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可再生能源分析精选(九篇)

可再生能源分析

第1篇:可再生能源分析范文

论文关键词:风电市场,可再生能源,投资

引言

进入21世纪,全球可再生能源发展,风能作为一种高效清洁能源正受到越来越多国家的高度重视,成为继石油燃料,化工燃料之后的核心能源,据专家统计,世界上已探明的石油资源只够人类用45年,天然气够用61年,煤炭够用230年,据中科院电工所某研究员测算,我国已探明的煤炭将在81年内采光,石油将在15年左右枯竭,天然气也将在30年用尽。从20世纪90年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的不再是石油、煤气和天然气,而是太阳能、风能等可再生能源。因此,国际上一些能源专家预言,就能源而言,21世纪将是风能等可再生能源的世纪。

美国总统奥巴马在2011年1月底表示:美国应该对未来的能源进行投资,而不是过时能源;美国政府2012年预算将把投向清洁能源技术的资金增加1/3,至80亿美元左右。2010年中国清洁能源投资增长了30%至511亿美元,成为迄今为止清洁能源投资数额最大的国家。目前世界上十大风能制造商两大在我国市场发展,因此我国风电市场发展机会很大。

1、我国风电发展概况

1.1我国风电在世界风电市场中的地位

1995~2002年,太阳能光电以高达30.9%的增长率位居第一,风力发电紧随其后,年增长率为30.7%,而煤电,水电,核电的年增长速度不到1%,石油、天然气仅为2%左右。2008年底,我国风电装机894万千瓦,居世界第四。《中国风能发展报告2010显示》:中国在2009年风电新增装机容量1380万千瓦,全球排名第一,累计装机容量2601万千瓦,全球第二。据《BP世界能源统计》,2009年风能、太阳能和地热能资料估计贡献率为1.7%的全球发电量,风能的装机总量增长了31%,中国风电装机容量在2009年已连续5年实现100%的增长。2010年中国风力发电新增装机达1600万千瓦,累计装机容量达到4182.7万千瓦,跃居全球第一。

1.2根据《风力12》对我国风电发展进行分析

2002年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12~关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》报告,如表1-1《风电12》蓝图表:

表1-1《风电12》蓝图表

年份

装机容量增长率/%

年新增容量/MW

累计装机容量/MW

风电年电量(万亿kw.h)

世界电力需求/(万亿kw.h)

风电占世界电力的比例)

2008

25

27569

133764

262.9

19010

1.54

2009

20

33083

166829

365.4

19540

1.87

2010

20

39699

206528

452.5

20037

2.26

2011

20

47639

254167

556.6

20532

2.71

2012

20

57167

311333

763.6

21040

3.63

2013

20

68600

379933

931.9

21560

4.32

2014

20

82320

462253

1133.8

22093

5.13

2015

15

94668

556933

1366

22639

6.03

2016

15

108868

665790

1633

23198

7.04

2017

15

125199

790988

1940.1

23771

8.16

2018

10

137718

928707

2277.9

24359

9.35

2019

10

151490

1080197

2649.5

24961

10.61

2020

151490

1231687

3021.1

25578

11.81

2030

151490

2592424

6358.7

31524

20.17

2040

151490

3082167

8099.9

第2篇:可再生能源分析范文

【关键词】情景分析;水能消耗;IPAT方程

一、问题的提出

中国可再生能源消费与经济增长,是近些年国内外经济学界持续研究的热点问题之一。用于对经济增长的情景预测分析有情景优化模型和情景模拟模型两个大类,还衍生出了基于agent的情景仿真模型。情景模拟模型是以情景分析为基础,预测能源消费对经济增长的影响力度,其主要代表模型有LEAP、MESSAGE、IPAT等。

情景优化模型是在考虑一定的约束条件下,通过线性规划确定最小成本的能源消耗,其主要代表模型有MARKAL、EFOM和AIM/能源排放模型等。基于agent的情景仿真模型,观察能源消费的集聚演化过程,常见的平台主要有SWARM,ASPEN等。本研究属于情景模拟模型的范畴。

二、文献综述

目前,已有大量学者采用不同方法对能源消费和经济增长之间的关系进行了大量的研究。

刘慧、张永亮、毕军(2011)以江苏省为例,通过推进低碳经济政策措施,加强国际合作,设定基准情景(BAU)、低碳经济政策情景(LES)和国际合作与技术转移情景(ICS)三种政策情景对江苏省未来中长期能源需求与二氧化碳排放强度进行分析,预测到2020年,我国有可能在地方和区域层面上实现单位国内生产总值二氧化碳排放强度降低40%-45%的目标。

刘贞、张希良、高虎(2011)通过对当前主要的情境设计及评价方法的研究,提出了一种基于动态成本曲线的可再生能源发展战略情景仿真模型。

第3篇:可再生能源分析范文

一、农村可再生能源的现状分析

太原市的农村可再生能源工作起步于2003年,从以农村户用沼气为主,逐步扩展到大中型沼气工程、秸秆集中供气工程、小型沼气工程、节煤省柴炕(吊炕)、生物质炉、太阳能利用等,农村可再生能源逐渐向规模化、产业化方向发展。

1、农村户用沼气

2010年底,全市共有户用沼气2万余户,涉及全市9个县(市、区),57个乡(镇、街办),515个行政村。从整体的情况来看,户用沼气经过几年的集中建设,已基本趋于饱和,目前处于消化巩固阶段,重点在于如何搞好服务,提高使用率,实现沼气产业效益最大化。从近几年的运行情况分析,影响户用沼气使用的因素大致有以下几方面:

(1)沼气发酵原料不足。

太原市是省会城市,城镇化建设步伐较快,养殖业向集约化和规模化发展,分散的庭院养殖已经逐步被淘汰,沼气池缺乏足够的发酵原料。没有养殖的农户外购原料,既嫌麻烦,成本又偏高,成为影响沼气使用的主要因素之一。

(2)多种因素造成的人池分离。

许多农村青壮年人进城打工或因子女进城上学,搬入城中居住,家中仅留老人或纯粹无人居住;移民搬迁,农民搬离了建有沼气池的院落;城市化建设发展,一部分沼气农户被拆迁等,这一系列因素造成沼气池报废或弃用。成为影响沼气使用的又一大因素。

(3)替代能源方式较多。

山西省是能源大省,煤炭、电力较为充足,生活水平相对较高的农民,嫌沼气池的管理麻烦,在沼气池第一次加入的原料使用完后,不再进料出料,改为使用电磁灶、液化气或传统煤炉。还有一些地方使用了大型沼气、秸秆集中供气或生物质炉,代替了户用沼气。这已成为影响沼气使用的第三个因素。

(4)沼气池故障得不到及时维修。

沼气池经过几年的运行后,会出现一些或大或小的故障,因为服务技工没有工资,但在农村服务后收费比较难,所以技工不愿意出工,这些故障长期得不到及时排除,被搁置起来。形成了病池,导致沼气池的停用,是影响沼气使用的第四个因素。

2、乡村服务网点

太原市现有90个乡村服务网点,有3种运行模式:村委会代办、个体承包、协会领办。虽然每个网点都配备了沼气技工,但由于技工没有固定工资,仅靠收取服务费来维持。从运行情况来看,每个网点年运行费用在2~3万元左右,向服务对象收取服务费较为困难,只有一些村委会代办的网点,依靠村集体支付一部分技工工资,维持着网点的运行,而村集体经济较弱的网点和其他模式的网点,因技工收入没有保障,难以维持日常生活,转而从事其他行业,使得服务链断裂、脱节,服务质量明显下降,成为影响服务网点正常运行的最主要因素。

3、大中型沼气和秸秆集中供气工程

太原市建成的大中型沼气工程有18处、秸秆集中供气工程17处,主要运行模式有村集体管理和企业自营2种,从目前的运行情况来看,村委会经济实力强的村,能为气站提供全部或部分补贴,农户能享受到无偿或低价供气,使气站保持正常运行,村集体经济弱和企业自营的气站,多数已停止运行,主要因为原材料涨价,收取的费用不能维持气站的日常运行费用,如果提高收费标准农民又拒绝使用,成为无法回避的矛盾,导致很大一部分气站处于停运状态。

