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通过各学校一段时期的使用,有些教师和学生反馈,本课程使用的教材存在以下不足:
1.1综述较多,技术方面知识相对较少
其中核能及新型化学电源方面介绍不尽详细。例如,燃料电池中的“质子交换膜燃料电池(PEMFC)”,只是简单地介绍了这种电池的结构、原理及新的应用,而对于电池的材料、性能及电极制备工艺、PEMFC的应用和发展没有做详细的列举,工作原理也只是以“氢离子通过电解质渗透到阴极,而电子通过外部网路流动,提供电力。同时,以空气形式存在的氧供应到阴极,与电子和氢离子结合形成水”这样一句话带过。
1.2在材料制造和工艺计算方面有所欠缺
例如太阳能集热器,只介绍其结构、特点、原理,没有进行相关的分析计算。高职院校化工技术类专业的学生,已经学过《化工原理》及《物理化学》课程,具有工艺计算及设计计算的能力,如果能将太阳能集热器的原理和工艺计算结合起来讲解,收效会更好。
1.3理论与应用结合不够紧密
教材中第四章核能,只讲了核能的发展简史、核资源的分布、发电概述等,对于没有实践经验的同学们来说,他们没有机会接触核能,所以只通过理论学习并不能了解核能在实际应用当中的重要性。
2《新能源技术》课程使用教材的改进方法
2.1增加技术层面的知识
例如可以从技术角度详细介绍燃料(含氢、富氧)如何到达质子交换膜,在膜的阳极、阴极发生了怎样的反应而产生了电能,PEMFC从结构性能方面又分为单电池及电池组,以及它们的工作原理和特点。
2.2加强工艺计算
如可以对太阳能集热器传热进行分析计算,其效率方程为:fiajcTTttqAHABH其中Ac——太阳能集热器的面积,m2;A,B——与太阳能集热器类型和型号有关的常数;tfi——太阳能集热器入口流体温度,℃;ta——周围环境温度,℃;qj——热量;HT——热焓。由此可以看出,太阳能集热器的集热量一方面来自辐射,另一方面来自与周围环境交换的热量,而且与太阳辐射强度成正比,与外界空气温度成反比。
2.3理论与实际应用相结合
增加对核能在军事、民用、供热及核动力等方面的介绍,尤其是核电技术层面,可以分别就核裂变反应堆和核聚变装置,阐述电站装置结构、工作原理、分类,以及其安全性、核废物处理等发展。如核裂变反应堆235U,其合理结构:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置,由核燃料、慢化核和冷却剂三种材料的不同组合,产生出各种堆型,有轻水反应堆、重水反应堆、高温气冷堆和快中子反应堆。核聚变反应方式有四个氢核聚合成一个氮核,由氘到氘,由氘到氚,根据反应特点,分析其实现的可能性。
3结语
1.1外观及结构
移动电源结构一般由电压转换电路、可充电电芯或电芯组、外壳组成。其中电压转换电路分为充电电路、升压电路、管理控制IC以及保护电路。充电电路用以保证输入端能以恒流和恒压的方式为电芯充电。升压电路的作用是将电芯电压提升到输出端额定电压。管理控制IC起到电量监控和开关控制的作用。保护电路用以提供过充电、过放电等保护作用。电芯根据电解质材料不同大致分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类。外壳的主要作用包括机械防护、散热和阻燃等。各组件应当以适当的方式连线、支撑并固定。使用人员可接触区应当有适当保护,以保证不会产生机械危险。
1.2电性能输出
电压为移动电源最基本的参数,电压过高、过低都会对被充电设备造成一定程度上的损害。测量时移动电源应在达到充电饱和状态30min后,空载情况下使用功率计测量其输出电压。测量的输出电压值与额定电压容差为±5%[2]。常温放电性能是移动电源最为重要的参数,此参数标志着移动电源的实际输出容量。移动电源应在23±2℃环境温度下,以额定输入电压和电流进行充电,直至饱和状态。静置30min后,以额定输出电流进行放电,直至移动电源放电输出终止,记录放电时间[3]。输出容量等于放电电流乘以放电时间。测量的移动电源输出容量应不低于其额定容量。转换效率测量时使用直流电源模拟电芯接入电路板输入端,直流电源输出电压调至电芯组标称电压。电路板输出端连接电子负载,调节电子负载使得电路板输出为额定输出。仪表连接示意图见下图1。电流表和电压表测量得到输出端Iout和Uout、输63入端Iin和Uin可以通过公式η=Uout·IoutUin·Iin(1)计算得到转换效率,转换效率应不小于85%。
