分布式能源系統(tǒng).ppt

分布式能源系統(tǒng) 傳統(tǒng)建筑能源 主要供能方式 燃煤供暖 嚴重惡化環(huán)境天然氣或電直接供熱 冷 能源利用率低集中熱電并供 距離限制結果 電力與天然氣峰谷差加大發(fā)電設備年運行時間下降巨額固定資產浪費結論 未能達到能源梯級利用 造成能源 環(huán)境和經濟上的被動 電網 可靠嗎 超大型電力系統(tǒng)面臨嚴峻挑戰(zhàn)2003年8月14日 美 加大停電 每天損失300億美元2003年8月28日 英國倫敦大面積停電2003年6月11日 臺灣高雄全市停電2003年2月3日 阿爾及利亞全國停電數小時 停電時的紐約 解決途徑 分布式能源系統(tǒng) 問題 建筑能源系統(tǒng)直接將高品位能用于低品位能的需求又試圖將太陽能等低密度能源艱難地轉換為高品位能思路 系統(tǒng)集成 傳統(tǒng)與可再生能源互補系統(tǒng)發(fā)展趨勢 熱電聯(lián)產冷熱電一體化生態(tài)建筑 分布式能源系統(tǒng)概念 指各種集成或單獨使用 靠近小型用戶 容量在幾kW到50MW的模塊化發(fā)電裝置 其與能源管理和儲存系統(tǒng) 如超導儲能 相結合 用于改善輸電系統(tǒng)的運行 可以位于終端用戶附近 建設在工業(yè)園區(qū) 樓宇 社區(qū)里 分布式能源系統(tǒng)可為在不適宜建設集中電站的地區(qū)和輸電網末端的用戶及輸配電系統(tǒng)提供能源 能夠有效降低熱 電 冷等遠離能量輸送損失和相應的輸配電系統(tǒng)投資 為用戶提供高品質 高可靠性和清潔的能源服務 分布式能源系統(tǒng)1978年由美國公共事業(yè)管理政策法提出并推廣 分布式能源系統(tǒng)特點 節(jié)省輸變電投資供電可靠性提高滿足特殊場合的需求具有良好的環(huán)保性能為能源的綜合梯級利用提供了可能為可再生能源的利用開辟了新的途徑 分布式能源系統(tǒng)的主要形式 從動力裝置來看 微型燃氣輪機 燃氣輪機 內燃機 常規(guī)的柴油發(fā)電機 燃料電池 從用戶需求不同來看 電力單供 熱電聯(lián)產方式 CHP 熱電冷三聯(lián)產 CCHP 等方式 美國能源部CCHP綱領 美國能源部 DOE 1999年提出 CCHP創(chuàng)意 CCHP2020年綱領 2005年 確保行業(yè)法規(guī) 稅收優(yōu)惠 建立200個示范工程2010年 20 的新建商用建筑采用CCHP 5 的已建商業(yè) 學院采用CCHP2020年 50 的新建商業(yè) 學院采用CCHP 15 的已建商業(yè) 學院采用CCHP 日本發(fā)展計劃 1994年日本政府制定了 新能源計劃 到2000年日本太陽能發(fā)電達到400兆瓦 計劃2010年達到4600兆瓦 日本將太陽能的研究開發(fā)重點放在低成本大規(guī)模生產技術方面 以促進太陽能發(fā)電的實用化進程 目前研究重點主要集中在大面積薄膜非晶硅 CdTe電池 CIS電池的制造技術 V族化合物半導體高效光電池 非晶硅及結晶硅混合型薄膜光電池 多晶硅低成本精煉技術等方面 風力發(fā)電主要開發(fā)單機容量為500千瓦的三翼剛性構造的風力機組以及集合型風力機組群有關技術 華盛頓水門飯店 馬里蘭大學2001 東京新宿區(qū)冷熱電系統(tǒng) 大阪 京都 國內的冷熱電項目 