4、节煤省柴炕(吊炕)

节煤省柴炕,俗称“吊炕”,全称“高效节能架空炕”,2007年太原市引进该项技术进行示范推广。目前全市共建成4718铺,主要分布在清徐县、娄烦县、阳曲县和尖草坪区,主要使用对象是有睡炕习惯的中老年农民,该项目以其节能、美观、热效率高受到了农民的普遍欢迎,由于建设指标少,经常出现农民争着抢着建,工程队进到村里农民拉着不让走的情况,是一个适宜在太原地区推广的好项目。

5、太阳能利用

作为一种取之不尽、用之不竭的能源,太阳能的开发利用将极大的造福人类。由于太阳能产品成本较高,推广速度也较为缓慢,但却很受农民的欢迎。目前太原市的农村太阳能项目只有太阳能路灯和太阳灶,并且推广的数量也较少,仅仅是示范性推广,还需要政府加大扶持力度。

二、农村可再生能源的发展对策

1、农村可再生能源发展要因地制宜,符合当地的自然条件。

在项目选择上,要结合当地的实际情况和工作重点,认真做好前期调研工作,可以在不同地点,不同农户选择安排不同的项目,也可以几个项目在同一地点,同一农户同时安排,比如吊炕的推广,要选在有睡炕习惯的农村地区,同时优先考虑在沼气使用好的农户。这样既兼顾了地区间的项目平衡,也考虑到项目的推广示范效果,从而实现安排合理化,效益最大化。

2、建立一套有效的长效运行机制,使农村可再生能源项目能够连续稳定的发展。

不仅要重视项目的建设,更要重视项目的管理。农村可再生能源项目是造福农民的好项目,还处于推广阶段,不可能做到一劳永逸,在项目设计上,不但要考虑把项目建设好,要更多的考虑项目的后期运行,把一系列影响项目运行的后期因素都要考虑进去,并设计出一整套解决方案,使项目能够健康稳定运行。比如大型沼气工程建成之后要保证正常运行,就需要向用气农户收取燃气费,收费上农户是与其他能源进行比较(比如电磁炉)的,收费低则企业亏损,收费高则农户弃用。政府可考虑对农户使用沼气的费用和使用电磁炉的费用做一比较,对差额部分进行补贴,鼓励农民使用沼气,确保大型沼气工程的健康发展。

3、提升乡村服务网点功能,提高项目使用效率。

乡村服务网点是农村可再生能源项目的基层组织,最初设计是服务于农村沼气,是市场化运作,服务人员的待遇靠收取服务费来维持。目前太原市共有90个乡村服务网点,由于技术服务人员的收入和生活没有保障,转而从事其他行业,严重的影响了沼气服务体系的发展。如何留住人才,成为目前面临的一个突出问题。个人认为,农村可再生能源项目日益多样化,可对网点功能进行重新整合,拓展服务范围,服务于所有农村能源项目,并于其他农业项目结合,纳入农技推广体系范围,解决好“最后一公里”问题,强化服务网点的公益性,通过财政支持来完善和稳定基层队伍。从而有效解决服务体系“网破、线断、人散”的问题。

4、提高科技含量,大力扶持推广“三沼”综合利用技术。

沼气的更大经济效益来自于“三沼”综合利用技术,“三沼”在农业生产中具有很高的应用价值,能够节约大量的农药、化肥,生产出高品质、无公害的优质农产品,是增加农民收入的一条有效途径。财政应在“三沼”综合利用技术的推广上加大资金投入,大力扶持“三沼”综合利用的试点示范工作,提高沼气产业的科技含量,让农民从沼气上得到更多的实惠,使农民对沼气有一个全新的认识,形成自觉用好、管好沼气的好风气。

第4篇:可再生能源分析范文

关键词:分布式;可再生能源;配电网

作者简介:莫芸(1981-),女,广东湛江人,广州供电局有限公司番禺供电局,工程师;匡萃浙(1988-),男,江西吉安人,华南理工大学电力学院硕士研究生。(广东 广州 510641)

中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0193-02

当前,电力系统朝着大电网、高电压、交直流互联的方向发展。[1]随着分布式可再生能源大量分散接入配电网后,单向辐射式的配电网转变为分布密集并与用户互联的网络,因此电网潮流将不再自变电站母线单向送出,而是随着时间出现双向流动的特征,从而改变了传统电力系统的运行模式,并由此产生诸多新的研究对象和领域。[2,3]必须针对含有分布式电源(简称DG)的电网规划与运行方式、继电保护、安全稳定性、对调度控制中心的影响等一系列问题进行深入的研究。

为了促进电力生产的节能减排,目前DG多数采用可再生能源,诸如风力发电、光伏发电、生物质能发电等等,而各种可再生能源发电的连续性、可预测性和可控性都比较差,为电网运行带来诸多不利的影响[3],通常涉及到网络功率损耗、配电线路潮流、配电网运行可靠性、电能质量乃至配网规划各个领域。

一、对网络损耗和线路潮流的影响

随着DG在配电网中的接入,配电网的功率损耗不仅与负荷水平有关,同时还受到与系统相连的DG的位置分布、出力大小以及配电系统拓扑结构等的影响。[4,5]随着DG的大量接入导致电网中各线路的潮流时空变化特性复杂,这将引起配电网有功网损产生许多变化:

(1)系统中DG的出力只能部分满足其相邻节点处的有功负荷,那么将使配电网中所有线路的损耗减小。

(2)系统中DG的出力可以满足部分相邻节点处的有功负荷,但DG总出力仍然小于系统的总有功负荷,那么DG的接入可能导致配电网局部有功损耗增加,但配电网总有功损耗将减小。

(3)当配电网中的总负荷量低于DG的输出总量时,配电网的损耗将大幅度增加。

由此可见,随着DG的广泛接入,配电网的损耗可增大亦可减小,这与DG接入的地理位置、用电负荷的大小乃至网络的拓扑结构是密切相关的。

二、对配网运行可靠性的影响

随着分布式可再生能源接入配电网,电力系统的安全和可靠性可能往好的方面发展,也可能趋于恶化,这需视具体情况而定。

若将DG以备用电源的角色接入配电网,那么在一定程度上可以减轻电网过负荷的程度,从而有效提高电网的输电裕度。如果DG的布置合理以及电压调节有效得力,DG将对支撑系统电压稳定起到显著作用,使系统电压更稳定可控;若DG还具备低电压穿越能力,在电网发生故障时仍能不间断运行,并且加大力度向电网输送无功,电压骤降得到有效遏制,显著提升系统对电压的调节支撑性能。

随着DG广泛接入配电网,也有可能使系统的安全可靠性降低:

(1)若是DG不具备低电压穿越能力,当系统发生故障时该DG将被电网自动切除,而当其所连接的线路故障重合后,DG非但没有起到电压支撑的作用,反而会引起电压的跌落。如果电网无法及时切除DG,造成的非同期重合可能会引起保护误动作乃至设备受损,最后线路无法及时恢复运行,用户的停电时间反而增加了。

(2)若DG与配电网的继电保护不能很好配合的话,可能导致继电保护误动作,系统的可靠性随之显著降低。

(3)安装地点、容量和连接方式不适当的DG也可能导致配电网的安全可靠性降低。

(4)对于经典放射状配电网,电网结构随着DG的接入而发生了变化,同时短路电流和持续时间也受到了影响,导致继电保护装置因为是按原有网络拓扑图设计而发生误动作,最终妨碍了自动重合闸和备自投装置的准确动作。

此外,当电力系统受到来自外部的干扰时,含大量DG的系统和某些类型DG技术以及电力电子设备将使得转子转速偏差逐步增大,振荡持续时间随之延长,较大程度上影响了系统暂态稳定,也给系统的安全运行带来了潜在威胁。

