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关键词:农作物;秸秆材料;3D打印
中图分类号:X503.231 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170532081
前言
随着科技的发展,传统制造技术已难以满足人们使用需求,因此,寻找一种新的制造方法十分迫切,3D打印技术便在这样的背景下应运而生。近年来由于3D打印技术越来越受到人们的关注,在各大主流媒体频繁出现,成为当下与未来发展的新星。但因打印材料的紧缺与制备困难,打印成本昂贵,对3D打印技术的发展和深入市场化带来一定的制s。农作物秸秆作为一种可再生资源,应用在3D打印技术中具有重要的现实意义。
1 3D打印技术的概述
3D打印技术源自20世纪90年代,是一种快速成型制造技术,因其制造特点独特,又称“增材制造技术”,工作原理为层层堆叠与逐层打印,是一种跨学科的交叉技术。3D打印技术是基于传统二维打印技术基础上的大胆创新,把二维打印延伸至三维领域,把喷墨式打印的平面图案、文字等通过原材料逐层堆叠而成的三维立体实物,不但拓展出非主流化设计潮流,还彰显出新时代个性化创新活力与创造潜力。
3D打印技术所需的成本较高,不仅因为3D打印机本身机器的价格高,更重要的是3D打印所使用的材料价格高,精密度越高与速度越快的3D打印,其对于材料的要求越高。而材料作为3D打印技术成型工艺与成型件性能及设备结构的核心,根据化学成分可分成金属、陶瓷、聚合物及复合材料等,这些材料的价格较高,且数量有限,还要满足刚度、强度、耐湿潮及热稳定性要求和方便后续工艺处理。可见,3D打印因受到材料紧缺与材料价格问题的制约,难以快速形成市场化,对3D打印材料与其制备方法的深入研发带来一定影响。
2 3D打印技术的材料及其优缺点
2.1 金属材料
之所以3D打印倍受欢迎,主要因其可把物体的设计、创造或快速复制从改变变成现实。当前大多3D打印材料以塑料为主,而金属所具有的良好力学强度与导电性使该领域的研究者对金属物品打印持有浓厚的兴趣。但将金属作为3D打印的原材料使用价格非常昂贵,特别是作生产原料而使用的金属材料,比如1kg的钛金属粉末用在3D打印上的价格是200~400美元,昂贵的原材料使得3D打印技术难以真正得到普及。
2.2 陶瓷材料
硅酸铝陶瓷粉末可以用作陶瓷产品的3D打印,且3D打印出来这类陶瓷制品耐热性高,不透水,无毒可回收,可以作为理想的餐具、饮具、花瓶、烛台、艺术品及瓷砖等家居装饰品,但因其强度不高,因此容易碎裂。
2.3 聚合物材料
用于3D打印常见的聚合物材料有聚乳酸(PLA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。ABS是最常用的3D打印热塑性材料,不仅可生物降解,还有良好的柔韧性、抗高温性及机械加工性,加上其强度高、耐磨性好与抗冲击性大而常被工程师选用。但许多ABS部件会有精度障碍,和3D打印机的机床接触时,表面容易向上卷曲,且打印较大物件时,要小心模型冷却时因热应力而引发的翘曲和变形。PLA是3D打印初期使用情况最好的原材料,呈半透明颜色与光泽质感,可经生物降解后变成活性堆肥,是由甘蔗与玉米淀粉所形成,能避免模型发生翘曲和变形,打印出其他材料难以打印的形状。但PLA材料打印出来的物件无法抵抗高温,一旦温度超过50℃就会变形和软化,给3D打印带来巨大的麻烦。
2.4 复合材料
美国硅谷Arevo实验室通过3D打印发现高强度的碳纤维复合材料,与传统注塑定型和挤出方法相比,3D打印中通过对碳纤维的精确控制,可以优化电热性能与特定机械的性能,具有优秀的抗化学与耐高温性能,且可严格设定综合性能。因3D打印复合材料的零件一次使用只可制造一层,每层可实现任何需要的纤维取向,因此其造价也会较为昂贵,且无法循环利用,适用于国防、航天及医疗方面。
3 农作物秸秆3D打印的综合应用
和上述材料相比,农作物秸秆应用在3D打印中更具发展前景。农作物秸秆是在籽实收获之后剩下的一些富含纤维成分的作物残留物,主要有豆类、麻类、薯类、禾谷类、油料类及甘蔗、棉花、瓜果、烟草等作物的秸秆,其作为农作物当中主要的副产品,数量庞大,同时也是具有多类用途的一种可再生生物资源。根据联合国的环境规划署所做出的报道指出,世界上所种植的各类农作物秸秆每年可提供20亿t,而我国的农作物秸秆每年产量大约是7亿t,位居世界首位,其折合标准煤量是3.5亿t左右,占全球秸秆总量约30%,我国农作物秸秆资源量每年占生物质资源量接近50%。