1.3安全性
移动电源的安全性包括:过充电保护、过放电保护、短路保护、发热和防火等[4]。1)过充电保护。测量移动电源过充电保护时,移动电源在充电饱和状态下,使用直流源输入,持续加载充电12h,设置直流源输出电压为移动电源额定输入电压的1.2倍,输出电流为移动电源额定输入电流。整个过程中移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。2)过放电保护。移动电源放电至输出终止状态下,测量其过放电保护性能。在输出端接30Ω负载,持续加载放电24h。整个过程中移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。3)短路保护。短路保护为防止使用中正负极短路时提供的保护。测量时使移动电源在充电饱和状态下,将输出端正负两极,使用0.1Ω电阻短路24h。整个过程中移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。4)发热。移动电源在工作状态时,不应对使用人员造成热危险。测量其发热温度应在正常负载条件下工作直至温度稳定,使用数据采集器和热电偶测量移动电源外壳温度值。接触温度限值是塑料外壳为95℃,金属外壳为70℃,玻璃、瓷料和釉料为80℃。测量温度应低于各使用材料的发热限值[5]。5)防火。移动电源外壳应当使用V-1级材料进行阻燃防火保护。试验样品选用移动电源外壳,试验火焰顶端与样品相接触,施加燃烧30s,然后移开火焰停烧60s,然后不管样品是否还在燃烧,再在同一部位重复烧30s。合格判据为在试验期间,当试验火焰第二次施加后,样品延续燃烧不得超过1min,而且样品不得完全烧尽。
1.4环境适应性
移动电源环境适应性包括:高温放电、低温放电、温度循环、恒定湿热、振动、自由跌落、重物冲击和机械冲击[6]。高温放电测量中,移动电源在充电饱和后,放入55±2℃的温度试验箱中恒温放置2h,最后以额定输出电流进行放电,直至移动电源放电输出终止,记录放电时间,计算输出容量,其容量应不低于额定容量。低温放电测量中,移动电源在充电饱和后,放入-10±2℃的温度试验箱中恒温放置2h,最后以额定输出电流进行放电,直至移动电源放电输出终止,记录放电时间,计算输出容量,其容量应不低于额定容量。温度循环测量中,移动电源在充电饱和后,放入温度为75±2℃的温度试验箱中,保持6h后,将温度试验箱温度设置为-40±2℃,并保持6h,温度转换时间不大于30min,上述过程循环10次,如图2所示。温度循环试验结束后,取出在环境温度23±2℃的条件下搁置2h,以额定输出电流进行放电,直至移动电源放电输出终止,记录放电时间,计算输出容量,其容量应不低于额定容量。图2温度循环示意图恒定湿热测量中,移动电源在充电饱和后,放入温度为40±2℃,相对湿度为90%—95%的温度试验箱中搁置48h后,再取出在环境温度23±2℃的条件下搁置2h,以额定输出电流进行放电,直至移动电源放电输出终止,记录放电时间,计算输出容量,其容量应不低于额定容量。振动测量中,移动电源在充电饱和后,将其安装在振动台台面上,按以下所述振动频率和振幅对振动台进行设置,X,Y,Z3个方向每个方向从10—55Hz循环扫频,持续时间为3h,扫频速率为1oct/min。频率在10—30Hz范围内时,位移幅值为0.38mm,频率在30—55Hz范围内时,位移幅值为0.19mm。