三、对电能质量的影响

DG广泛接入配电网后不可避免地给配电网带来各种扰动,包括稳态和暂态两大类,由此造成了系统的电能质量问题,涉及到四个方面。

1.稳态电压

(1)电压升高。当无DG接入时,用户侧电压通常低于系统侧电压,但当DG单元在负荷侧或用户附近接入时,潮流反向现象将可能出现,严重情况下可能导致用户侧电压高于变电站母线电压。

(2)电压降低。当调压装置(比如有载调压变压器或电压调节器)的下游接入DG单元,DG的存在有效减轻了压降补偿装置所测量到的负荷,维持馈线末端电压达到规定标准的实际设定值普遍高于进行电压补偿时所设的目标电压值,因此接入DG后馈线上的电压低于未接时的电压。

2.电压波动

(1)若DG与当地负荷同趋势运行,即DG的出力随着该负荷的增加(或减小)而相应的增加(或减小),减少了对上级电网远距离输电电力的负荷需求,则此时配电网中电压的波动受到DG接入的抑制。

(2)若DG与当地的负荷逆趋势运行,如利用自然资源(太阳能、风能、潮汐能等)发电的DG,由于其输出量相当程度上取决于所属自然资源的特有属性(如太阳光辐射强度、风速、海水的势能等),实现有效的控制将非常困难,则协调此类DG系统与当地的负荷稳定运行将很困难。如此一来系统电压的波动极可能加剧,展现反调峰特性。

3.电压闪变

规模较大的DG启停或者出力大幅波动;DG与作为反馈环节的电压控制系统相互作用。

针对以上情况,应尽量减少DG系统的启动次数,并经由逆变器将DG接入配电系统,从而尽量控制DG出力的变化。

4.高次谐波

由于DG系统中采用了一些电力电子设备,再加上DG本身就是一个谐波源,导致DG接入配电网会产生大量高次谐波。以风电并网为例,无论发电机组的品牌与规格,发电机只是一小部分谐波电流的来源,其最大来源是构成风电机组的电力电子元件。正常情况下,谐波干扰的程度取决于变流器装置的设计结构及其安装的滤波装置状况,同时谐波干扰在一定程度上也受电网短路容量的影响。

四、对配电网规划的影响

随着DG在配电网中无规律投入或退出运行的情况大量、频繁地发生,使得预测电网负荷的不确定性逐渐增大,自然配网规划人员预测负荷的准确性便大打折扣。为了保证电网的拓扑、参数等能够适应安全和可靠运行的要求,DG的大量接入对配电系统规划提出了新的挑战。

DG接入给配电网规划所带来的影响主要包括以下几个方面:

(1)大量的DG接入使得配电网的负荷预测、规划和运行的不确定性比以往更为突出。用户大量安装DG对提高自身以及配电网的供电可靠性起到了积极的作用,但另一方面使得配网规划人员预测负荷增长的准确性大打折扣,继而深刻影响着网络拓扑、导线参数、无功补偿等方面的规划。

(2)一般来讲,配电网规划考虑的年限通常为5~20年,在此期间的负荷增长率通常假定为某一固定值,随着越来越多的负荷节点容量的不断增加,就需要适当新建变电站来满足负荷的需求。考虑到配电网规划问题的动态属性同其变量的维数密切相关,在配电网中不断增加的DG发电机节点将使得变量维数不断增加,在追求建造成本、维护成本和电能损耗最小的方案的优化规划过程中形成“维数灾”效应,致使网络规划方案的最优化过程更为困难,甚至无法求得可行解。

(3)从保障配电系统安全和稳定运行的角度出发,让DG接受电力系统的统一调度已经成为广泛的共识。为此,可以借助FACTS设备对其进行有效的控制和调节,使现有的配电系统集成DG/FACTS单元,这不仅需要对现有的配电自动化系统进行优化,还要使之具备由被动到主动地管理配电系统的能力,尤其是在自动电压控制、DG与配电系统的协调控制与保护、自动重合闸和备自投的协调控制等方面提出了更高的要求。

(4)DG系统的投运将在不同程度上降低配电线路的利用率,那么,电网公司投资线路的成本将难以在预期时间内收回,导致沉没成本。在电网公司越来越重视资产全寿命周期管理的今天,如何合理规划好配电网络、确保电网运行的经济性也成为当前的一个重要任务。

(5)DG机组的种类繁多、性能差异很大,而且所依赖的能源形式多样化,这使得在配电系统中合理地配置电源结构、高效率协调利用各类型的DG显得尤为重要,更是对配电网规划人员智慧的考验。

此外,随着DG的广泛应用,使得将国家能源政策、能源规划等与含DG的电网规划紧密结合成为一种必然,配电网规划问题趋于复杂化,并从多维度影响着规划。

五、小结

DG基于污染少、损耗低、可靠性高、能源利用率高等技术特点在近些年得到了飞速发展。随着DG越来越多地接入配电系统,给电网带来的影响不容忽视。本文分别从网络损耗和线路潮流、运行可靠性、电能质量、配电网规划四个方面详细阐述了DG接入给配电网所带来的影响,希望能够给相关领域的技术人员提供一些参考。

参考文献:

[1]钱科军,袁越.分布式发电技术及其对电力系统的影响[J].继电器,2007,35(13):25-29.

[2]王成山,.分布式发电,微网与智能配电网的发展与挑战[J].电力系统自动化,2010,34(2):10-14.

[3]王建,李兴源,邱晓燕.含有分布式发电装置的电力系统研究综述[J].电力系统自动化,2005,29(24):90-97.

第5篇:可再生能源分析范文

【关键词】再生铜冶炼企业;循环经济;评价指标;层次分析评价方法;现状

循环经济是以生态规律来指导人类社会经济活动的生态经济,是“资源-产品-再生资源”的闭循环过程,强调产品的清洁生产、资源循环利用和废次物高效回收。同传统经济的“资源-产品-污染排放”单流向的线性经济有着本质区别,能从根本上消除发展与环境之间的尖锐冲突。目前,我国铜冶炼可利用的资源比较有限,为保证精铜冶炼,再生铜冶炼企业必须做好废铜、再生铜等资源的回收与利用工作,实施循环经济,这是自身发展的必然选择,也是可持续发展的必然要求。但是,由于再生铜冶炼企业循环经济刚刚起步,很多方面还有待进一步完善,需要一套科学合理的评价指标体系和评价方法予以支持,以便客观而全面的反映再生铜冶炼企业循环经济发展水平。因此,进行再生铜冶炼企业循环经济评价研究是重要的,现实意义巨大。

1再生铜冶炼企业实施循环经济的必要性与重要性

我国有色金属工业经过几十年发展,再生铜冶炼实现了长足发展,为国民经济发展作出了突出贡献。但是,随着发展与环境之间的矛盾日益尖锐,粗放型经济增长方式的能源消耗大、资源利用率低、工业污染严重等问题越来越突出,已经难以适应可持续发展需求,这些问题成为制约再生铜冶炼企业发展的关键因素,传统经济模式已经走到尽头。加之,国内铜价低于国际铜价,再生铜冶炼加工利润薄弱,使国内再生铜冶炼企业发展严重受限。在这种情况下,再生铜冶炼企业实施循环经济是一种必然选择。对于再生铜冶炼企业来说,实施循环经济可以优化资源利用,提高资源利用率,促进经济增长方式从粗放型向节约型方向转变,走新型工业化道路。

2再生铜冶炼企业经济循环评价指标体系的构建

2.1循环经济基本框架

在铜矿资源有限及加工费用持续低迷的当下,某再生铜企业为实现可持续发展、提高核心竞争力,引入循环经济理念,通过清洁生产、污染防治、环境质量一体化管理及废弃物循环利用等方式初步形成了循环经济的基本框架,如图1所示。当然,实际上各再生铜冶炼企业循环经济模式各不相同,但都遵循减量化、再利用、再循环三个原则,基本围绕这三个原则来建设循环经济及其相关的技术措施。在循环经济下,某再生铜企业实行清洁生产,采用动力波洗涤、闪速熔炼、双转双吸、喷氮还原等技术工艺,选用清洁的原料,而且,注重污染防治与环境质量管理工作,制定污水、废渣等处理方案与环境管理方案,有效提高了资源利用率,降低了环境污染,对自身发展及国民经济、环境等都产生了积极效应。

