分布式能源系统课件

第八章第八章 分布式能源系分布式能源系统1a第八章 分布式能源系统1a传统建筑能源建筑能源主要供能方式：主要供能方式：燃煤供暖：燃煤供暖：严重重恶化化环境境天然气或天然气或电直接供直接供热（冷）：能源利用率低（冷）：能源利用率低集中集中热电并供：距离限制并供：距离限制结果：果：电力与天然气峰谷差加大力与天然气峰谷差加大发电设备年运行年运行时间下降下降巨巨额固定固定资产浪浪费结论:未能达到能源梯未能达到能源梯级利用，造成能源、利用，造成能源、环境和境和经济上的上的被被动2a传统建筑能源主要供能方式：2a电网网可靠可靠吗？超大型超大型电力系力系统面面临严峻挑峻挑战2003年年8月月14日日，美、加，美、加大停大停电，每天，每天损失失300亿美元美元2003年年8月月28日，英国日，英国伦敦大面敦大面积停停电 2003年年6月月11日，台湾高日，台湾高雄全市停雄全市停电2003年年2月月3日，阿日，阿尔及利及利亚全国停全国停电数小数小时停电时的纽约3a电网可靠吗？超大型电力系统面临严峻挑战停电时的纽约3a解决途径：分布式能源系解决途径：分布式能源系统问题：建筑能源系建筑能源系统直接将高品位能用于低品位能的需求直接将高品位能用于低品位能的需求又又试图将太阳能等低密度能源将太阳能等低密度能源艰难地地转换为高品位能高品位能思路：思路：系系统集成、集成、传统与可再生能源互与可再生能源互补系系统发展展趋势:热电联产 冷冷热电一体化一体化 生生态建筑建筑4a解决途径：分布式能源系统4a分布式分布式能源能源系系统统概念：概念：指各种集成或指各种集成或单单独使用、靠近小型用独使用、靠近小型用户户、容量在、容量在几几kW到到50MW的模的模块块化化发电发电装置，其与能源管理和装置，其与能源管理和储储存系存系统统(如超如超导储导储能能)相相结结合，用于改善合，用于改善输电输电系系统统的运行。的运行。可以位于可以位于终终端用端用户户附近，建附近，建设设在工在工业业园区、楼宇、园区、楼宇、社区里。社区里。分布式能源系分布式能源系统统可可为为在不适宜建在不适宜建设设集中集中电电站的地站的地区和区和输电输电网末端的用网末端的用户户及及输输配配电电系系统统提供能源提供能源，能能够够有效降低有效降低热热、电电、冷等、冷等远远离能量离能量输输送送损损失和相失和相应应的的输输配配电电系系统统投投资资，为为用用户户提供高品提供高品质质、高可靠性、高可靠性和清和清洁洁的能源服的能源服务务。分布式能源系分布式能源系统统1978年年由由美国公共事美国公共事业业管理政策管理政策法法提出并推广。提出并推广。5a分布式能源系统概念：5a分布式能源系分布式能源系统特点特点节省输变电投资供电可靠性提高满足特殊场合的需求具有良好的环保性能为能源的综合梯级利用提供了可能为可再生能源的利用开辟了新的途径6a分布式能源系统特点节省输变电投资6a分布式能源系分布式能源系统的主要形式的主要形式从从动动力装置力装置来看来看：微型燃气：微型燃气轮轮机、燃气机、燃气轮轮机、机、内燃机、常内燃机、常规规的柴油的柴油发电发电机、燃料机、燃料电电池池。从从用用户户需求不同需求不同来看：来看：电电力力单单供、供、热电联产热电联产方方式式(C H P)、热电热电冷三冷三联产联产(CCHP)等方式。等方式。7a分布式能源系统的主要形式7a8a8a9a9a10a10a11a11a12a12a13a13a14a14a15a15a美国能源部美国能源部CCHP纲领美国能源部（美国能源部（DOE）1999年提出：年提出：“CCHP创意意”、“CCHP2020年年纲领”2005年：年：确保行确保行业法法规、税收、税收优惠惠 建立建立200个示范工程个示范工程2010年：年：20的新建商用建筑采用的新建商用建筑采用CCHP 5的已建商的已建商业/学院采用学院采用CCHP2020年：年：50的新建商的新建商业/学院采用学院采用CCHP 15的已建商的已建商业/学院采用学院采用CCHP16a美国能源部CCHP纲领美国能源部（DOE）1999年提出：1日本日本发展展计划划1994年日本政府制定了年日本政府制定了“新能源新能源计划划”，到，到2000年日年日本太阳能本太阳能发电达到达到400兆瓦，兆瓦，计划划2010年达到年达到4600兆瓦。