振动结束后,移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。结果位置跌落到水平表面试验台上,跌落高度为1000±10mm,试验次数为3次。水平表面试验台应当是由至少13mm厚的硬木安装在两层胶合板上组成,每一层胶合板的厚度为19—20mm,然后放在一水泥基座上或等效的无弹性的地面上。跌落试验结束后,移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。重物冲击测量中,移动电源放置于平面,并将一个Φ15.8±0.2mm的钢柱置于电池中心,钢柱的纵轴平行于平面,让质量9.1±0.1kg的重物从610±25mm高度自由落到中心上方的钢柱上,样品纵轴要平行于平面,垂直于钢柱纵轴,试验次数为1次。重物冲击试验全过程中,移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。机械冲击测量技术中,移动电源在充电饱和后,采用钢性固定的方法固定在冲击试验台上。在3个相互垂直的方向上各承受一次冲击。冲击在最初的3ms内,最小平均加速度为735m/s2,峰值加速度应在1225m/s2和1715m/s2之间,脉冲持续时间为6±1ms。机械冲击试验结束后,移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。
1.5电磁兼容性
移动电源应满足静电放电抗扰度[2]要求。使用静电放电模拟器施加干扰信号,严酷等级为接触放电±4kV,空气放电±8kV。静电放电抗扰度试验全过程,移动电源应不泄露,不破裂,不起火,不爆炸。
2总结
【关键词】能源新形势 动力工程及工程热物理 研究生 课程教学
【基金项目】长沙理工大学2016年度校级研究生教研教改项目:新形势下动力工程及工程热物理研究生课程优化设置研究(JG2016YB05)。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)04-0158-02
1.引言
能源是人类活动的物质基础,社会的发展离不开优质能源。对于目前的中国而言,实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。为此, 2014年国务院了《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》,明确强调要深化能源体制改革,加快重点领域和关键环节改革步伐。2016年,国家发改委等联合《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,提出了未来十年中国能源互联网发展的路线图。改革与发展已经成为了能源行业的显著特征。随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速,节能减排与新型能源产业的战略地位将愈加突出,能源行业的机制体制改革以及能源互联网的兴起,对能源技术人才提出了更新和更高的要求。中国能源产业近几年发展迅速,社会各界都积极投入到先进能源技术的开发与产业的建设当中,但在这繁荣的表象背后,由于技术、管理、投资等原因,还存在诸多问题。这些问题究其本质仍然是人才的问题,要解决这个问题,就必须从教育入手,大力培养人才[1]。然而,目前我国新型能源技术人才普遍匮乏,高校的科技资源优势还未完全在能源领域释放出来,在人才培养方面急需跟上国家战略发展新常态。
研究生教育是一项系统工程,它包括了课程学习、实践研究和学位论文等诸多环节。其中,课程学习是整个研究生培养中的基础环节,其质量直接决定着研究生教育的质量和水平。因此,良好的课程教学是达到学习目标、提高研究生培养质量的前提。为此,2013年教育部等部门联合发出《关于深化研究生教育改革的意见》,明确要求加强课程建设,重视发挥课程教学在研究生培养中的作用。