2.2建立评价指标体系

可以看出,某再生铜企业循环经济主要包括清洁生产、污染防治、环境质量一体化管理、废弃物循环利用四个基本环节,这其实是从资源输入到资源生产消耗与循环利用,再到资源输出的一个流程,是再生铜加工生产过程中资源利用情况的真实体现。为有效评价某再生铜企业的循环经济发展水平,可以基于这样的一个资源利用过程建立循环经济发展的评价指标体系。因此,下面按照可比性、可量化、可行性、科学性、系统性、政策相关性等原则,结合资源输入、资源生产消耗与循环、资源输出三个环节提出了循环经济发展的评价指标体系及具体的评价指标。基于以上分析与考虑,再生铜冶炼企业循环经济发展的评价指标体系主要包括三个层次,分别是目标层(一级指标)、准则层(二级指标)、指标层(三级指标)。目标层:再生铜冶炼企业循环经济综合发展水平;准则层:资源输入指标、资源生产消耗与循环指标、资源输出指标;指标层:是资源输入、资源生产消耗与循环、资源输出各环节的具体评价指标。在资源输入上,评价指标具体有资本保值增值率、销售增长率、总资产报酬率、净资产收益率、单位产值新水消耗、单位产值能耗、单位产值能耗、综合利用效益、综合利用产品产值、总利润、废焦粉回用效益。在资源生产消耗与循环上,评价指标具体有能源利用率、能源利用效率、污水处理率、再生铜冶炼回收率、工业废水循环利用率、废渣综合利用率、综合利用率、废焦粉回用量。在资源输出上,评价指标具体有废渣排放量、废水排放量、废气排放量、外部损害价值。

2.3评价指标体系建立方法

循环经济是一个复杂的系统,想要对其进行科学有效的评价,其评价指标的建立与筛选都要讲究科学的方法,避免过于庞杂,又不可过少而遗漏重要内容,讲究总体最优或满意。为了做到这一点,建立并确定评价指标时,应按照以下流程进行操作。在整个评价指标建立过程中,理论分析、专家咨询、主成分分析、独立性分析是尤为关键的环节。通过理论分析,对再生铜冶炼企业循环经济特征、基本要素、主要问题进行科学的综合分析,确定能体现企业循环经济发展程度的一般评级指标;通过专家咨询进一步完善评价指标,确定具体的评价指标;主成分分析是评价指标完善与最终确立的重要环节,通过这一环节可以明确与再生铜冶炼企业循环经济密切相关的目标,确定主成分指标,如上文提及的准则层中的二次评价指标;通过独立性分析,可以避免评价指标之间出现信息、内涵等方面的重叠,使每一个评价指标都具有独立的意义。按照所示建立评价指标体系,这一指标必须应具备完备性、针对性、主成分性等特点,应客观而全面的反映再生铜冶炼企业循环经济发展水平,以及循环经济下各个方面的变化情况,这样才能根据评价指标去科学、正确、客观的评价循环经济。

3再生铜冶炼企业循环经济的评价实例

3.1原始数据处理

对某再生铜冶炼企业循环经济进行评价前,要利用模糊隶属度函数方法对各个评价指标原始数据进行处理,得到各个指标的模糊隶属度值,确定各个指标分属正向指标还是逆向指标。之后,按照公式计算得出企业循环经济发展指数、企业循环经济发展系数、企业循环经济发展协调系数。企业循环经济发展指数(Z)由资源输入、资源生产消耗与循环、资源输出的指数计算公式得来,具体的计算公式如公式(1)所示。Zki=nj=1ΣWij×LXijΣΣ(1)企业循环经济发展系数(C),由公式(2)计算得来。企业循环经济发展系数,是用来反映企业在评价期内循环经济发展的总体能力和水平的数据,是评价再生铜冶炼企业循环经济发展状况的一个不可获取的数据。计算出来的发展系数应在0~1之间,当在0≤C<0.5时,表示循环程度弱;当在0.5≤C<0.8时,表示循环程度一般;当在0.8≤C≤1.0时,表示循环程度强。Cki=3k=1ΣWk×Zki(2)企业循环经济发展协调系数(H),由计算公式(3)得来。企业循环经济发展协调系数,是用来反映经济、资源、能源、环境和循环经济发展潜力五个子系统协调发展程度的系数。计算出来的协调系数应在0-1之间,当在0≤H<0.5之间,表示协调程度弱,当在0.5≤H<0.8之间,表示协调程度一般;当在0.8≤H≤1.0时之间,表示协调程度高。Hi=1-Si/F軈i(3)

3.2评价指数计算与结果分析

根据以上三个公式,收集某再生铜冶炼企业2013年间业务数据,从中提取出公式计算需要的相关数据,然后代入公式中计算,得到需要的循环经济发展指数、循环经济发展系数和循环经济发展协调系数。然后,再结合计算出来的具体数据,参照国家相关标准及以上分析,对企业循环经济综合发展水平进行评价。计算结果分析:2013年,某再生铜冶炼企业循环经济发展系数C是0.53256,根据前文分析,说明2013年某再生铜企业循环经济处于一般循环状态;循环经济发展协调系数H是0.71932,说明2013年某再生铜企业循环经济处于强协调状态;资源输入指数是0.45721,资源生产消耗与利用指数是0.71253,资源输出指数是0.81342。从资源输入指数可以知道,某再生铜冶炼企业在2013年间的资源输入的评价得分偏低,间接的能够看出该再生铜企业的生产技术水平偏低,特别是采用的清洁生产技术手段不够理想,存在一些资源浪费、能能消耗大等情况,应加快先进生产技术的应用与研发,提高生产技术水平和能源利用率,有效的把生产力、生产资源转化成为经济效益增长的驱动力,更好的施行循环经济。此外,企业循环经济处于一般循环状态也表示出资源回收与利用水平不高,所以这一环节有待进一步完善与提高。要想提高资源利用水平,实现资源的优化配置,做到低耗能、高产出,唯有加大经济投入与科学技术研发,不间断的提高生产技术,应用最先进的技术、工艺才能降低资源与能源的消耗,提高资源利用率,为企业带来更好的经济效益。从以上结果分析可以得到:某再生铜企业的循环经济发展水平不高,尤其是绿色生产与环境治理方面缺乏先进的技术和工艺。由于没有采用最先进的生产技术和环境治理技术,造成资源利用水平和环境治理能力偏低,根本满足不了可持续发展需求。为改善这样不利的现状,提高某再生铜企业循环经济发展水平,可以采取一些手段:①加强生产设备等方面技术研发;②增加资金投入,夯实科研的经济基础,使各项研发工作有序开展;③不断完善循环经济评价指标与方法,使评价指标更细化,评价结果更全面,为循环经济模式的调整提供可靠的参考依据。

4结束语

综上所述,循环经济是再生铜冶炼企业在可持续发展环境下的必然选择,也是未来发展的主要趋势。再生铜冶炼企业要想适应当前的经济环境,提高自身核心竞争力,必须引入循环经济理念,采用清洁生产工艺、注重污染治理与废弃物回收利用,走节约型、精益化的发展之路。同时,还要构建科学合理的循环经济评价指标体系,客观而全面反映企业循环经济发展程度,找出其中存在的薄弱环节并加以调整,以促进循环经济水平的不断提高,最终提高企业发展能力,实现可持续发展。

参考文献

[1]陈晓红,傅滔涛,曹裕.企业循环经济评价体系———以某大型冶炼企业为例[J].科研管理,2012,01:47~55.

[2]黄江波,顾湛琪,韦韩,罗栋源,张静.广西有色金属冶炼行业循环经济评价指标体系的构建及评价方法研究[J].大众科技,2014,05:203~205.

[3]周俊.废再生铜冶炼工艺及发展趋势[J].中国有色冶金,2010,04:20~26.[4]赵允良.铅锌冶炼业循环经济的资源价值流分析研究[D].中南大学,2012.