虽然农作物秸秆为一种珍贵的可再生资源,但因受到生活方式与消费观念影响,我国的农作物秸秆资源基本还处在高污染、高消耗及低产出的现状,大多数农作物秸秆都被弃置或焚烧,无法得到合理的开发与利用。根据调查,我国农作物秸秆的利用率在33%左右,其中大多数都未经过处理,经处理后所利用的量只有26%左右。所以,对农作物秸秆资源进行综合应用对保护环境、节约资源、增加收入及促进农业可持续发展等具有重要意义。
然而,将秸秆用在3D打印中的新材料,不仅可以解决农民农收问题,保护环境,还能在加工回收后获取3D打印的新材料,这样可以显著降低3D打印的成本。农作物结钢有着非常高的利用价值,其热值高,相当于标准煤的50%,经测定,农作物秸秆的热值大约15000KJ/kg,且农作物秸秆中含有多种能够被有效利用的成分,除了大部分的碳之外,还有钙、钾、镁、硅、磷、氮等矿物质元素及有机成分纤维素、木质素、半纤维素、蛋白质、灰分及脂肪等,这些物质可作为资源进行利用。
如用玉米秸秆等原料经过加工后可以打印出木纹餐具与花瓶等生活常用品,这种采用农作物秸秆经3D打印所生产的产品有着天然草木色的纹理与秸秆特有的清香,使所打印出来的产品更具木质感,不仅实用,还具有观赏价值,且农作物秸秆用做3D打印的材料,绿色环保,具有非常广泛的应用前景。
4 结语
3D打印技术的出现受到多个国家的关注与重视,且对传统的制造方法带来巨大突破,在其不断发展的过程中为各类似行业所存在的问题提供新解决思路与方法。因此,各国开始大力发展3D打印打印技术,并将农作物秸秆应用到3D打印中,相信在未来3D打印技术会逐渐渗透到人们的生活中,变成社会发展新航标。
参考文献
关键词:地源热泵;空调系统;节能问题;应用优势
中图分类号:TE08 文献标识码:A
前言
随着我国经济的不断发展,人们对于生活居住环境的要求也越来越高。建筑能耗也随着人们生活方式的额改变逐年增加。建筑节能越来越受到政府各部门的重视。目前,我国实施建筑节能65%的标准,暖通空调系统耗能大户,对整个建筑物的能耗有直接影响。地源热泵是一种节能环保的可再生资源,这一优势越来越受到关注,将其应用到建筑空调工程中,有很大的发展前景。
1 常见地源热泵系统
就目前的技术而言,我国的地源热泵空调系统主要可以分为三种形式:其一为土壤地源热泵系统;其二为地下水地源热泵系统;其三为地表水地源热泵系统。这三种形式的地源热泵空调系统都具有各自不同的优点与应用范围,在实际的工程应用中,应当因地制宜,合理选用最佳的地源热泵空调系统。
1.1土壤热交换器地源热泵
土壤热交换器地源热泵是利用浅层土壤热量进行能量交换的系统。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的循环管内流动,实现系统与大地之间的能量交换,地热换热器的设置形式主要有水平埋管和垂直埋管2种。
1.2地下水源热泵
地下水源热泵的热源是抽取地下水。地下水源热泵的能量交换方式有2种。一种是开放系统,利用水质良好的地下水直接进人热泵换热,之后将井水回灌地下;另一种是封闭系统式,采用交换器把地下水和通过热泵的循环水分隔开,防止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵造成影响。实际工程中常采用封闭式环路的热泵循环水系统。
1.3地表水地源热泵
地表水地源热泵系统由潜在水面以下的热交换器取代土壤热交换器。地表水热泵系统的冷热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江河湖海等含有大量自然水体的地方,可充分利用自然水体作为热泵的冷热源。
2 地源热泵空调工程的节能优越性
相较于其他空调系统而言,地源热泵空调系统是具有很大的节能优越性的,这也是其作为新型空调系统的主要特色。一般来讲,地源热泵空调系统的节能优越性可以体现在下述几方面内容上:
2.1可再生能源利用技术
