前言:我们精心挑选了数篇优质节约能源的概念文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
关键词:电力电子变流装置;可再生能源;能量回收期;内含能量
作者简介:杨云虎(1973-),男,安徽蚌埠人,安徽工业大学电气信息学院,讲师;费湘(1979-),女,安徽蚌埠人,安徽工业大学研究生学院。(安徽 马鞍山 243032)
中图分类号:TM60 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0204-02
随着人类对能源需求的稳步增长以及化石能源储备逐渐的减少,人们逐渐意识到节约能源和提高能源变换效率的重要性。[1]目前,节约能源和提高能源转换效率已成为全人类的公共课题。绿色能源具有无污染性、可再生性等特点,因此,可再生能源发电单元的建设得到了快速的发展。[2]作为电力网的主要接口装置,电力电子变流器是一种电能处理和利用的变换装置,其在节约能源和提高能源变换效率上扮演着重要角色。[3]电力电子变流装置的能量回收期是评价和量化电力电子变流装置对可再生能源系统贡献的一个重要指标。本文试对电力电子变流装置的能量回收期作详细的阐述。
一、可再生能源系统的能量回收期
1.能量回收期(Energy Payback Time,EPT)
一个最重要且易理解的评价能源系统的品质因数是能量回收期。其定义如下:一个能源生产系统或设备在几年内能产出与建造、安装系统时所消耗的等同能量。在实践教学中,为了能让学生对此概念理解透彻,笔者用一个类似的术语作比较,即经济学中的经济回收期概念,其定义就是一个经济体多久能收回投资成本。对照来说,EPT可理解为能源生产系统或设备需要多久才能产出与能源系统在寿命周期内所花费的等同价值。
2.内含能量或固化能量(Embodied Energy)
其定义是一个能源系统在制造、安装、以及工作中所消耗的能量之和。
3.能源系统的输出能量(Energy Deliver)
其定义是能源系统在寿命周期内输出的能量总和,通常以年输出能量作为评价指标。
4.可再生能源系统的能量回收期
可再生能源系统的能量回收期的定义为需要多久能收回可再生能源系统的内含能量。数学表示为:
由于系统能耗大为减少,节约的能量则远大于电力电子变流装置的内含能量。因此可再生能源系统的能量平衡周期将会缩短,并且在能源系统中节约的能量还能用于满足其他电气负载设备运行。
四、结论
通过与经济回收期的对比,本文讲解了能量回收期的概念;与生物系统能量平衡的对比,讲解了可再生能源系统的能量平衡;以可再生能源的能量回收期为铺垫,透彻讲解了电力电子变流装置的能量回收期。教学实践表明,笔者所采取的教学方法不但拓宽了学生知识面,加深学生对相关概念的理解, 而且取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1].对中国能源问题的思考[N].新华网,2008-04-09.