动力工程及工程热物理一级学科以能源的开发、生产、转换和利用作为主要的学科应用背景,在整个能源领域起着支撑和促进作用。经过多年的探索和努力,国内研究生教育在动力工程及工程热物理领域取得了较好的成绩。但总体上看,我国研究生教育还未能完全适应经济社会快速发展的多样化需求。随着研究生教育的深入发展,现行的研究生课程体系出现了许多亟待解决的问题。因而,如何根据国家的战略需求及行业的人才需求, 改革和完善现行的研究生课程教学状况, 是一项十分紧迫的任务。
2.现状及存在的问题
2.1对研究生课程教学认识上存在偏差
就目前我国大部分高校研究生教育重点而言,以各省、直辖市相应的优秀研究生学位论文评选为契机(2013年之前还有全国百篇优秀博士论文),各高校每年也进行相应的优秀研究生学位论文评选,此外学校还制定了各种优秀研究生论文奖励办法等相关的质量激励措施,出台了研究生创新计划,研究生国家奖学金的评选也直接与学生的论文及参与的项目直接挂钩,研究生培养过程中“学术论文为重”的培养取向日益明显,这在一定程度上确实能保障研究生的培养质量,无疑具有积极意义[2]。但作为研究生培养过程中的另一个基本环节――课程教学,获得的相对关注较少,这直接导致了高校研究生课程教学工作相对滞后,其课程教学质量还有待进一步提升。
2.2研究生课程结构有待进一步优化
我国特色的研究生教育课程体系一般由学位课程和非学位课程组成。但是动力工程及工程热物理是一门综合性学科,涉及到工程热力学、燃烧学、传热传质、多相流等多方面知识,此外随着科学技术的飞速发展,人们在不同的学科基础上不断开拓新的研究热点,学科交叉的趋势越来越明显。然而课程内容是实现课程教学目标的有效载体,因此在科学知识更新速度的加快和人才培养课程结构的滞后性之间,矛盾日趋明显,课程结构的基础性、先进性和综合性承载着调和这一矛盾的重担[3]。尽管课程优化设置已经成为我国研究生教育改革的一项重要内容,但与国外一流研究生教育机构相比,差距仍很大。因此,如何建立科学的研究生课程体系,满足不断发展的行业和国家需求,是一项重要而紧迫的任务。
2.3 跨学科课程和有关科学研究方法的课程缺乏
在现有的课程教学体系中,一个比较薄弱的环节是只开设了传统的研究生理论课程,而忽视了一些重要的跨学科课程和有关科学研究方法的课程。目前我国研究生课程教学管理实行的是学分制,从课程内容上看,包括政治课、英语课、专业基础课以及本研究方向的专业课程。动力工程及工程热物理下辖若干个二级学科,其学科交叉性强,理论与技术发展迅速,许多问题仅靠某一学科的专业知识是难以解决的,需要多学科知识去协同应对,如若缺乏跨学科课程及科研能力培养方面的课程,那么对于学生在该领域的创新发展极为不利。
3.对策及建议
3.1 提高对研究生课程教学的认识
首先要真正重视课程设置在研究生培养中的作用,改变长期以来重学术论文、轻课程学习的现状。针对此问题,以长沙理工大学为例,2015年学校研究生院出台了《长沙理工大学研究生课程建设实施方案》,把研究生教学工作的重要性提到了一个新的高度,规范了课程设置审查,加强了教学质量评价,研究生院还成立了由教学经验丰富的老教师组成的课程教学督导小组,实时检查研究生课堂教学并反馈意见,教学效果将直接影响教师的个人考评。这些措施都极大地强化了研究生课程教学在培养过程中的作用。
3.2 对课程内容进行国际化和工程化
总体上,我国的能源科学与工程与发达国家相比还是有一定的差距,多年前美国、澳大利亚等国就投入巨额资金大力发展能源学科,大力培养能源人力资源。因此,可以通过与国外高校间研究生联合培养项目,设置国际化课程,增强课程内容的国际前沿性,也可以通过发达的网络技术充分利用国外丰富的网络课程资源,加强国际化课程设置。动力工程及工程热物理学科面向能源科学,具有极强的工程应用性,已经渗透到工业社会的各行业中,因此研究生课程也必须具有较强的工程适用性,可适当引入实践课程,在师资队伍中引入企业导师或者与企业联合培养学生。此外,针对该学科快速发展的特点,可以增加专业选修课的比例,拓宽学生的知识面,增强专业科学素质。
