迫切要求。
照明耗電在總發(fā)電量中占有相當?shù)谋壤?,美國及其他發(fā)達國家約占25%,我國約占12%。據(jù)統(tǒng)計,我國照明用電量每年己超過l 200億kW•h,超過在建的三峽水電工程的年總發(fā)電量840億kW•h。當前,照明節(jié)能率至少可以達到20%,年節(jié)電費可達200多億元,照明節(jié)能蘊藏著巨大的潛力。照明節(jié)電可以大大減少開支,減輕我國電力不足的矛盾,還可以減輕發(fā)電廠對環(huán)境的污染。
3.1 采用新型節(jié)能光源
綠色照明的核心是采用和推廣高效節(jié)能光源,選擇光源的原則:
1)盡量減少白熾燈的使爿j量,推廣使用細管熒光燈和緊湊型熒光燈。
2)逐步減少高壓汞燈的使用量,特別是減少自鎮(zhèn)流高壓汞燈。
3)積極推廣高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和節(jié)能燈。
調(diào)查表明,如將全國的白熾燈換成節(jié)能型熒光燈,則每年節(jié)電相當于葛州壩電廠的年發(fā)電量。
3.2 重視照明設(shè)計
照明電氣設(shè)計中要充分利用天然光,使之與室內(nèi)的人工照明有機地結(jié)合起來,可大大節(jié)約電能:
1)照明設(shè)計中必須根據(jù)國家規(guī)定的照度標準、視覺作用要求及小同場所的功能進行照明設(shè)計,有效控制單位面積燈具的安裝功率,優(yōu)先采用分區(qū)一般照明方式及成熟的照明節(jié)能技術(shù)。
2)在滿足照明質(zhì)量的前提下,一般房間及場所優(yōu)先選用節(jié)能型熒光燈。高大及室外照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高光效氣體放電光源,并可采取混光照明方式,以達到提高光效、改善光色及節(jié)約電能的目的。高壓鈉燈及高壓汞燈(或金屬鹵化物燈)混光照明比白熾燈節(jié)能70%~80%,現(xiàn)己普遍應(yīng)用丁二高大空間的一般照明。
3)選用優(yōu)質(zhì)高效的燈具。燈具的效率和配光作用對節(jié)能也是至關(guān)重要的,應(yīng)選擇利用系數(shù)高、配光合理、燈具附件少或不帶附件及高保持率的燈具。
3.3 節(jié)能措施
1)提高照明電路的功率因數(shù)。在照明器上或照明電路上并聯(lián)電容器,對照明電路進行無功補償,可大大降低線路上的電能損耗和電壓損耗。
2)選用低損耗節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器具有節(jié)能效果明顯、售價低、可靠性高、壽命長、諧波含量低和無高頻干擾等優(yōu)點,必將成為我國鎮(zhèn)流器市場的主導產(chǎn)品。目前市場上的電子鎮(zhèn)流器質(zhì)量難盡人意,產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性和可靠性均難以保證。
當前,節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器己進入市場,其節(jié)能效果己受近電子鎮(zhèn)流器,已被國家列為“中國綠色照明推廣品”。
3)改進燈具的控制方式,采用各種節(jié)電開關(guān)或裝置進行節(jié)電。根據(jù)照明的使用特點,可采取分區(qū)控制燈光或適當增加照明開關(guān)點等措施。臥室、病房、客房等床頭位置以及舞廳、酒吧、餐廳等,可考慮設(shè)置調(diào)光開關(guān),公共場所及室外照明可采用計算機控制或光電自動控制裝置,路燈宜分組控制,并推廣采用夜間節(jié)能控制方式。在走道、樓梯、雨蓬、廁所及人員短暫停留的公共場所,應(yīng)裝設(shè)定時開關(guān)。據(jù)估算,樓梯一只40w的“長明”燈泡,采用普通蹺板開關(guān)與采用定時開關(guān),年耗電量分別為160 kW•h、20 kW•h,二者競有8倍之差。
4)加強照明設(shè)施的維護管理。要定期清掃照明燈與照明器上的灰塵,及時更換老化的照明燈和損壞的照明器,充分發(fā)揮照明設(shè)施的效能,是照明節(jié)電中一項不容忽視的上作。
5)大力做好節(jié)電宣傳工作,并積極采取一些主動限制措施進行節(jié)電,如對車間內(nèi)、宿舍區(qū)、住宅等照明用電量采取單獨計量,減少電能浪費,養(yǎng)成全民節(jié)約用電的好習慣。