地源热泵的冷热源来自于地球表面浅层地热资源,是一个能进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源又叫地能,指的是地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层就像是一个太阳能集热器,太阳散发的到地球47%的能量都被它吸收了,这样的利用率想当惊人,相当于人类每年利用能量的500倍之多。它是一种稳定而广泛的可再生能源,不受地域、资源等限制,量大面广、无处不在。因此地能也成为人们可以利用的清洁可再生能源。
2.2经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源之所以可以作为冷热源,是因为其温度一年四季相对稳定,与环境温度相比。冬季温度高,夏季温度低,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统有更好的优越性,其运行效率要高40%,进而要节能和节省运行费用40%左右。另外,地能温度较恒定这一特性,对于热泵机组可靠、稳定运行有着重要的意义,也使得系统在运行时更加高效性和经济性。
2.3运行稳定可靠
低能温度相对于空气的波动来说比较稳定,在作为冷热源时非常有优越性;温度的恒定性,也使得系统运行更加可靠、稳定,同时也带来了系统的高效和经济。
2.4环境效益显著
低能是一种清洁的能源。地源热泵与空气源热泵相比污染物排放量减少40%以上,与电供暖相于减少70%以上。这套装置的运行不需要燃料供应,不存在任何污染,没有排烟。可以建在居民区内;采用地能没有废弃物,更可以就地取材,不用远距离输送热量,如果能够取代其它空调方式,可以很好地减少CO的排放。
2.5舒适程度高
地源热泵系统的供冷、供热没有过热和过冷的峰值,相对来说更为平稳,因此会带来更好的体感;同时也是因为温度较为平衡,因此减少了空调开、关的频率,更容易适应供冷、供热负荷的分区。
2.6一机多用,应用范围广
地源热泵系统可以一机多用,不仅供暖、空调,还可供生活热水,这就可以取代原来的锅炉加空调的2套装置或系统。
2.7自动运行
地源热泵机组系统简单,部件较少,运行相对稳定,这就大大减少了维护费用,而且机组使用寿命相对于传统的机组来说更长;自动控制程度高,可无需人员值守。
3 地源热泵空调系统在应用中面临的问题
尽管地源热泵空调系统在节能效益方面具有很大的优越性,但在实际的工程应用中却并没有得到广泛的应用,只有很少的一部分建筑暖通工程中使用了地源热泵空调系统。引起这一问题的主要原因是地源热泵空调系统的运行维护方案还不太完善,专业技术人员较为缺乏,维护成本较高等等多方面的,也可以说,地源热泵空调系统的应用主要面临的问题有以下几点:
3.1土壤换热器对于地源热泵系统来说至关重要,对其材质的要求很高,土壤换热器埋设的场所面积较大,系统投资相对于其它方式要高,因此这种系统一般应用于面积比较小的居住类单体建筑,很难在大型工程中应用。
3.2对土壤环境的影响。地源热泵空调系统采用土壤埋管,这必然会对土壤环境温度产生影响。由于温度的剧烈变化,在此温度范围的土壤微生物环境也将出现变化。土壤换热器的埋置深度的大小,直接影响建筑投资的大小,同时植物根系、土壤微生物也会受到影响。同时对于地下水源热泵系统、地表水源热泵系统也会对水系统环境造成影响。
3.3地源热泵系统对地下水资源有要求。在地下水热泵系统建设前期,应该对建设地点的进行充分的调查,详细了解当地的水文地质条件,并先打勘测井,对地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据进行评估。地下水位的高低,不仅影响成井的费用,对水泵的运行能耗也有很大的影响,水位较低时,则其费用和能耗将会相应的增加。但目前国内地下水循环利用率不高,从地下抽出来作为热源的地下水很难再被全部回灌到含水层内,地下水资源的流失严重。
3.4地表水源热泵系统受水量影响较大。地表水温度受气候的影响,这一点与空气源热泵类似,热泵的性能系统受环境温度的影响非常明显,当环境温度越低时热泵的供热量越小。
4 结语
总之,地源热泵空调系统所具有的强大节能性是毋庸置疑的,其所带来的环境效益与节能效益是非常巨大的,在建筑供热空调中采用地源热泵技术可以有效地提高一次能源利用率,减少温室效应气体二氧化碳和其它燃烧产生的污染物的排放,是一种高效节能、无污染的可再生能源系统,在实际的应用中,我们应当重视其节能的特点,不断提高其安装维护技术,降低工程成本,以促使其更好的应用在节能建筑的发展中。
参考文献
[1] 张晓斌.地源热泵在空调系统中的应用[J].经营管理者,2012年04期.