單位 kW 冷熱電系統(tǒng)現(xiàn)狀 發(fā)電 動力循環(huán)制冷 中溫排熱 吸收機 蒸汽 煙氣 供熱 簡單利用 余熱鍋爐供熱 生活熱水 取自余熱鍋爐一般都需要補燃 2008年奧運主場館分布式能源系統(tǒng)研究目標定位與方案總體思路 實現(xiàn)傳統(tǒng)能源與可再生能源的聯(lián)合使用 形成有機的整體根據負荷變化和各能源品種的特點 靈活 高效 合理地調配多能源輸入與多能源輸出多功能的分布式能源系統(tǒng) 方案設計目標 方案定位 追求國際領先水平 實現(xiàn)多種能源互補 充分利用可再生能源 包括太陽能 水源 地源 風源 系統(tǒng)高度集成 能量梯級利用 特別是中低溫余熱的利用 冬季熱泵方式供熱夏季吸收機回收排熱 提供生活熱水 同時提高機組效率低溫余熱除濕 夏季 采暖 冬季 能源系統(tǒng)與建筑功能的有機結合 奧運能源展示中心 EnergyPark 目的 采用國際上最新的分布式能源技術 綜合利用天然氣 太陽能和地熱等能源 先進 高效 智能 清潔 可靠的能源系統(tǒng) 任務 國家體育場 游泳中心 信息大廈全部空調 采暖和生活熱水 部分電力 示范場館分布示意圖 示范場館介紹 國家體育場25萬平方米 含地下 奧運會期間100 000人 會后80 000人國家游泳中心8萬平方米 含地下 奧運會期間17 000人 會后6 000人奧運信息大廈8 8萬平方米主要功能 電話局 通信主機房 管理 辦公等 特點1 能源的梯級利用 品位 燃料 高溫 中溫 低溫 環(huán)境 特點2 中溫熱源利用 冬季 熱泵方式供熱傳統(tǒng)方案 中溫余熱鍋爐 1 0 設計方案 吸收式熱泵供熱 1 3 2 0 夏季 吸收機冷凝器排熱回收 50 70 傳統(tǒng)方案 環(huán)境排放 冷卻水消耗設計方案 產生活熱水 泳池加溫 機組效率提高 特點3 低溫熱源的利用 傳統(tǒng)方案 排棄 約10 設計方案 夏季 游泳館除濕空調負荷下降約40 提高制冷機的制冷效率冬季 采暖 生活熱水 特點4 天然氣與可再生能源 資源互補的能源系統(tǒng) 冷熱電聯(lián)產系統(tǒng)太陽能光熱利用地源熱泵技術中水的利用 中水資源的利用 高品質中水1 2萬噸 天 7 5萬噸 天 中水8萬噸 天 北小河污水處理站 清河污水處理站 中水6萬噸 天 結論 提出了奧運能源系統(tǒng)研究方案的總體思路及追求國際領先的水平定位 研究方案在節(jié)能率 環(huán)保 可靠性等方面充分體現(xiàn) 科技奧運 綠色奧運 的精神 并對我國城市能源建設和分布式能源系統(tǒng)本身的發(fā)展 具有展示性和標志性作用 分布式能源系統(tǒng)特點 1 能源綜合梯級利用 節(jié)能率10 40 2 環(huán)保性能好 NOx排放低 可小于10ppm 3 彌補大電網的安全穩(wěn)定性 4 特殊場合需求 醫(yī)院 銀行 軍用電源 渡假村等 5 移 電峰 同時填 氣谷 6 網絡化 智能化控制和信息化管理 7 投資低 效益大 經濟性良好 問題一 太陽能與地源熱泵聯(lián)合供暖 太陽能難以單獨用于供暖 地源熱泵可以用于單獨供暖 但需要埋管面積 埋管面積是建筑面積的1 4 1 5 太陽能作為地源熱泵的調峰用于供暖 作業(yè)一 建筑物供暖面積200m2 熱負荷80w m2 太陽能用于供暖 試計算太陽能集熱板面積以及