3.3 增设跨学科选修课及科学研究方法的课程
根据研究生研究方向与培养目标,适当增设跨学科选修课更有利于学生科学能力的培养。如对于太阳能研究方向的学生,可以跨学科选修物理学、材料类的课程;对于风力发电技术方向的学生,可以选修部分机械结构强度、结构完整性等方面的课程。研究生只有具备跨学科的知识,才能更好地从另一个角度了解本专业,才能够充分借鉴相近领域的理论和方法,在专业领域内做出新的成绩。学习一定的科学研究方法,对刚开始从事研究工作的研究生十分必要,提高研究效率,也能使得学生在不断发展的科学中始终具有学习与研究的能力,始终保持较强的创新能力。
4.结语
各高校必须根据自身发展特色和国家战略需要,紧跟能源行业发展新形势, 对动力工程及工程热物理研究生课程教学进行新的思考与研究, 深化课程教学理论、完善培养单位课程体系改进、优化机制;增强研究生课程内容的国际前沿性和工程实践性,通过高质量课程学习强化研究生的科学方法训练和学术素养培养,构建符合专业学位特点的课程教学体系。这些对进一步提高学科建设水平具有重要意义。
参考文献:
[1]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J]. 中国人才, 2010,(8): 29-30
分布式能源技术是中国可持续发展的必须选择。中国人口众多,自身资源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是绝对不可能支撑13亿人的“全面小康”,使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约,而且也使世界的发展面临一系列新的问题和矛盾。中国必须立足于现有能源资源,全力提高资源利用效率,扩大资源的综合利用范围,而分布式能源无疑是解决问题的关键技术。
今年以来,美国和加拿大、英国、澳大利亚、丹麦和瑞典、意大利等国的相继发生的大停电事故,深刻说明传统能源供应形式存在着严重的技术缺陷,随着时代的发展,特别是信息社会的发展,已经不可能继续支撑人类文明的发展进程,必须加快信息时代的新型能源体系的建立,分布式能源是该体系的核心技术。
分布式能源技术的发展,为中国与世界发达国家重新回归同一起跑线创造了一个新机遇,如同手机和家电一样,它有可能使中国依据市场优势迅速占据世界领先地位。
所谓“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主,毕业论文可再生能源为辅,利用一切可以利用的资源;二次能源以分布在用户端的热电冷(植)联产为主,其他中央能源供应系统为辅,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用,并通过中央能源供应系统提供支持和补充;在环境保护上,将部分污染分散化、资源化,争取实现适度排放的目标;在管理体系上,依托智能信息化技术实现现场无人职守,通过社会化服务体系提供设计、安装、运行、维修一体化保障;各系统在低压电网和冷、热水管道上进行就近支援,互保能源供应的可靠。分布式能源实现多系统优化,将电力、热力、制冷与蓄能技术结合,实现多系统能源容错,将每一系统的冗余限制在最低状态,利用效率发坏发挥到最大状态,以达到节约资金的目的。
分布式能源技术的基础科学主要在以下几个方面:
1、动力与能源转换设备;
2、一次和二次能源相关技术;
3、智能控制与群控优化技术;
4、综合系统优化技术;
5、资源深度利用技术。
动力与能源转换设备:
主要是指一些基于传统技术的完善和新技术的发展。
(1)小型燃气轮机——在小型航空涡轮发动机技术的基础上,实现地面发电和供热的联产技术。目前中国在这一技术上已经可以开发相应产品,主要的问题是需要提高设备的能源转换效率,提高可靠性,延长设备检修周期,提高设备的自动智能控制水平;