3.4 加速照明新技術(shù)研究
要進一步研究完善太陽能照明技術(shù),盡快將太陽能照明技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空障礙燈、高層建筑的供電標志系統(tǒng)(即光伏供電系統(tǒng))及其他照明供電系統(tǒng)中。
當前,太陽能照明供電無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都是可行的,而且在性能上具有明顯的優(yōu)越性,是絕好的綠色照明電源,應(yīng)用前景非常廣闊。同時,繼續(xù)深入研制新型節(jié)電型環(huán)保照明光源,加快“中國綠色照明”工程的進程,是我們面臨的一項重大現(xiàn)實課題。某機場研制安裝了半導體光源(LED)照明系統(tǒng)作為機場助航燈光照明,其節(jié)電率達到了近90%,而且改善了照明質(zhì)量,提高丁燈具的使用壽命。因此,在建筑照明中充分應(yīng)用高新技術(shù),提高照明質(zhì)量,節(jié)約電力能源,還有較大的空間和潛力。
4、電子設(shè)備節(jié)能技術(shù)
電子設(shè)備節(jié)能技術(shù)有軟、硬兩種方式;硬方式是運用電力變換技術(shù)(基于電力電子技術(shù))節(jié)能,軟方式或是運用電力管理節(jié)能。隨著功率開關(guān)元件、控制電路和和控制理論的發(fā)展,電力變換技術(shù)對提高變換效率產(chǎn)生了重大影響。此外,以數(shù)寧信號處理器DSP為代最的數(shù)字技術(shù),可以實行復雜的控制,對降低控制電路的功耗起著重要作用。
4.1 大規(guī)模集成電路(LSI)
1)低電壓、大電流降低電源電壓,是減少LSI功耗最有效的辦法。從LSI加工的微細化趨勢看,這是一種必要的技術(shù)。目前,CPU已采用18V的工作電壓,將來有降低至lv的趨勢。
2)工作頻率的控制控制LSI的工作頻率,也是降低功耗的手段之一。通過電力管理,降低LSI的工作頻率,精確控制其停止動作.可以減少功率消耗。
3)低功耗LSI的電源為了滿足上述要求,電源電路采用同步整流的DC——DC變換器。構(gòu)成這種直流變換器的關(guān)鍵元件是控制用Ic、電力扼流圈、功率晶體管和平滑電容器。為了提高電流變換器的變換效率,現(xiàn)己開發(fā)出超低耗電流的控制用IC、低導通電阻、低驅(qū)動功率的功率場效應(yīng)管(FET)和低損耗的電力扼流圈。
4.2 電動機驅(qū)動
1)逆變器控制 目前,變頻空調(diào)機在市場上的銷勢非常好,其重要原因是采用了逆變器控制技術(shù),達到了省電、低噪聲、高效能等良好的效果。電冰箱、空調(diào)機、洗衣機等家電產(chǎn)品大多數(shù)都是采用工頻電源驅(qū)動的感應(yīng)式電動機,很難直接改變這種電動機的運轉(zhuǎn)頻率。如果引進逆變器控制技術(shù),用功率晶體管調(diào)整電動機的驅(qū)動電壓,進行轉(zhuǎn)速控制.就可以顯著提高電動機的效率,大幅度降低能耗。 目前新型的卒調(diào)設(shè)備采用了脈沖振幅調(diào)制(PAM),代替原用的脈寬調(diào)制(PWM)控制.這樣可以使用低轉(zhuǎn)矩高效電動機驅(qū)動壓縮機,提高中低速運行的效率,實現(xiàn)大幅度節(jié)電。
2)新一代功率開關(guān)元件為了能夠直接給電動機輸入工頻電源,處理高電壓、脈沖大電流,己開發(fā)出新一代耐用高壓、低導通電阻的IGBT,用于功率開關(guān)元件,開發(fā)成功的第三代IGBT與第一代產(chǎn)品相比,在斷態(tài)下降時間及飽和電壓特性上均有較大幅度提高。例如15Hz下運行的低噪聲逆變器,用第三代IGBT比第一代的功率損耗大約減少了一半。開發(fā)大容量GTR、GTO、IGBT、IGCT、MOSFET、EITH、PCTH和SMAR-POWER等電力電子器件,并應(yīng)用于電動機調(diào)速、整流裝置、勵磁電源、無功補償、熒光燈高頻整流等,均有明顯節(jié)電效益。
3)直流無刷電動機把永磁體用在直流電動機的轉(zhuǎn)子內(nèi),將磁體形改為D型,可以提高磁通密度,達到提高電動機效率的目的。顯然,采用高磁能積的釹鐵硼永磁體作轉(zhuǎn)子磁芯,電動機的效率會更高,體積也可以大大縮小。