[5]李晓霞.中低品位废再生铜冶炼工艺现状及发展趋势[J].中国有色冶金,2015,02:26~29.

[6]莫天宇.循环经济条件下再生铜产业发展研究[D].暨南大学,2011.

[7]柴祯.废再生铜冶炼过程中污染物迁移转化规律研究[D].中国矿业大学(北京),2014.

第6篇:可再生能源分析范文

关键词:自来水;再生水;水量规划;技术经济分析

一、前言

近年来,对于再生水的回用研发取得了一定的成绩,这不仅能够确保水资源的使用合理性,更能从根本上缓解部分城市和地区的自来水供应困难,对消除由水资源带来的危机有着重要作用。因此,对于“自来水和再生水水量规划与技术经济”的研究,就具有极大的现实意义。

二、自来水和再生水的概念

自来水,是通过处理净化、消毒后,能够满足人们生产、生活需求的水资源。是由水厂取水泵站汲取地表、地下、以及江河湖泊中的水资源,并依据《饮用水卫生标准》进行消毒、过滤等处理后,再送入千家万户中的水资源。

再生水,是废水、污水、以及雨水等通过特定处理,满足水质标准和指定使用需求的水资源。再生水通常在某一特定地区内进行水资源循环,区别于海水淡化、远距离调水等技术含量高或工期较长的水资源供应,再生水具有投入成本低、循环率高、节能环保等优势,对生态环境的改善和良性的水生态循环,都有极大的好处。

三、自来水和再生水的水量规划原则

(一)基本规划原则。自来水和再生水在水量规划上,需要保持一致性,秉承可持续发展的理念,并以此作为水量规划的基本原则,符合经济发展的需求,对规划策略进行良好的统筹,以此来促使自来水和再生水的水量规划满足我国经济建设与生态协调发展的目标。

(二)分布原则。根据自来水和再生水的应用领域差异性,来选择自来水厂和再生水厂的位置分布。自来水水源主要来自于地表、地下、以及江河湖泊,因此,通常将自来水厂设置在水源较为充足的位置,如江河湖泊水源地的附近。再生水水源则来自污水处理厂的二级出水,为方便对再生水的回用,以及进一步的节约成本,对污水能够快速、有效的收集和处理,通常将再生水厂设置在临近污水厂或工业集中区域位置。

(三)配置原则。水质标准是自来水和再生水进行供水的标准,依照不同的供水标准采用不同的水资源进行供应,其中涉及到工业用水、农业用水、以及生活用水。对于工业用水和农业用水,应当配置再生水,而生活用水则可根据具体使用情况配置自来水和再生水。

(四)建设原则。进行自来水与再生水的水量规划,要做好前期的调研工作,不仅要了解好自来水厂的建厂情况,更要对再生水的技术研发及设备等有详细的分析和研究,同时,结合不同区域的不同情况,包含此地区的水资源总量、地理位置、气候因素等。此外,还需要对污水处理厂位置、工业集中位置等进行分析,这些都是自来水和再生水进行有效水量规划的必要原则[1]。

四、再生水回用的技术经济研究

(一)再生水用于工业的经济性分析。工业再生用水所要求的水质较高,其应用价格与输送费用也都偏高,这往往是由于工业再生用水对水质的要求来决定的。同时,由于工业用水从工业中的循环过程中排入污水处理企业的处理管道中,需要进行多次循环,这也使得在此过程中应用到的水源运输管道增多,促使再生水的成本居高不下。但同时,将再生水应用于工业生产中,能够有效的降低工业生产中的污水排放量,还能减少对此地区生态环境的污染,现阶段,山东东营城市供水价格(详见表1)。

与再生水价格差距较大,若采用再生水作为工业用水,将极大的降低工业用水的价格[2]。由于工业用水量巨大,采用再生水作为工业用水,不仅能够为企业节省极为可观的成本投入,还能够因再生水的供应量充足,而满足工业生产中对于水资源的需求。因此,从水资源的供应量和供应价格等方面考虑,应当在工业生产较为集中的区域或工业区内建设再生水厂,这样不仅满足工业生产的用水量,还能够有效的降低再生水的运输成本,以此来提升工业生产的经济效益。

(二)再生水用于生活中的经济性分析。据不完全统计,人们在生活过程中用到的自来水,20%―30%是用在厕所的冲洗用水。而若以再生水作为人们生活中冲洗厕所用水,不仅会节省自来水的使用量,更会有效的减少生活污水的排放量[3]。现阶段,为实现对再生水的回收利用,东营市针对四类住宅建筑工程已实行《住宅建筑中水供水系统技术规定》,其中包括5万平方米及以上面积的规划新建住宅;处于中水供水范围内的民用住宅;居住人口达到或超过1万人的住宅小区;以及建筑面积达到或超过2万平方米的高层住宅。对于符合《规定》标准,但未设置中水供水系统建设的住宅小区,或自行建立水循环处理系统,或并入中水供水系统建设之中。这也在一定程度上加大了再生水的使用量和使用范围。若按照《规定》要求,设置中水供水系统,对再生水进行合理利用,将极大的降低居民生活用水的成本,使人们解决用水难问题的同时,使人们真正收到了实惠,也极大的提高再生水的经济价值。

(三)再生水其他用途的经济性分析。再生水在其他领域的用途也较为广泛,如绿化的浇灌、道路及车辆的冲洗等。首先,绿化的浇灌。再生水可通过罐车装载,对城市路边树木、花坛等植被进行浇灌,还可通过污水处理,将再生水注入城市公园的湖泊中,居民住宅中涉及到的中水供水系统,将再生水用于住宅小区绿化带的植被浇灌。这既能够减少城市绿化用水成本,还能使城市形成良好的生态循环。其次,道路和车辆的冲洗。现阶段,工业化进程的加快,建筑工程的增多,使得城市生态环境不断恶化,为此,清洁部门付出的人力成本和设施成本也逐年递增,对于水资源的使用量也迅猛增长,如采用自来水作为城市清洁用水,不仅会造成自来水的浪费,更增加了投入成本,而采用再生水进行城市清洁工作,则可有效避免自来水的浪费,并相应的减少投入成本。但需要注意的是,污水经处理后形成再生水,对于能够经常与人接触的再生水,要确保其水质符合接触需求。此外,再生水用于汽车清洗,也能够降低自来水资源的使用量,并使人们逐渐形成节约用水的良好习惯。这需要一方面出台相关政策予以支持,另一方面要对洗车场所做明确的规定,以此来限制、约束并提升再生水的经济效益。

综上所述,由于经济发展和人们日常生活中对于水资源的需求量不断递增,对水资源进行科学、合理的水量规划是极其具有必要的,同时,对再生水回用的技术研发也是现阶段亟待解决的问题。尤其对于再生水的回用,在科技研发过程中,要分析好所处区域的地理位置和气候特点、对所处区域的水资源进行明确的水量规划、对所处区域的水质进行详细分析,并进一步极大污水处理工艺和技术,以此来实现再生水替代自来水在各个生产、生活领域中的应用。唯有如此,才能使自来水和再生水共同为经济的发展和人们的日常生活带来充足的水资源供应,才能为我国经济的建设和发展做出巨大的推动。

参考文献:

[1] 张晔.呼和浩特自来水与再生水的水量规划与技术经济研究[D].内蒙古大学,2014.