[2] 余红海,周亚素,雷鸣.浅谈地源热泵空调系统的分类及其优越性[J].节能技术,2006年05期.
[3] 付红阳陈伟张国辉基于全寿命周期的地源热泵工程经济性评价田建筑经济2012.5:9卜100
【关键词】风力发电 新能源 特点
根据国际煤炭会议的资料介绍,我们可以看出,煤炭在世界上的储量还是比较丰富的,根据当前的开采速度来计算,还可以开采大约200年左右,石油的开采量大约还能维持30多年,天然气也是社会经济发展中的重要能源,但是也是相对有限的,大约还可以开采60年左右,这些能源都会给空气带来严重的污染。全球变暖等多种气候反常的现象都与此有关。风能是一种清洁而安全的能源之一,在自然界中可以源源不断的生成,也会有规律的补充,因此,其开发潜力是非常大的。
一、我国风能储备现状
对于风能这种资源来说,可以利用的风能主要是跟风能的密度和可以利用的风能年累计的小时数。我国的疆域相对比较辽阔,可以利用的风力能源巨大,其中可以利用的风能储备量大约为2.50亿千瓦,全部断下来大约有10亿左右的风能储备量。这种资源受到地势的影响比较大,世界上的风能资源很多都在沿海跟大陆比较开阔的收缩地带储存。在我国,新疆、内蒙古以及东南沿海地带的风能储存相对比较丰富,在东南沿海地带以及周围的岛屿,其风能密度大约可以达到每平方米300瓦以上,风速每秒3—20米,年累计超过6000小时以上。我国风能资源最好的内陆地带就是新疆到内蒙古这一代,风能的的密度在每平方米200瓦到300瓦之间,这些地区都都比较适合进行风力发电。
二、风力发电的原理
在风力发电的装置中,包含很多结构,有风轮,也有发电机。风力发电机的组成部分包括机头、转体、尾翼叶片。风力发电的基本原理就是利用风能设备,把因为温差产生的空气流动不断的向电能转化。实际上就是利用空气中的动能,也就是“风能”来带动风车设备的叶片的旋转,之后把叶子的转轴连接到增速机器上提高旋转的速度,从而把机械的动能向机械能转化,之后通过转轴带动发电机起到发电的作用。其中叶片是用来接受风力的,可以通过机头把风能转化为电能,尾翼可以使叶片能够始终对着风吹来的方向,这样能获取比较大的风能。转体是为了更灵活的转动从而实现尾翼方向的调整,机头的转子是一个永磁体,能够切割力线从而产生电能。利用风能发电的形式主要有两种,一种是独立运行的形式,另一种是风力并网发电技术。就小型独立风力发电系统来说,一般都不采用并网发电,要进行独立的使用,单台装机的容量大约是100瓦到5000瓦之间,一般情况下不会超过10千瓦。小型风力发电机器的输出的主要是13v到25v变化的交流电,需要经过充电器的整流,之后在对蓄电瓶进行充电,这样才能使得风力发电机的电能向化学能转变。之后用户逆变电源,把电瓶里的化学能变化为交流220v的市电,这样才能保证使用的稳定性。
三、风力发电的特点和优缺点
(一)风力发电的特点
首先,风能取之不尽,用之不竭,属于清洁高效的新能源。在进行风力发电的时候,要让不会产生任何废气和废水,没有其他污染,属于一项可再生能源,用风力发电是一个非常有利的事情。跟其他发电方式进行比较,风力发电不需要购买燃料,也不需要对材料的运费负责,更不需要对发电遗留的残渣进行处理。
其次,风力发电具有地域性,不是每一个地域都可以修建风力发电站。风力发电站必须要要建立在风能资源丰富的区域,风速比较大,持续的时间也是相当长的,风力资源跟地势和地貌有着比较大的关系。
再次,风力发电具有比较强的季节性,这个特点就决定了风力发电只能在整个发电系统中处于一个配角的位置,风力发电的使用方式主要有两种:一种是能源利用:风力发电机群并网进行,没有风就不发电;另一种是没有电网的高山、牧区和海岛,主要是风力发电机跟柴油发电机联合运行,有风力的时候进行风力发电,没有风力的时候用柴油机进行发电。
(二)风力发电的优缺点
优点:清洁,具有比较好的环境效益;属于可再生资源,不会枯竭;建设周期比较短,投资也不大;装机的规模比较灵活。
缺点:有噪声和视觉方面的污染;占用的土地面积比较大;稳定性不好,
不可控;当前的应用成本比较高。
四、风力发电的展望
当前我国风力发电产业的发展比较迅猛,但是也存在一系列问题:主要是我国没有完全掌握风力发电机组的核心设计和制造方面的技术,而且一些零部件的产品跟国外比较会存在一定的差距;加上我国风力发电规划跟电网规划不是特别协调,风电的技术标准有待完善。因此,我国未来风力发电产业的噶站,需要加大自主研发力度,尽可能的掌握关键技术,加大风力电网的坚实力度,实现风电开发的规范性,还要加大政策资金的扶持力度,尽快建立完善的风电标准。相信通过这些努力,未来我国的风电产业将会获得更大的发展。
五、结论
总之,风力发电开启了新能源时代,我们要认真研究风力发电的特点,不断完善风力发电技术,争取让大自然赐给人类的这份礼物得到充分的利用。
参考文献:
[1]韩永奇,韩晨曦.中国风电产业的发展与前景[j].新材料产业,2010,(12).