4)電動機調(diào)速。包括采用調(diào)速電動機或液力偶合器、液粘調(diào)速離合器、串級調(diào)速、變壓和變頻調(diào)速等調(diào)速裝置,在調(diào)速裝置中變頻調(diào)速的優(yōu)點很多,某些場合,變頻調(diào)速節(jié)能達50%左右。
4.3 降低待機時的耗電量
降低待機時消耗的電力,就是設(shè)法提高常駐電源的變換效率。對于電源容量在100W以下的機器,常駐電源大部分不是內(nèi)置的,通常使用一個多輸出型電流變換器。只需要提高此種變換器自身關(guān)閉(負荷為幾w)時的變換效率。含有常駐電源的小容量電源裝置,從封裝和價格方面考慮,采用他激式或自傲式的反饋變換器。
5、節(jié)能新技術(shù)
5.1 超導電力應(yīng)用技術(shù)
金屬電阻隨溫度降低而變小,達某極低溫度時,電阻減小到零,即呈現(xiàn)超導現(xiàn)象。近年來對超導材料已取得新的突破,找到在液氮溫度-194℃下的超導材料。超導體由于有良好的傳導性能,在電力上應(yīng)用將具有顯著的節(jié)能效果?,F(xiàn)在主要從發(fā)電、輸電、電力儲存及尖端發(fā)電技術(shù)四方面研究開發(fā)。超導發(fā)電機與常規(guī)發(fā)電相比,體積減小一半、重量減輕2/3,而效率可達99.5%?,F(xiàn)在輸電損失在10%以上,而超導電纜可做到基本無損失。用超導的蓄能技術(shù),其儲電效率可達90%,比其他儲電技術(shù)高15%~40%。利用超導體產(chǎn)生強大磁場,口J應(yīng)用在磁流體發(fā)電和核聚變尖端發(fā)電技術(shù)上。
5.2 高效蓄能電池
主要用于電動汽車和電力調(diào)峰,為了環(huán)境保護,現(xiàn)在國際上正在大力開發(fā)電動汽車,目前用于電動汽車的高效蓄電池.一次充電已可行200km;用于調(diào)峰的蓄電池功率到1000 kW,充入電效率達90%~91%,同樣體積的蓄電量可為鉛蓄電池的2~3倍。這些高效蓄電池也應(yīng)用在風力發(fā)電與太陽能發(fā)電上。
5.3 燃料電池
燃料電池的基本原理與一般電池相似,可將燃料氧化反廊所釋放的能量轉(zhuǎn)換為電能。所不同的是燃料電池是燃料(氫氣、天然氣、石油氣、煤制氣)連續(xù)輸入負極,通過電解質(zhì),與也連續(xù)地輸入正極的氧化劑進行化學反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能和熱能,由此,燃料電池能連續(xù)不斷地輸出電能和熱能。燃料電池電能轉(zhuǎn)換效率可達50%,如計入副產(chǎn)品熱能綜合利用,轉(zhuǎn)換效率可達80%,節(jié)能顯著。它可建成集中供熱電廠,也可為分散小單位供熱供電.可免去存長距離輸送時所需設(shè)施和能量損失。
5.4 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)
煤氣化生成燃料氣,燃料氣驅(qū)動燃氣輪機,燃氣輪機排煙氣加熱鍋爐,產(chǎn)生蒸氣驅(qū)動汽輪機發(fā)電。目前國外己建、在建的IGCC有20多個,新一代的IGCC供電效率可達43%~46%,我國也正在研究開發(fā)。
6、結(jié)束語
目前作為主要能源的煤和石油等一次能源,都是不可再生的地球資源。社會經(jīng)濟發(fā)展愈迅速,對能源的開采量需求就愈大,地球所蘊藏的化石能源總有天將開采殆盡,這與可持續(xù)發(fā)展是相矛盾的。因此,合理高效地利用能源,是保持社會適度發(fā)展,又盡可能地減少資源消耗的要求。從環(huán)境保護方面來說,保持生態(tài)平衡、減少環(huán)境污染也是可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容,粗放型經(jīng)濟的發(fā)展己使得人類生存環(huán)境極度惡化在經(jīng)濟發(fā)展中減少對環(huán)境的污染、保持人類生存環(huán)境已成為全人類的當務(wù)之急。
電能作為最經(jīng)濟實用、清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式,其節(jié)能技術(shù)的推廣有助于顯著減少次能源的消耗和環(huán)境的污染,是合理高效利用能源的有效途徑。
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