第7篇:可再生能源分析范文

关键词:多能源;能源网;智能

中图分类号:TK019

文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)08012302

1 引言

能源是人类赖以生存和发展的基础,是国民经济的命脉,如何在确保人类社会能源可持续供应的同时减少用能过程中的环境污染,是当今世界各国共同关注的热点。通过电、气、热多种能源系统的一体化规划设计和运行优化,构建由分布式终端综合能源单元和与之相耦合的集中式能源供应网络共同构成的区域综合能源系统,成为适应人类社会能源领域变革,确保人类社会用能安全和长治久安的必由之路。

2 项目背景

随着《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》、电改9号文件及6个配套文件(《关于推进输配电价改革的实施意见》、《关于推进电力市场建设的实施意见》、《关于电力交易机构组建和规范运行的实施意见》、《关于有序放开发用电计划的实施意见》、《关于推进售电侧改革的实施意见》、《关于加强和规范燃煤自备电厂监督管理的指导意见》)和光伏发电政策等一系列政策的出台和落地,发展能源互联网和区域综合能源网供能系统是一个大趋势。

3 构建思路

多能源智能能源网供能系统示范项目能源输入端主要有光伏电站、风力发电系统、分布式能源、储能系统等,具有多能源多种类输入的特点。负荷侧主要有电负荷、热负荷和冷负荷,且一般负荷需求稳定(图1)。可以考虑的节能方案主要有节能改造、冰蓄冷、冷热电三联供等。因此,建设区域多能源智能能源网供能系统是一项具有重大经济效益和社会效益的示范工程。

区域多能源智能能源网供能系统是利用风、光、天然气、地热等可再生能源及其他清洁能源的分布式能源站。在现有能源供给系统以及利用可再生能源发电、互联网信息以及先进储能等技术的基础上,以电能为主体形式,并与智能气网、智能热网具有互联开放特性的能源共享网络网络设施,基于区域建设的风、光、天然气、地热等各类分布式能源多能互补,具备较高新能源接入比例,可通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡,可根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行的智慧型能源综合利用局域网。基于智能综合能量管理系统,实现冷热电负荷的动态平衡及与大电网的灵活互动;在用户侧应用能量管理系统,指导用户避开用电高峰,优先使用本地可再生能源或大电网低谷电力,并鼓励新能源接入本地区电力需求侧管理平台;具备足够容量和反应速度的储能系统,包括储电、蓄热(冷)等。

区域多能源智能能源网供能系统可以实现各个微能源网之间的能源互补和协调控制,降低发电成本达到优化社会效益的目的,是推进能源发展及经营管理方式变革的重要载体,是“互联网+”在能源领域的创新性应用,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。

4 能源网智能运营和管理

多能源智能能源网供能系统管理平台是一个具备完善安全策略且具有互联开放特性的综合信息处理平台。在此平台下,互联信息网络通过在电网、燃气网、热网、负荷网等能源系统范围内装设海量信息采集和传感设备,采集各种能源设备运行状态及各能源系统的实时运转状况等海量信息,并通过云计算和大数据技术对海量信息进行分析处理,进而搭建能源交易平台支持各项能源交易。

4.1 智能管理

售能公司的主要业务包括系统运行、生产管理和交易等几个部分,如图2所示,以便于进行系统的运行管理和交易。售能公司、电网公司、用能对象的交易是通过终端设备和需求侧响应功能来计量和产生,通过能量交易平成的。系统运行业务直接关系到售能公司的安全生产,负责售能公司系统运行的监控、调度、故障处理以及操作票的生成等工作。生产管理业务包括生产计划管理、资产管理、运行维护检修等工作。系统运行业务、生产管理业务和交易业务之间进行相关数据的交换,包括实时共享电量数据、电网状态数据、开关状态数据、地理数据以及资产数据等等,以确保售能公司的安全生产以及生产管理部门的高效运行和正常交易。

4.2 智能运维

智能运维的主要功能包括设备在线监视、设备运行管理、设备管理、统计分析、生产计划、辅助决策、办公管理、移动平台应用等多项内容,图3是生产管理平台及其主要功能。

智能运维的主要功能都建立在生产管理平台上。设备状态监视包括:设备在线状态、故障预警、设备运行趋势分析、设备运行的区域监视。运行管理包括停电管理、工单管理、值班管理和设备的缺陷管理。设备管理包括设备状态检测、检修维护记录、台帐管理、设备运行管理。生产计划包括微电网年/月生产计划、停电计划、维护计划。辅助决策包括设备的故障库管理、应急预案管理、专家在线支持、系统运营效益分析。移动管理包括移动生产管理、移动监视管理、移动应急管理、移动分析应用等内容。

4.3 生产管理平台

生产管理平台是基于云计算打造的面向未来能量管理需求的云端运维管理系统。云平台包括资源池、云服务以及云管理几个部分。资源池是对硬件资源、软件资源、网络资源以及数据资源的各类物理基础设施的池化管理,以提高设备利用率与简化管理为目标,以预集成、标准化的云部署单元为单位进行部署于管理。示例见图4。

5 能源网关键技术

在需求侧根据用户对能源的不同需求和负荷分析,将能源供给端和终端能源用户进行分析优化和改造,采用智能协调控制和管理技术,最终通过技术研究打造可靠性要求的综合供能和智能管理系统。

5.1 区域多能源智能能源网供能系统技术

系统采用分布式能源、光伏发电系统、储能系统、风电发电系统等多能源方式,通过对多种不同能源的输入进行集成、控制、检测、和调节,结合智能管理和控制技术,实现非可再生能源和可再生能源一体的高效综合能量供能系统技术。

5.2 多能源协调控制和智能调度管理技术

多能源协调控制和智能调度管理系统是将智能电网、非可再生能源、可再生能源、储能系统、电负荷、热负荷结合的一种重要方式,通过对不同能源供给侧、转换侧、需求侧的管理和控制,使系统运行达到最经济、最合理和最安全可靠等目标(图5)。

5.3 智能配电网技术

未来智能电网的核心是智能配电网,而智能微网将是智能配电网的重要组成部分。虚拟电站(VPP)技术研究,是通过先进的信息通信技术和灵活的软件调度系统,实现DG、ESS、PV、可控符合等DER的聚合和协调优化,以作为一个特殊的电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统,实现提高电能使用效率和减少用户电力消耗。虚拟电站(Virtual Power Plant VPP)是通过先进的信息通信技术和灵活的软件调度系统,实现DG、ESS、PV、可控负荷等DER的聚合和协调优化,作为一个特殊的电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。对机端潮流、受端负荷以及储能系统进行统一调度,最终降低发电损耗,降低电网峰值负荷,减少温室气体排放,优化资源利用,提高电能质量以及供电可靠性。虚拟电站可以实现个体负载将多余电量反哺电网的可能,是电力需求侧管理的一个创新模式,可以在达到建设常规电厂和相应输配电系统的同时,提高电能使用效率和减少用户电力消耗。

5.4 终端耗能分析和优化技术

通过用能情况统计和分析,建立不同气候、不同习惯与方式、不同功能下用户侧的能耗水平数据,提出节能和用能管理优化方案,并采用节能技术(如冰蓄冷供能系统),在削峰填谷降低电费支出,提升系统需求侧响应能力方面的技术和经济收益。

6 技术特点

区域多能源智能能源网供能系统示范项目具有以下特点。

(1)化石能源和可再生能源的耦合技术。微能源网与火电的热网的协同,对多种不同能源的输入进行集成、控制、检测和调节,再通过智能管理和控制技术,实现非可再生能源和可再生能源一体的高效综合能量供能系统。

(2)负荷预测、分析和优化技术。针对园区负荷用量大、节能改造空间大,通过负荷智能预测技术建立区域内工业厂房、办公楼、住宅等建筑能耗模型,根据围护结构和空调系统情况,通过动态模拟,智能预测区域全年逐时冷、热、电等多种负荷,并根据实际负荷进行统计和分析,为整个区域供能系统的建设以及运行策略的制定提供有力的科学依据与理论参考。

(3)智能微能源网及能量管理技术。通过技术研究可以实现各个微能源网之间的能源互补和协调控制,降低发电成本达到优化社会效益的目的。在用户侧应用能量管理系统,指导用户避开用电高峰,优先使用本地可再生能源或大电网低谷电力,并鼓励可再生能源优先接入本地区电力需求侧管理平台,具备足够容量和反应速度的储能系统,包括储电、蓄热(冷)不同技术的研究,联网型多能源互补能源网优先选择在分布式可再生能源渗透率较高或具备多能互补条件下运行。

(4)推动不同能源网络接口设施的标准化、模块化建设,支持各种能源生产、消费设施的“即插即用”与“双向传输”,大幅提升可再生能源、分布式能源及多元化负荷的接纳能力。推动支撑电、冷、热、气等多种能源形态灵活转化、高效存储、智能协同的基础设施建设。建设覆盖电网、气网、热网等智能网络的协同控制基础设施。

(5)以智能微能源网为基础,与热力管网、天然气管网、负荷网络等多种类型网络互联互通,多种能源形态协同转化、集中式与分布式能源协调运行的综合能源网络。

(6)能源市场交易体系研究。研究售能公司、综合能源运营商和第三方增值服务供应商等新型市场主体。逐步建设以能量、辅助服务、新能源配额、虚拟能源货币等为目的的多元交易体系。研发支持多元交易主体、多元能源商品和复杂交易类型的售能平台。

(7)建设柔性能源网络,保证能源传输的灵活可控和安全稳定,建设接纳高比例可再生能源、促进灵活互动用能行为和支持分布式能源交易的综合能源微网。

参考文献:

[1]田世明,栾文鹏,张东霞,等. 能源互联网技术形态与关键技术[J]. 中国电机工程学报,2015,35(14):3482~3493.