[2]迟永宁,刘燕华,王伟胜,陈默子,戴慧珠.风电接入对电力系统的影响[j].电网技术, 2007,(03)
关键词:暖通空调节能设计;问题;
中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:
前言
暖通空调的节能设计对于我国目前大力宣传的环境保护与生态保护息息相关,建筑物能耗的一半左右要消耗在暖通空调系统中,因此,暖通空调系统的节能设计的好坏对于建筑的能耗水平以及运行的经济性至关重要。暖通空调的节能措施也是一项系统工程,这项系统工程不仅与建筑物的设计相关,而且还与环境因素关系密切。在工程设计阶段,设计师应就建筑的朝向以及建筑的位置、建筑的形体等进行细致的考虑,不同的区域应采用不同的建筑外形以更加充分地利用自然节约能耗。
一、暖通空调在其节能设计上应该注意的问题
1、在设备运行维修上应该注意的问题
在暖通空调的运行过程中,由于设计方案的不科学,相关的管理人员对空调的运行系统就得不到充分的了解与认识,就无法科学的区分系统的运行高峰期,通常情况下就会把正常期与高峰期的机器运行数量设置为一样,这样就会造成能源的极度浪费。管理人员往往在维修方面做得不到位,就会发生很多的问题,例如风道渗漏会引起热损失,空调水系统水质前期处理不彻底,造成水系统堵,影响换热,及空调的重要设备上的附着物会引发机器的下降等 。
2、设计者在设计中应注意的问题
暖通空调系统的设计质量在很大程度上决定了整体系统运行的能耗状况,节能设计规范、标准在节能减排设计中起着技术支撑的重要作用。设计院以此为依据开展设计,有效地保证了工程设计质量。然而,仍然有一些设计单位工作人员对此不够重视,在设计过程中过分依靠个人经验或业主不合理要求,导致能耗高、投资大,超出国家能耗指标等问题的出现。在实际设计中,设计人员对主要的入户热力装置给予了足够的重视,同时往往会忽略了在入口处的装置。随着国家对节能和环保要求的不断提高,各种新的空调形式和技术方案也在不断涌现。 每种技术方案通常都有自己的优缺点,但有关部门在评价这些新的技术方案时,由于考虑问题的角度不同和缺乏科学的、客观的统一评价方法,导致评价结果有所不同,有时甚至大相径庭,造成严重损失。 评价结果的混乱导致了设计单位在进行暖通空调设计面对各种方案时感到无所适从, 影响了节能减排设计工作的进行。
3、在先进节能设备选择上应该注意的问题
有很多的设计者会被市场牵着走,认为能提升系统性能或者是节能的产品在任何情况下都能够发挥其作用,造成加大资金的投入,但是往往得不到该有的效果,跟风走的情况很严重,会直接导致设计者过于信赖所谓质量好的产品,做不到具体问题具体分析,在设计上不能够结合相关因素进行方案上的设计,所有的东西没有最好,只有最适合,设计者如果不能切合实际立足根本,就设计不出好的方案。
二、加强暖通空调节能设计的对策
1、选择合适的空调形式
选择合适的空调形式是空调节能的一个重要方面。随着变频技术的发展,变频空调近年来得到了快速的发展和应用。 变频空调在普通空调的基础上增加了变频控制系统,具有节能、温控精度高、噪声低等多重优势,是空调发展的必然趋势。有关数据表明,在冷负荷相当的情况下,变频空调器消耗的功率只为定频空调器的 66%。 在中央空调等大型暖通空调系统中,尤其应当大力推广变频技术,其节能减排的效果将是十分明显的。
2、提高设计人员综合素质