(2)微型燃气轮机——这是基于汽车发动机增压涡轮技术的延伸,关键技术在于精密铸造和烧结金属陶瓷转子,空气或磁悬浮轴承,高效回热利用技术,永磁发电技术,可控硅变频控制技术等。由于技术层次并不高,其中许多项目已经有专家在研究,只要国家真正重视,中国完全可以赶超世界先进水平;
(3)燃气内燃机——内燃机技术对于中国已经非常成熟,但是燃气内燃机的制造水平与国际先进设备还存在比较大的差距,主要是转换效率、排放控制、电子控制和设备大修周期等,此外,国外正在发展的预燃、回热、增压涡轮技术,以及电子变频等技术,都是发展的重要方向;
(4)斯特林发动机——外燃式斯特林技术中国已经有了比较大的突破,上海711所已经可以生产该技术的产品,目前主要是提高设备可靠性和发电效率,以及自动化控制水平;
(5)燃料电池——该技术有质子交换膜、固体氧化物、熔融硅酸盐和氢氧重整等多种技术方式,该技术应用极为广泛,污染极小,而且可以同燃气轮机技术整合,发电效率将可能达到80%,是未来最具有发展价值的技术;
(6)微型蒸汽轮机——蒸汽轮机是非常传统的技术,但是利用一部噪音小、振动小、运行方便可靠的小型蒸汽轮机代替热交换器,将其中一部分能量转换为价值较高的电能,或者利用蒸汽管网中较低品位的蒸汽为制冰机组提供低温冷能,可以更好地利用蒸汽中的能量;
(7)微型水轮机和微型抽水蓄能电站——小型、微型水轮机组不仅可以在任何有水位落差的地方使用,而且可以广泛利用在分布式能源项目上。利用自来水管网的水能压力,或者建筑物可能产生的落差进行发电,并在用电低谷进行抽水蓄能,新型的微型水轮发电机组将何以采用电子变频控制技术,调整电能品质;
(8)太阳能发电和太阳热发电——利用太阳能量的发电技术,关键是降低成本,同时需要研究与其他能源利用方式和载体进行整合,将太阳热发电与沼气利用整合,将光伏电池与建筑材料整合,利用光导纤维与照明技术整合等等;
(9)风能——风力发电是世界能源发展的一个重要方向,在大型风场大量利用大型风机发电将何以代替现有的火力发电系统,但是对于居住分散的用户小型高效的风力发电系统更加具有普及意义,小型风力发电系统主要需要解决的是成本、可靠性和蓄能问题;
(10)余热制冷系统——利用动力机产生的余热供热制冷是分布式热电冷三联供系统的重要环节,尤其是制冷,可以采用吸收式制冷,也可以采用吸附式,以及余热——动力转换——低温制冷等技术,这些技术均比较成熟,关键是系统的集成和提高效率,以及降低造价等问题;
(11)热泵——利用地源、水源和其他温差资源的能源利用技术,重点在于提高效率和增强于其他能源利用技术的整合能力;
(12)能量回收系统——诸如将建筑物内电梯下行、汽车制动、自来水减压等能量回收的技术以及应用设备的研发。
与分布式能源系统相关的一次和二次能源相关技术:
(1)天然气系统的优化利用,以及管道输送技术;
(2)液化天然气的生产和利用——分散化的液化天然气生产技术可以充分利用石油开采中的伴生气资源,减少温室气体排放,提高资源的综合利用率,液化天然气利用中对于冷能的有效利用可以有效节能等等,在液化天然气利用中,将产生大量的新课题;
(3)煤层气和矿井瓦斯利用,世界上可能有60%以上的矿工是死在中国的矿井里,而瓦斯爆炸是元凶之一,减少矿工死亡和提高煤层气和矿井瓦斯资源的利用有着密切关联,利用煤层气和矿井瓦斯发电等技术不仅可以挽救无数矿工的生命,还能有效减少温室气体排放,缓解全球变暖问题;
(4)可燃冰——存在于海底和高寒地区的天然气水化合物是人类未来的主要能源,它是为分布式能源系统提供燃料的重要途径;
(5)煤地下气化——中国目前有100亿吨以上的煤炭资源在开发过程中被遗弃在地下,如何利用可控地下气化技术将其变为气体燃料回收利用是中国煤炭工业的重要课题;
(6)地热——利用和开发地热资源,将地下低品位热能转换为高品位的电能或冷能是技术的关键;
(7)深层海水冷能——利用沿海深层海水的低温资源,解决沿海城市的制冷问题,并降低城市热岛效应;
(8)水能——利用水利资源,特别是小型水电设施解决农村以水代柴,保护植被;
(9)沼气——利用城市垃圾、农村废弃物资源等进行发电或热电联产,减少温室气体排放,提高资源综合利用水平;