[2]黄文焘,邰能灵,范春菊.微电网结构特性分析与设计[J].电力系统保护与控制,2012,40(18):149~155.

[3]张连芹,邰能灵.微网能量管理方案研究[J].水电能源科学,2013,31(4):183~186.

[4]汪少勇.基于分布式电源的微网的设计与运行[J].电力自动化设备,2011,31(4):120~123.

第8篇:可再生能源分析范文

关键词:可再生能源;发电技术;教学模式;考核

当今人类面临着能源短缺和环境污染的严重挑战,传统的煤、石油、天然气等化石燃料资源的有限性与社会的巨大需求形成了尖锐的矛盾,同时受开采条件和资源枯竭等因素影响,人类将会面临资源危机,而且化石类能源所排出的废气给生态环境带来很大影响,社会影响巨大。因此研究开发无污染的、可持续的可再生能源与能源转换技术成了当前科学和技术发展的重要研究方向,也是工程技术应用中的热点问题,而且已经上升到经济、社会和战略安全的范畴。工科高校担负培养合格的工程技术人员的重任,因此,为了适应科技和社会的发展,满足工程实际对人才的要求,可再生能源发电方面的人才培养已经成为当务之急和重中之重的工作。[1,2]因此在新的能源形势及人才需求下,上海电力学院(以下简称“我校”)在高年级热能与动力工程专业(热力发电方向)开设了“可再生能源发电技术”的课程,让学生在全面掌握常规火力发电的基础上,掌握可再生能源利用基础知识、能源利用形式及其相关技术,了解可再生能源发电的前沿技术,从而扩大学生的知识面,适应社会需求。[3,4]

本文通过分析“可再生能源发电技术”的课程特点和存在的问题,探讨了该课程的教学方法和教学模式的改革,内容包括教学内容、教学方法、考核方式等,从而达到激励学生自主学习的意愿,培养学生勇于创新的精神,孕育学生科学的素养,提高学生分析与解决实际问题的能力,实现学生对“可再生能源发电技术”课程的全面了解。

一、“可再生能源发电技术”课程教学的特点

1.教学内容多学科交叉

“可再生能源发电技术”课程主要包括水力发电、太阳能发电、生物质能发电、风能发电和海洋能发电等内容,课程的主体是分别对上述发电形式进行较为系统的解析,重点介绍各种可再生能源发电技术的基本原理和开发利用的基本方式,以及目前国内外该发电形式利用的现状和最新进展。所有以上内容涉及工程热力学、传热学、流体力学、半导体物理、空气动力学、力学等基础理论和相关知识,因此教学内容涉及领域广、研究对象较多,知识结构复杂多样、学科交叉非常突出、知识点集成度高等特点,这将给讲授带来挑战,即如何将这些知识点,尤其是跨学科的内容传授给学生,并让学生能够较容易地掌握是该课程需要解决的重点问题之一。

2.教学方式亟待改革

由于“可再生能源发电技术”课程的多学科交叉,一般而言,在短时间内掌握非本专业理论知识较困难,因为没有该专业的理论基础知识,经常会很难理解有关知识点,这将严重影响学生的积极性,甚至部分学生会产生抵触情绪。因此,以教师讲授为主的教学方式,学生没有参与进来,不能充分调动学生的积极性,可能导致学生无法理解所讲授的内容;同时该教学方式忽略了学生的创新能力培养。因此如何将教师的“教”转化为学生的“学”,将多学科交叉课程的课堂组织好是该课程教学需要解决的问题之一。

二、教学内容的设计

可再生能源发电技术的研究属于当今研究的前沿问题。随着科学技术的快速发展,新技术、新方法和新工艺等不断涌现,教学内容需要与时俱进,不断更新,现有的教材显然不能很快地响应这样的变化,以教材为教学内容难以满足教学要求。在笔者的教学实践中,教学内容上通过参考权威书籍、资料和自身的研究成果,同时对国内外期刊文章、学术专著及网络平台知识进行学习,掌握当前研究的动向,并整合所有材料作为课堂教学内容及课外拓展阅读资料。广泛获取信息,动态更新与拓展教学内容,把握最新的专业前沿,有助于引导学生去探索新知识,培养创新精神。另一方面,由于课程涉及多学科的交叉,在有些学科领域上,学生缺乏知识储备,课堂教学较难获取有效的效果,因此,摒弃一些晦涩难懂的理论知识是非常必要的。[5,6]以太阳能热发电为例,太阳能热发电涉及流体力学、传热学、自动控制等多学科,当整合最新的科技发展成果作为案例讲解时,主要向学生阐述太阳能热发电的基本原理、关键技术、发展趋势及政策激励等,让学生充分接触各种知识,拓宽视野,了解科技前沿的最新动态,目的是给学生专业素养的形成提供一个有利、有效的平台。课程内容应深入浅出、科普性与前沿性并重,当学生的兴趣被调动起来后,再进行该学科的基本理论的讲授或学生自学就非常容易切入,这样就可达到较为理想的教学效果。

三、新型的教学模式

根据“可再生能源发电技术”课程的特点,本文提出新型教学模式的设计,使得教师成为课堂的组织者,通过设定教学内容,明确教学任务,课堂教学以学生为本,体现学生的认知主体作用,使学生在学习过程进行积极思考,自主学习,从而在培养学生的创新能力和增强其科学素养等方面发挥作用。

1.专题讲授

可再生能源利用形式多样,涉及本学科各个分支学科,具有多学科交叉与耦合的特点。为了避免各分支学科相互之间影响导致学生难以理解的问题,提出采用专题讲座的授课形式,集中时间讲授某一类型的可再生能源发电形式。此外,争取请相关领域的专家或工程技术人员每学期做1~2次课堂报告,将工程中碰到的问题简化并整合成案例,在教学中根据需要选择案例进行剖析,激发学生的学习兴趣,强化学生的工程实践意识。

2.互动教学

在教学过程中,教师做几次完整的典型研究报告,包括几种可再生能源的发电原理、设备组成、科研前沿等,目的是让学生掌握宏观现状背景和如何从微观把握问题与分析问题;引导学生充分利用图书馆资源,掌握归纳分析的方法;指导学生进行撰写科技或科普论文,提高学生的科学素养,在此基础上安排学生参与课堂中来。具体做法是学生以小组为单位,各小组自主选择相关研讨课题,通过查阅文献和小组研讨,形成专题研究报告,并由小组成员在课堂进行汇报,根据其汇报内容,接受老师和同学的提问,并进行解答,教师及时进行指导并对其评分。形成教师指导,学生主讲,教师与学生,学生与学生互动讨论的方法,教学实践表明,该方法大大提高了学生的主动性。学生经历查阅文献、分析问题、报告写作和报告陈述的全过程,显著增强了创新能力、科研精神和团队合作意识。利用对多个相关课题的讨论,学生对可再生能源特点、可再生能源发电的前沿技术等有了更深入的认识。