兆瓦。日本将太阳能的研究开日本将太阳能的研究开发重点放在低成本大重点放在低成本大规模生模生产技技术方面，以促方面，以促进太阳能太阳能发电的的实用化用化进程。程。目前研究重点主要集中在大面目前研究重点主要集中在大面积薄膜非晶硅、薄膜非晶硅、CdTe电池、池、CIS电池的制造技池的制造技术，V族化合物半族化合物半导体高效体高效光光电池，非晶硅及池，非晶硅及结晶硅混合型薄膜光晶硅混合型薄膜光电池，多晶硅池，多晶硅低成本精低成本精炼技技术等方面。等方面。风力力发电主要开主要开发单机容量机容量为500千瓦的三翼千瓦的三翼刚性构造性构造的的风力机力机组以及集合型以及集合型风力机力机组群有关技群有关技术。17a日本发展计划1994年日本政府制定了“新能源计划”，到200华华盛盛顿顿水水门饭门饭店店马马里里兰兰大学大学200118a华盛顿水门饭店马里兰大学18a19a19a东东京新宿区冷京新宿区冷热电热电系系统统20a东京新宿区冷热电系统20a21a21a大阪大阪京都京都22a大阪京都22a国内的冷国内的冷热电项目目单单位位:kW23a国内的冷热电项目单位:kW23a冷冷热电系系统现状状发电动力循力循环制冷制冷中温排中温排热吸收机（蒸汽吸收机（蒸汽/烟气）烟气）供供热简单利用（余利用（余热锅炉供炉供热）生活生活热水水取自余取自余热锅炉炉一般都需要一般都需要补燃燃24a冷热电系统现状发电动力循环24a2008年奥运主年奥运主场馆分布式能源系分布式能源系统研究目研究目标标定位与方案定位与方案总总体思路体思路25a2008年奥运主场馆分布式能源系统研究目标定位与方案总体思实现传统能源与可再生能源的能源与可再生能源的联合使用，形合使用，形成有机的成有机的整体整体根据根据负荷荷变化和各能源品种的特点，灵活、化和各能源品种的特点，灵活、高效、合理地高效、合理地调配配多能源多能源输入与多能源入与多能源输出出多功能的分布式能源系多功能的分布式能源系统 方案方案设计目目标26a实现传统能源与可再生能源的联合使用，形成有机的整体方案设计目方案定位：追求国方案定位：追求国际领先水平先水平实现多种能源多种能源互互补，充分利用，充分利用可再生能源可再生能源（包括太阳能、水（包括太阳能、水源、地源、源、地源、风源）；源）；系系统高度集成：能量高度集成：能量梯梯级利用利用，特，特别是中低温余是中低温余热的利用；的利用；冬季冬季热泵方式方式供供热夏季吸收机回收排夏季吸收机回收排热，提供生活，提供生活热水，同水，同时提高机提高机组效率效率低温低温余余热除湿除湿（夏季）、采暖（冬季）（夏季）、采暖（冬季）能源系能源系统与与建筑建筑功能的有机功能的有机结合。合。27a方案定位：追求国际领先水平实现多种能源互补，充分利用可再生能“奥运能源展示中心奥运能源展示中心”（Energy Park）目的：目的：采用国采用国际上最新的分布式能源技上最新的分布式能源技术，综合利用合利用天然气、太阳能和地天然气、太阳能和地热等能源，等能源，先先进、高效、智能、清、高效、智能、清洁、可靠的能源系、可靠的能源系统。任任务：国家体育国家体育场、游泳中心、信息大厦、游泳中心、信息大厦 全部空全部空调、采暖和生活、采暖和生活热水，部分水，部分电力。力。28a“奥运能源展示中心”（Energy Park）目的：采用示范示范场馆分布分布示意示意图500m29a示范场馆分布示意图500m29a示范示范场馆介介绍国家体育国家体育场25万平方米（含地下）万平方米（含地下）奥运会期奥运会期间100，000人，会后人，会后80，000人人 国家游泳中心国家游泳中心8万平方米（含地下）万平方米（含地下）奥运会期奥运会期间17，000人，会后人，会后6，000人人 奥运信息大厦奥运信息大厦8.8万平方米万平方米主要功能：主要功能：电话局、通信主机房、管理、局、通信主机房、管理、办公等公等 