(10)甲醇——利用煤等矿物资源生产甲醇,以代替石油。甲醇可以满足燃料电池对氢的需要;
(11)乙醇——利用植物资源生产乙醇,以代替石油和其他矿物燃料,乙醇可以作为燃料直接使用,也可以作为燃料电池的氢分离的原料;
(12)氢——对于氢的利用将决定人类的未来,如何从水中低成本地重整氢气将是技术的关键;
(13)压缩空气——利用低估电力或其他能源生产高压空气,作为汽车和其他动力设备,以及分布式能源的动力源,主要解决高增压比压缩技术、设备小型化、材料和效率等问题。
智能控制与群控优化技术:
(1)分布式能源机组和系统自身的智能化控制——解决设备“无人职守”问题,能够根据需求进行调节,自动跟踪电、热、冷负荷;
(2)分布式能源与载体的信息互动——解决分布式能源系统成为智能化建筑的一个组成部分,与建筑系统的需求进行优化整合,提高建筑的能源可靠性和节能性;
(3)分布式能源机组的联合控制——分布式能源采用模块化组合设计,需要对模块组合联合控制,根据需求变化进行智能调节,决定每一模块的运行状态和模块之间的调节优化关系;
(4)远程遥控——通过电话线、因特网、无线网络和电源线对设备进行远程监视控制,需要解决安全和协议统一等问题;
(5)群控优化——根据一个区域内各种用户对于电力、热力、制冷等需求的变化,以及燃料、气温变化趋势、蓄能量库存等等因素,优化控制各个用户的分布式能源系统,以及公共能源系统,进行多系统容错优化,减少冗余,提高各系统的安全性和需求适应性,降低造价,提高效率;
(6)智能电网技术——必须建立电网信息化管理系统,对于电网特别式近用户低压供电电网的信息化控制,流量平衡控制、网内分布式能源智能管制系统、智能保护系统等;
(7)信息化计量与结算系统——建立网络化能源系统的各种能源产品和各个用户与分布式能源设施拥有者之间、各时段间根据预约定价进行计量和结算的智能系统;
(8)自动信息系统——对于用户与临近用户能源使用状态、用户与临近用户的分布式能源系统伺服状态、以及燃料系统和公共能源供应系统的运行状态信息进行,以便智能化建筑、用户能源管理系统、分布式能源设施、储能设施、设备运行服务机构、以及燃料供应者和公共电网能够根据每一信息源所的实时信息进行状态优化调整,实现资源共享。
综合系统优化技术:
(1)多种能源系统整合优化——将各种不同的能源系统进行联合优化,例如:将分布式能源与传统能源系统整合后,进行联合优化;或者,将分布式能源系统与冰蓄冷系统整合并进行联合再优化,将微型燃气轮机与热泵系统整合优化,以及太阳能与分布式系统的优化整合等等,达到取长补短的目的,充分发挥各个系统的综合优势;
(2)将分布式能源与交通系统整合优化——利用低谷电力为电动汽车蓄电或燃料电池汽车储氢等,将燃料电池和混合动力汽车作为电源形成随着人流移动的电源和供水系统。实现节约投资经费,降低高技术产品使用成本等目的;
(3)分布式能源系统电网接入研究——解决分布式能源与现有电网设施的兼容、整合和安全运行等问题;
(4)蓄能技术——通过蓄能技术的开发应用,解决能源的延时性调节问题,提高能源系统的容错能力,其中包括蓄电、蓄热、蓄冷和蓄能四个技术方向。蓄电包括化学蓄电:电池;物理蓄电:飞轮和水能、气能。蓄热包括项变蓄热、热水、热油和蒸汽等多种形式。蓄冷:冰和水。蓄能包括物理蓄能:机械蓄能、水蓄能、以及记忆金属蓄能等多种方式;
(5)地源蓄能技术——利用地下水和土壤将冬季的冷和夏季的热蓄能储存,进行季节性调节使用,结合热泵技术进行直接利用,减少城市热岛效应;
(6)网络式能源系统——互联网式的分布式能源梯级利用系统是未来能源工业的重要形态,英语论文它是由燃气管网、低压电网、冷热水网络和信息共同组成的用户就近互联系统,复合网络的智能化运行、结算、冗余调整和系统容错优化;
资源深度利用技术:
(1)天然气凝结水技术——利用天然气燃烧后的化学反应结果回收水,解决部分城市水资源紧缺问题;