对于设计人员来说专业素质是基本,因此要努力提高他们的专业素质,定时展开暖通空调设计的相关培训工作,提升设计人员的专业技巧以及业务素质,同时理论要与实践相结合,让他们在工作实践中更深入地学习暖通空调的相关知识内容,同时还要注重对设计人员的节能意识的培养,把节能意识带路到工作中,贯彻落实到暖通空调设计的方方面面里,提高暖通空调设计的节能性。设计人员除了具备专业素质外,还必须具备前瞻性,最大程度地优化暖通设计参数,以避免暖通系统的实际应用和期望产生较大的偏差或者造成不必要的改造而导致资源的浪费。这就要求设计人员本身具备优良的素质,具备充足的设计和工作经验,熟悉相关的规定规范,能事先全面地考虑到设计中可能存在的问题,并能够与暖通设备的安装人员保持沟通,第一时间掌握真实详细的现场资料,从而根据现实使用情况做出适当的调节和改进。大型建筑应该具备基本的能耗监控和分析功能,掌握具体的能耗数据,这对暖通设备的运营和节能减排的管理是十分有利的。
3、加强新能源、新技术的应用推广
暖通空调行业应当加大对地热能、太阳能、等清洁可再生能源的应用研究,积极采用水源热泵系统、太阳能热泵系统、地热热泵系统等节能新技术。 目前人们已开发出了一些有效的可再生能源,以缓解目前不可再生能源的紧张局面。地热能和太阳能及空气能等可再生资源应用于空调制冷,具有一定的优势,并且清洁无污染。 地源热泵利用大地储存的能量,可作为中央空调系统的冷热源。 空气源热泵地板采暖利用空气中储存的能量,可作为采暖系统的热源。 设计人员在设计时要因地制宜,引导业主尽量采用可再生能源来实现节能。
4、采用合理的冷热源
合理的设备选型对于暖通空调的节能十分重要,因为,不同的设备其使用寿命、运行效能、自动化程度、功率参数等都不相同,这些性能参数对于未来使用过程中的节能效益影响十分巨大。因此,合理选型较为关键。中央空调中的冷热源的合理的配置是节能的重要的一环,我国建筑物中常用的配方有水冷机组加锅炉的方式、热泵机组加溴化锂吸收机组的方式等。
5、强冷热回收利用的研究运用工作
在空调中结合舒适健康空调系统采用新风处理器来进行热回收设计,利用排风中余热来处理新风的热量,在采暖系统中采用高效锅炉,提高烟气利用率,来降低能耗。 当选择回收装置时,应综合考虑工程的实际情况、当地气候条件、经济条件、排风的成分等多种因素,以确定选用合适的热回收装置,从而用较少的投资,实现能源利用的最大化。暖通系统在建筑节能中占据重要的位置,起着重要的作用,节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础,政府职能部门的重视和支持,则是实现大幅度节能的保证。作为工程建设的重要组成部分,暖通系统在节约工程建设成本与节能减排等方面占据重要的位置,起着重要的作用[1]。建筑行业的能源损耗,暖通空调系统所消耗的占到了 60%之多,随着人们生活水平的提高,建筑工程中的暖通空调的应用也将不断增多,其能源消耗势必也会加大,再加上中国本身空调系统能耗就很大,这样造成的能源损耗是无法预计的。因此注重暖通空调的节能设计具有十分重大的意义。
6、提高对低品位能源和可再生能源的利用
不可再生能源是不能够进行回收利用,是无法通过人工科技手段进行再生的,同时使用过量还会导致能源的枯竭,因此在进行暖通空调设计工作的时候要尽量选择低品位能源或者可再生能源的空调系统,保证能源的有效合理利用,在建筑以及工业等领域里推行节能减排的工作,加强保护能源的思想意识建设,同时相关部门也应当积极地研发可再生能源,扩大可再生能源的使用范围,在技术上不断创新,进行热量回收利用,从而实现能源应用效率的最大化。现在利用污水源或海水源热泵技术、工业余热热泵技术及能源塔热泵技术已经广泛被设计采用。采暖空调方式的选择要认真思考与节能相关的,选取辐射范围广的,这样能源保护的效果就能更加地突显出来。
结束语
暖通空调的节能设计对于我国目前大力宣传的环境保护与生态保护息息相关,建筑物能耗的一半左右要消耗在暖通空调系统中,因此,一定要注意暖通节能设计中的问题。
参考文献
[1] 黄光平,曾小磊.暖通空调节能减排优化设计[J].科技风,2012.