30a示范场馆介绍国家体育场30a特点特点1：能源的梯：能源的梯级利用利用电电驱动热泵驱动热泵驱动驱动制冷制冷除湿除湿生活生活热热水水采暖采暖品位品位排放排放燃料燃料高温高温中温中温低温低温环环境境31a特点1：能源的梯级利用电驱动热泵驱动制冷除湿生活热水采暖品位特点特点2：中温：中温热源利用源利用冬季：冬季：热泵热泵方式供方式供热热传统传统方案方案：中温余中温余热锅热锅炉（炉（1.0）设计设计方案：方案：吸收式吸收式热泵热泵供供热热（1.32.0）夏季：吸收机冷凝器排夏季：吸收机冷凝器排热热回收（回收（5070%）传统传统方案方案：环环境排放，冷却水消耗境排放，冷却水消耗设计设计方案：方案：产产生活生活热热水、泳池加温、机水、泳池加温、机组组效率效率提高提高32a特点2：中温热源利用冬季：热泵方式供热32a特点特点3：低温：低温热源的利用源的利用传统传统方案方案：排弃（：排弃（约约10%）设计设计方案：方案：夏季：游泳夏季：游泳馆馆除湿除湿空空调负调负荷下降荷下降约约40提高制冷机的制冷效率提高制冷机的制冷效率冬季：采暖、生活冬季：采暖、生活热热水水33a特点3：低温热源的利用传统方案：排弃（约10%）33a特点特点4：天然气与可再生能源、：天然气与可再生能源、资源互源互补的能源系的能源系统1.冷冷热电联产系系统2.太阳能光太阳能光热利用利用3.地源地源热泵技技术4.中水的利用中水的利用中温热源吸收机氨压缩热泵中水风源太阳能地源采暖热水电能34a特点4：天然气与可再生能源、资源互补的能源系统冷热电联产系统中水中水资资源的利用源的利用高品高品质质中水中水1.2万吨/天7.5万吨万吨/天天中水8万吨/天北小河污水处理站清河污水处理站中水中水6万吨/天35a中水资源的利用高品质中水1.2万吨/天7.5万吨/天中水8万结论提出了奥运能源系提出了奥运能源系统研究方案的研究方案的总体思路及体思路及追求国追求国际领先的水平定位；先的水平定位；研究方案在研究方案在节能率、能率、环保、可靠性等方面充保、可靠性等方面充分体分体现“科技奥运科技奥运”、“绿色奥运色奥运”的精神，的精神，并并对我国城市能源建我国城市能源建设和分布式能源系和分布式能源系统本本身的身的发展，具有展示性和展，具有展示性和标志性作用。志性作用。36a结论36a分布式能源系分布式能源系统特点特点（1）能源）能源综综合梯合梯级级利用，利用，节节能率能率1040（2）环环保性能好，保性能好，NOx排放低（可小于排放低（可小于10ppm）（3）弥）弥补补大大电电网的安全网的安全稳稳定性定性（4）特殊）特殊场场合需求合需求：医院、医院、银银行、行、军军用用电电源、渡假村等源、渡假村等（5）移）移“电电峰峰”同同时时填填“气谷气谷”（6）网）网络络化；智能化控制和信息化管理化；智能化控制和信息化管理（7）投）投资资低、效益大、低、效益大、经济经济性良好性良好37a分布式能源系统特点（1）能源综合梯级利用，节能率1040问题一：太阳能与地源一：太阳能与地源热泵联合供暖合供暖1.太阳能太阳能难以以单独用于供暖独用于供暖;2.地源地源热泵可以用于可以用于单独供暖，但需要埋管独供暖，但需要埋管面面积(埋管面埋管面积是建筑面是建筑面积的的1/41/5);3.太阳能作太阳能作为地源地源热泵的的调峰用于供暖峰用于供暖;作作业一：一：建筑物供暖面建筑物供暖面积200m2，热负荷荷80w/m2，太阳能用于供暖，太阳能用于供暖，试计算太阳能集算太阳能集热板面板面积以及太阳能集以及太阳能集热板造价？板造价？38a问题一：太阳能与地源热泵联合供暖太阳能难以单独用于供暖;3839a39a问题二：太阳能与二：太阳能与风冷冷热泵联合供暖合供暖1.太阳能太阳能难以以单独用于供暖独用于供暖2.风冷冷热泵在在严寒的三北地区寒的三北地区难以以单独用独用于供暖于供暖3.太阳能与太阳能与风冷冷热泵联合可以完成供暖合可以完成供暖40a问题二：太阳能与风冷热泵联合供暖太阳能难以单独用于供暖40a41a41a42a42a问题三：三：热泵技技术生生产生活生活热水水1.热泵技技术可以用于冬季供暖、夏季空可以用于冬季供暖、夏季空调2.热泵技技术还可以用于生可以用于生产生活生活热水水43a问题三：热泵技术生产生活热水热泵技术可以用于冬季供暖、夏季空44a44aTHANKS！45aTHANKS！45a