(2)将分布式能源与大棚结合的技术——将分布式能源系统发电设备排除的余热、二氧化碳和水蒸汽注入大棚,作为气体肥料和热源,解决城市绿化和蔬果供应,同时减少温室气体和其他污染物排放问题;
(3)利用发电制冷的冷却水生产生活热水的技术——利用热泵的技术,将低品位热源转换为较高品位的生活热水,减少能源消耗;
(4)空调系统废热回收技术——发展全新风空调系统中有效利用回风中的余热和余冷,减少能耗;
本书共有46章:1.云层状况对太阳辐射质量的比较研究;2.以满足基本负荷为目标的可再生能源集成系统探索;3.可变混合物的有机朗肯循环性能研究4.以双地热为基础的集成制氢系统测评;5.基于两种可再生能源的多能源系统遗传算法优化;6.综合能源系统的性能评估;7.两段式热泵干燥系统的性能评估;8.基于核能的混合硫循环和使用HEEP方法的高温蒸汽电解系统比较评估;9.固体氧化物燃料电池和基于生物质气化微型燃气轮机的热力学分析;10.工作液可变的朗肯循环能量分析;11.热化学储能系统:设计,评估和基于充电温度的参数研究;12.季节性分层热能储藏系统的热力学评估;13.基于太阳能的微型热电发电系统发展;14.单效吸收式储能器的瞬态过程分析;15.全球变暖与建筑物形貌对地源热泵系统性能的影响;16.拉贾斯坦邦的聚光太阳能发电现状;17.带有贮热水箱的太阳能喷射式制冷系统动态性能分析;18.宿舍供电用光伏太阳能电池和燃料电池联合系统;19.低能耗示范用住宅的空气源热泵和太阳能热联合供暖系统研究;20.零下低温区的太阳能热水器;21.恒定输入功率的定日镜场中央接收器系统建模;22.无吸收器单通道太阳能空气集热器;23.带有短距散射器的太阳能发电站;24.甘油水相化可再生能源制氢与水滑石衍生物提取铜镍催化剂的利用;25.混合结构成分与官能团的热解条件;26.阿尔及利亚太阳能分布图;27.带有真空管太阳能集热器并集成加湿和除湿功能的太阳能海水淡化系统研究;28.海上风电场的选址优化;29.小型风力发电机叶片设计;30.基于液体浸没等离子体的笼形水合物变形制氢方法;31.伊朗家用、商用和农业部门中基于风能的便利分布式发电选择系统;32.麦克默里堡住宅楼地热空间加热系统的综合监测;33.地热系统中的热传输特性分析;34.阿尔及利亚地热应用前景分析;35.垂直地埋管换热器的季节性热流变化分析;36.面向家庭供暖与供冷的垂直管道地热泵系统;37.地源热泵系统中能源桩热响应试验分析;38.纵向和横向片式散热器的性能比较;39.新加坡能源系统的建模分析;40.低温热源驱动的发电供热集成系统分析;41.压缩天然气和柴油功能的垃圾收集车可靠性评估;42.厌氧混合堆中垃圾渗滤液的厌氧处理和沼气生产系统;43.对帕多瓦城市热岛的实验调查;44.微波增强型橡胶树热解;45.提高水电双供厂的装机容量和效率;46.水电双供厂的建模仿真分析。
本书第1作者Ibrahim Dincer是安大略理工大学机械工程系教授,也是工程和应用科学学院的项目负责人。他独自撰写或合作撰写过几十本书,发表过的期刊和会议论文被引用超过1000次,还发表过很多技术报告。他曾多次主持国内与国际会议、担任会议主席。他还参与了很多国际知名会议的初创工作,包括国际能源与环境专题讨论会等。他曾经担任过300余次主题演说,还担任着多种国际期刊的主编和编辑,如《国际能源研究期刊》,《国际燃烧热力学期刊》,以及《全球变暖研究》等。
本书采用独特的方式,融合了最新的技术信息、研究成果和成功示范应用,旨在吸引大量工程师、学生、工程实践人员、科学家和研究人员,为他们展现可持续能源技术的最新发展。
宁圃奇,博士,研究员
(中国科学院电工研究所)
Puqi Ning,Associate Professor
(Institute of Electrical Engineering,CAS)Giovanni Petrecca
Energy Conversion and
Management
2014
http:///book/
10.1007/978-3-319-06560-1