关键词:绿色变电站;环保节能;设计探讨
中图分类号:TM63 文献标识码:A
1 绿色变电站的概念和评价指标
随着我国经济的发展,社会对能源的需要也越来越多,特别是对电能的需求更为迫切。为了满足经济发展和人们生产生活的需求,变电站的建设就显得尤为重要。但是,变电站建设也带来了一些困扰,变电站在提供给我们电能的同时,也产生了很多的环境污染。那么,为了解决这个污染的问题,为了坚持建设资源节约型、环境友好型的和谐社会,走绿色产业道路,建设绿色变电站就显得极为重要,经济和社会的发展也日益的更加需要绿色变电站。为此,我们对于绿色变电站的建设进行了不断的探索和研究,并取得了一定的成绩。
1.1绿色变电站的概念
绿色变电站是指在变电站工作的全部过程中,能够尽可能的节约土地、能源、水、材料等资源,环保、污染少,并且能够提供安全、合适、稳定的工作环境,能耗少效率高、保护环境、能够做到人与自然和谐的变电站。绿色变电站就是要做到人与自然的和谐相处,做到对环境的少污染无污染,做到高效稳定的供电,绿色变电站的设计理念充分体现了我国现阶段的社会经济发展要求,同时也是我国现代化国家建设的必然要求,绿色变电站的建设理论研究和实践不仅能够推动我国经济和环境的不断进步,而且能够推动我国电力产业技术的突飞猛进。
1.2绿色变电站的评价指标
绿色变电站在我国属于一个新兴事物,在我国并没有出台一个绿色变电站的评价指标,虽然在世界上其他国家和地区起步较早,但是也没有形成一个统一的评价标准。目前的情况就是,虽然绿色变电站的建设是大势所趋,但是各个国家和地区都没有一个统一的评价指标。在我国对于绿色变电站的建设指标,也只能参考绿色建筑的建设指标进行分析,同时借鉴外国绿色建筑的评价标准,从而尽可能的形成一个完整的、体系化的、可操作的评价指标。
我国从几年前开始颁布了关于绿色建筑的标准,先后出台了《绿色建筑评价标准》和《绿色工业建筑评价导则》等,与此同时部分省份也因地制宜的颁布了自己的评价指标。这些指标的出台和实践操作为我们进行绿色变电站的建设提供了标准,绿色建筑标准的主要评价内容由以下几个方面组成:节约用地和土地资源利用;节约能源和能源利用;节约水资源和水资源的利用;节约材料和材料的利用;环境质量评价;运行管理评价等。绿色建筑的评价标准和绿色变电站的评价标准,重点都是走节约和环境保护的可持续发展道路,达到以上指标也是绿色变电站的设计标准,绿色变电站的设计要围绕这些相关指标展开,并力求充实完备。
2 绿色变电站设计探讨
针对以上几个参考标准,为了更好的保护环境,推动电力事业的发展,笔者对绿色变电站的设计进行了以下的探讨。
2.1节约用地和土地资源利用
在变电站的建设过程中,无论怎么规划,最终变电站都是要跟旁边的环境共同构成一个整体。因此,我们在绿色变电站的选址方面要做到人文和生态的绿色建设,因地制宜的利用当地的有利条件、气候以及地形条件进行变电站的建设。另一方面,我们也要根据变电站的功能作用,结合城市建设规划和人们使用的方便,进行合理选址,避免引起群众抵制事件。
绿色变电站的选址规划要跟当地的城镇建设规划、工业园区建设规划、自然保护区等的规划建设保持和谐统一,要留出一定的预留用地,方便后期的建设使用。绿色变电站的建设不能占用耕地和道路,不能破坏具有开采价值的矿产资源和水流源泉。要尽量避开文物古迹和古墓葬地区。要积极努力的进行废弃场地和污染区域的改造处理,让这些废弃的土地成为能够建设绿色变电站的新型土地。另一方面,绿色变电站要确保稳定的、长期的供电,必须要选址在地壳稳定的区域,避开不稳定的区域。
2.2节约用水和利用水资源
水资源十分珍贵,我们在建设绿色变电站的时候也应该更加关注水资源的利用和节约用水。在变电站的设计中,应该根据国家的相关标准进行定额用水,做到合理的使用水资源,避免生活用水的浪费和污染。要积极采用先进的设备进行生活用水的控制和节约,同时要做到水资源的充分和循环使用。