关键词 全自动;组件;串焊;汇焊;层压;组框;测试
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)84-0155-02
0引言
伴随着光伏行业的不断发展,企业引进自动化生产线所带来的优势表现的越来越明显,自动化生产线生产不仅提高了产品生产率,缩短生产周期,提高产品质量,更直接提高企业的经济效益,在人员成本越来越高的今天,企业实现自动化生产更是刻不容缓,直接影响着企业的发展,企业的未来。
1 光伏发展在西部的特点及优势
1.1资源优势
材料、信息、能源是支持现代文明的三大支柱,现在能源问题日趋成为人类社会关注的焦点。随着社会的发展,人口总数不断增加,人类生活需要的能源也不断增加,而且不可再生能源的储蓄量也越来越少,并已日益枯竭。加之化石燃料的使用造成的环境污染、温室效应等,对生态平衡和人类生存带来严重的危害。由于能源短缺和环境污染的双重压力,因此寻找一种可替代的再生能源就显得相当重要。
在太阳能、风能、潮汐能、等各类可再生能源中,不管从资源的可开发性、稳定性、分布的普遍性,还是从清洁性、技术的可靠性来看,太阳能都比其它可再生能源更具优越性。
2004年世界实际能耗 13TW
2050年世界实际能耗 30TW
2100年世界实际能耗 46TW
未开发水力
海洋能(潮汐、海浪、海流)
地热能 12TW
可利用风力 2-4TW
全球总太阳能 120,000TW
经济可利用600TW
表1 能源需求与可再生资源
注:1TW=109kW,数据来源:美国能源部Office of Science报告,2005。
据欧洲联合研究中心预测,太阳能光伏发电在未来世界能源结构中占据的地位将越来越高,将成为未来世界能源的主体。预计到2030年可再生能源在总能源中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中将达到10%以上。
我国西部地区幅员辽阔,广大的草原、戈壁地区人烟稀少,光照时间长,太阳辐射强烈,太阳能资源相当丰富。其中青藏高原地区日照强度、平均日照时间均居全国首位。青藏高原平均海拔高度在4km以上,大气相对稀薄,透明度好,日照时间长。以柴达木盆地为例,当地太阳辐射强烈,年均日照超过3 100h,每平方米的辐射量为 6950MJ。
且拥有成湟乌格等 330kV双回路电网,便于光伏发电的上网和输送。西部是我国太阳能资源最富集的地区,每年最高达2 333 kW·h/m2 (日辐射量6.4 kW·h/m2),位居世界第二,仅次于非洲撒哈拉沙漠。被人们称为“日光城”的拉萨,1961年至 1970年的平均值,年平均日照时间为3 005.7h,年平均晴天数为108.5天,阴天数为98.8天,太阳总辐射为816kJ/cm2·a。
我国西部地区现有沙漠化土地面积100 多万km2,且呈逐年扩大趋势,主要分布在太阳能资源丰富的西北和西南地区,其中大部分为荒漠、戈壁滩,地势平坦,适合大规模铺设太阳能光伏列阵,用地成本低廉。在我国西部地区发展光伏产业有着三大有利因素:一是西部地区有着得天独厚的地理优势和资源优势,尤其是青藏高原、西部等地区;
二是国家能源政策的支持,国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位,这为发展光伏产业提供了巨大政策支持。国家发改委网站公布《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》,明确 2011 年 7 月 1 日前后核准的光伏发电项目的上网电价分别为每千瓦时 1.15 元和 1 元,照此电价标准,由于不同的光照资源条件,西部地区相对于东部地区收益更大,现西部光伏发电成本能维持在每度 0.9 元左右的较低水平,相对于 1 元的标杆电价,意味着有 10% 的内部收益率;
三是光伏产业在西部的发展带来的巨大经济效益,对西部地区的和谐稳定、民族政策的落实、当地居民的长治久安、环境治理和水土保持、老百姓增收致富,促进我国经济发展升级转型、增长方式的转变都具有重要意义。
1.2发电过程优势