3.虚实结合

在学科平台及自建教学平台的基础上,通过实物参观、模型演示,多媒体教学等虚实结合、多位一体的教学模式,提高学生的感性认识。

(1)可再生能源发电技术模型的利用。热能与动力工程专业的学生以往大部分接触的是火力发电方面的知识内容,对可再生能源发电技术认知较少,特别缺乏针对可再生能源发电原理和发电设备等进行系统的学习,如果直接进行理论的学习,学生会感到很枯燥,对一些基础理论知识和发电设备结构很难理解。为了提高学生的感性认识,笔者所在课程组建立了可再生能源发电技术教学平台。在学习课程的理论知识之前,学生首先了解小型模型的实物结构,内部构成,基本组成和基本原理,使得学生具有整体的感性认识,然后再学习本课程,同时结合模型进行讲解。

(2)健全的多媒体素材。“可再生能源发电技术”课程内容较多,课时有限。相比较传统的教学方式,多媒体信息量大,采用灵活的图形、视频和动画等表现形式,能够直观、形象地再现客观事物。笔者在教学实践中采用多种多媒体教学手段。例如:选用《国家地理》节目里的《伟大工程巡礼——太阳引擎》视频作为太阳能热发电原理及形式的教学内容,直观地介绍了槽式、塔式、菲涅尔等形式的太阳能热发电原理,以及聚光器的制造工艺等。选用GE的水轮机设备,采用Flash方式制作水力发电中反击式水轮机设备的教学内容,直观且易于理解。通过多媒体的应用,展示现场实际设备,简化教学中的难点,增加了课程的信息量。

四、小组式考核方式

“可再生能源发电技术”作为高年级的课程,课时有限,知识点多,内容模块化强,科普性和专业性并存,采用常规的卷面考试方式难以准确考核。笔者在该课程教学实践中,进行了小组式考核机制的尝试,即以小组为单位,制作课程学习的整体报告,选派一名代表在课堂上进行答辩,汇报内容结束后,其他组成员和教师针对报告内容进行提问,组内成员均可就相关问题进行回答。其他组同学根据该小组的汇报情况进行打分,打分表如表1所示。除此以外,在考核中增加动态考核,每个小组选出组内最佳贡献成员,给予动态加分;同时为了增加考核上互动,鼓励学生思考问题,对于提问积极的学生在成绩上给予加分。该考核方式,对课程的教学实行了动态的考查与过程管理,实现了以考核促学习,有效地调动了学生学习的积极性,推进学生协作能力培养,增强了“教师与学生”、“学生与学生”的互动,提高较整体的教学效果。

表1 考核打分表

小组名称 选题创新性(共20分) 查阅文献情况(共20分) 分析问题能力(共20分) 报告质量 (共20分) 表达能力 (共20分) 总分

(100分)

五、结语

随着可再生能源发电技术的发展,“可再生能源发电技术”已经成为热能与动力工程专业学科重要的专业课程。本课程具有典型的多学科交叉的特点,同时该领域的研究成果日新月异,因此无论是在教学内容还是在教学方法都需要进行改革和创新。本文通过紧跟前沿的研究热点,设计深入浅出的教学内容;采取以学生为主体,通过引入工程案例,专题研究与课堂讨论等模式,并辅以教学模型与多媒体动画演示等多种灵活多样教学手段的改革,让学生在了解可再生能源发电技术的理论知识的基础上,培养了学生挖掘问题,解决问题,理论与实践相结合的能力,锻炼了学生查阅文献和团队协作的技能,提高了学生的科研素养与工程实践本领。

参考文献:

[1]孙欣,黄永红.“新能源发电技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2012,(35):95-96.

[2]刘忠,邹淑云.专业选修课《新能源发电技术》的教学研究与实践[J].科技情报开发与经济,2010,20(1):185-186.

[3]张力,杨仲卿,郑泓.“能源、环境与社会”全校性新生研讨课教学模式探讨[J].中国电力教育,2012,(24):54-55,69.

[4]余霞,夏菁.关于高校本科专业选修课的若干思考[J].中国电力教育,2012,(32):72-73.

第9篇:可再生能源分析范文

一、实地观察

一些概念照本宣科很抽象,可带领学生到室外实地考察,先观察地理事物的外部特征,再综合、分析,抓 住事物的本质特征,形成概念的内涵。如学习亚热带常绿阔叶林这一概念时,带学生观察校园里的樟树、山茶 树、广玉兰树等,并与梧桐树、柳树、水杉树比较,了解到前面这三种树木的叶子革质、有光泽、呈椭园形, 并且终年常绿。“常绿阔叶”为它们共同特有属性。它们都是典型的亚热带常绿阔叶树,由这些树木构成的森 林即是亚热带常绿阔叶林。再让学生自己分析梧桐树、枫树、马尾松是不是常绿阔叶树?学生马上会回答:梧 桐树、枫树是落叶阔叶树;马尾松常绿而不是阔叶。这样,学生对常绿阔叶林这一概念的内涵和外延就有了比 较全面的认识。

二、抓关键词

表达概念内涵即地理事物本质特征的往往只有几个词语。我们教师要帮助学生抓住关键词,分析疑难点。 如天体“宇宙间物质的存在形式”这一概念,学生对“物质”并不难理解,“宇宙间”却难以确定。我指出, 地球也存在于宇宙空间,是天体。但是,在地球大气圈以内的物质只能说是地球上物质,不能说是天体。地球 大气顶部是宇宙空间与地球的界线。教师只要讲清这一界线,学生就容易明白恒星、星云、行星、卫星、彗星 、星际物质、运行中的人造卫星和宇宙飞船等都是天体。而停在发射架上的人造卫星,或是降落到地面的流星 体残骸即殒星就不是天体。

三、归纳法

对内容较多、表述较长的地理概念进行归纳、提炼,分层次、多角度去理解。如自然资源的概念,完整的 表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行归纳、转换,就是下 列的两个属性:

自然属性:客观性,天然存在,没有经过人类加工

经济属性:有用性,在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换,自然资源 的内涵就一目了然。

四、类比法

明确了单个概念的内涵和外延后,为了能达到准确运用的目的,还必须搞清概念间的几种关系。

①近似概念

如天气和气候,国土和国土资源,热带雨林和热带季雨林,水资源、水力资源和水利资源等都属近似概念 ,很易混淆。只有从本质特征即内涵上区分,找出相同点和不同点,才能确定适用范围。例如降水和降雨,都 表示大气中水汽凝结降落到地面这一现象。不同点是降水指从云雾中降落到地面的液态和固态水,而降雨即从 云中降落到地面的滴状液态水。可见,降雨只是降水的一部分,仅指液态水即雨水。所以,在描述气候特征时 ,如亚热带季风气候年降水量1000mm左右,用的是“降水量”;河流的五种补给形式之一是“雨水”即降雨, 两者不可调换。

②矛盾概念

外延相反的概念叫矛盾概念。如内力作用与外力作用,寒流与暖流,重工业与轻工业等。这类概念也必须 从内涵入手,找出差异再分析外延上的相反性,确定“矛盾”所在,才能正确区分。如可再生资源和非可再生 资源是一对矛盾概念。可再生资源是在人类历史时期内不断更新生长、繁殖的资源;在人类历史时期内不能重 新出现的即是非可再生资源。两者的差异便是“人类历史时期内能否重新出现”这一时间尺度,也是导致外延 相反的主要原因。根据这一标准分析,矿产资源是非可再生资源,生物资源、土地资源、水资源、气候资源等 都是可再生资源。

③包含关系的概念

地理环境、社会环境、城市环境三个概念,都表示人类生存的环境。但地理环境是以人类为中心的环境; 社会环境是人类在自然环境基础上通过长期有意识的社会劳动创造的人工环境;城市环境是人类对自然环境干 预最强烈的地区,人口多、房屋密集、交通拥挤是最大的特点。可见三个概念中,内涵最丰富的是城市环境, 外延最大的是地理环境。它们外延上的关系可用下图表示:

附图{图}所以,要区分这类概念,应在确定内涵的基础上,根据内涵大外延小,内涵小外延大的原则来分 析彼此间的包含与被包含的关系。

④概念的广义和狭义