光伏发电系统是利用太阳能电池组件把光能转换为电能的一种装置。且在发电过程中不会对环境造成任何不良影响,且无人值守、维护成本低。另外太阳能资源分布区域较为广泛且取之不尽、用之不竭,能与建筑结合,因此可节省大量的土地资源,且前期投资相对较少,不像水电、火电等前期投入成本较大。与水电相比,水电前期需要修建大坝蓄水,不仅投入大而且会产生不良的生态效应;与火电相比,火电的前期投入也相对较大,且在后期需要以原煤作为燃料在原煤的燃烧过程中会产生粉尘、二氧化碳等会对环境造成极大的污染;与风力发电相比,风力发电受到地域的限制,且发电过程相对稳定性较差。光伏发电的系统稳性较高,且晶硅光伏组件的使用寿命为25年,制硅原料在地球矿物质元素组分中的含量较大占到约25.8%,有相当大的开发潜能。
2 自动线跟手动线相比的优势
2.1产品一致性更加可靠
劳动密集企业人为因素太多,多方面导致产品一致性很难控制:
1)员工素质不一,熟练度不一;
2)人员太多,导致工作环境很难达到要求;
3)产品精度难以控制。
2.2大幅提高劳动生产率
在单位时间内能够制造更多的产品,每个劳动力的投入能够创造更高的产值,而且可以将劳动者从常规的手工劳动中解脱出来,转而从事更加有创造性的工作。
2.3产品质量具有高度重复性、一致性,能够大幅降低不合格率
2.4产品精度高
机器设备上采用了各种高精度的导向、定位、进给、调整、检测、视觉系统或部件,可以保证产品装配生产的高精度。
2.5缩短制造周期,减少制品数量
机器自动化使产品的制造周期缩短,能够使企业实现快速交货,提高企业在市场上的竞争力,同时还可以降低原材料及制品的数量,降低流动资金成本。
2.6在对人体有害、危险的环境下替代人工操作
2.7部分情况下只能依靠机器自动化生产
目前,市场上的产品越来越小型化、微型化,零件的尺寸大幅减小,各种微机电系统迅速发展,这些微型机构、微型传感器、微型执行器等产品的制造与装配只能依靠机器来实现。
正因为机器自动化生产所具有的高质量及高度一致性、高生产率、低成本、快速制造等各种优越性,制造自动化已经成为今后主流的生产模式,尤其是在目前全球经济一体化的环境下,要有效地参与国际竞争,必须具有一流的生产工艺和生产装备。制造自动化已经成为企业提高产品质量、参与国际市场竞争的必要条件,制造自动化是执照也发展的必然趋势。
3成本优势
生产制造工艺人员 一班人员 三班两运转人员
工艺 4 12
质检 5 15
设备 3 9
生产
工序 电池分选 4 12
玻璃EVA焊带准备 7 21
电池片单焊 12 36
电池片串焊 10 30
组件排版 8 24
汇流条焊接
层叠 8 24
排版组件镜面检测 4 12
层压 4 12
层压后削边 2 6
层压后外观检 0
整板EL检测 2 6
装框 3 9
接线盒安装 2 6
固化 4 12
清洗外观检查 8 24
电性能测试 6 18
包装 4 12
合计 100 300
表2 50MW组件手动线生产制造工艺人员
机器自动化装配生产的节拍很短,可以达到较高的生产率,同时机器可以连续运行,因而在大批量生产的条件下能大幅降低制造成本。
按照50MW组件线进行计算,通常手动线需要设备成本300万,人工100人/班,按生产制造工艺人员做如上划分。
设备折旧10年,人工平均工资5万/年,人员要通常按三班两运转进行倒班生产,则年运行成本100×3×5+300/10=1530万/年
自动线成本约2300万,人工40人/班,按生产制造工艺人员做如下划分:
生产制造工艺人员 一班人员 三班两运转人员
工艺 2 6
质检 3 9
设备 3 9
生产
工序 电池分选 2 6
玻璃EVA准备 4 12
电池片串焊 1 3
单串EL检测 1 3
组件排版 0 0
汇流条焊接 4 12
层叠 2 6
排版组件镜面检测
层压 2 6
层压后削边 1 3
层压后外观检 1 3
整板EL检测 1 3
装框 2 6
接线盒安装 1 3
固化 2 6
清洗外观检查 3 9
电性能测试 2 6
包装 3 9
合计 40 120
表3 50MW组件自动线生产制造工艺人员
同样设备折旧10年,人工平均工资5万/年,人员要通常按三班两运转进行倒班生产,加上自动线设备年维护成本约100万,则年运行成本=40×3×5+2300/10+100=930万/年。
4结论
全自动组件生产线在西部地区的应用更加具有优势,在资源方面,青藏高原大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长,全年日照时数3 200h~3 300h。
其次政策的开放,土地、光照资源丰富,适合开展大规模光伏电站建设,矿产资源充足、劳动力成本低,利于光伏企业提高利润空间。并且全自动组件生产线的高质量及高度一致性、高生产率、低成本、快速制造等优势在持续生产中也比传统生产线明显。
参考文献