绿色变电站在运行过程中产生的废水、污水等,要根据国家规定的标准进行排放,必须对排污进行严格的控制和把关,做到入口和出口的无一纰漏。
2.3节约能源和能源的利用
现代社会对能源资源的需求日益突出,能源问题也日益严峻,从出现能源危机至今,世界范围内都在呼吁节约能源,利用可再生能源和走可持续发展道路。随着我国的经济发展,对能源的消耗和浪费现象也十分严重,特别是在建筑方面的能耗不断增加,变电站的建设也是其中的一个很大部分。因此,对于我们国家来说,要树立节约能源资源的观念,合理的节约和使用能源处于十分重要的地位。笔者在此提出了一些关于绿色变电站建设中节约能源和能源利用的建议。
首先,绿色变电站的设计,要充分考虑当地的气候条件、太阳辐射情况、建筑物的方位、以及风向和湿度问题等。要根据建筑物的热量得失,来进行最终的设计规划,选择最适合的一种方案。
其次,要通过使用节能技术来节约能源。绿色变电站在施工设计的时候,要尽可能的使用光伏发电技术,做到对太阳光的充分利用,为照明等辅用电提供电能。虽然光伏发电节能环保,但是造价较高,在经济情况能够满足的情况下可以在一定的范围内使用该技术。
最后,绿色变电站应该采取自动控制装置。应该在变电站的排风系统上设置具有自动控制功能的装置,利用该装置根据室内的温度自动打开和关闭风机。并且要尽可能的采用新技术和新设备来提高能源的利用率,避免能源的浪费和过度损耗。
结语
综上所述,在日益进步的今天社会,绿色变电站将能够发挥更大的作用,将拥有更加广阔的发展前景。绿色变电站的发展进步需要进行更加深入的探讨和研究,也需要更加先进的科技和设备的投入,绿色变电站应该做到大力的推广和应用,为我国的经济发展增添新的动力。
参考文献
[1]吴琛.绿色变电站评价指标体系的初步研究[D].华东理工大学硕士论文,2011(12).
关键词:结构设计;艺术;概念设计;能源;环境
引言
由于受传统的观念的束缚和经济的制约,结构设计存在两大误区,其一,认为结构设计就是为建筑物设计空间骨架,使所设计的房屋满足结构的功能要求即可。其二,认为只要贯彻执行国家的技术经济政策,在保证安全可靠的前题下,越经济越好。
以上两种观点,只考虑安全、经济,束缚了结构工程师创造性思维。随着时代的变迁、经济的发展,人们的精神文明程度和物质生活水平不断提高,结构设计应该不仅仅是满足建筑物结构的功能要求了,还需要满足建筑的艺术要求,实现建筑师的构想;随着新技术、新材料的发展,结构设计应该与时俱进,有所创新;随着全球的能源问题、环境问题的日益严重,结构设计也应该重视节约能源、保护环境等问题。
所以,结构设计艺术是结构工程师永远值得探讨的问题。
一、结构设计的艺术性
在建筑设计领域,人们通常认为,结构工程师只能被动地配合建筑师进行工作。 加之我国现行的传统设计体制造成结构工程与建筑专业之间一直存在着技术共识上的制约,尤其是在建筑设计的方案阶段,往往都毋需结构工程师的参与(或结构工程师就根本不参加),这就进一步限制了结构工程师和筑师之间创造性合作的可能性。这种制约会导致建筑空间形式和结构设计理念之间的整个关系不协调,并给后续的设计阶段埋下了种种障碍和矛盾,来回返工,以致最后反过头来限制和约束了业主最想要的空间形式及其功能。
习惯性的传统设计往往会给结构工程师造成一种错觉,以为结构设计就是“规范+计算。另外一种更为错误的观点就是将结构设计理解为“规范十一体化计算机结构设计程序”,充当一个计算机程序的操作者。
实际上,要创造一个令业主满意、有效的建筑物,建筑设计人员和结构设计人员的能力发挥是相互关联的,而且应该是建筑师和结构工程师创造性合作的共同成果。因此,对一个结构工程师来讲,结构设计人员绝对不能仅仅是“规范+计算”,更不是“规范十一体化计算机结构设计程序”,而应具有结构设计概念、经验、悟性、判断力和创造力。
在现实中,往往因结构工程师不重视结构概念设计,对结构设计方案不进行优化,而导致不能满足业主需求的实例比比皆是。例如某些大楼中的会议厅中间立数个直径一米多的大柱、某些教学楼教室中墙边突出较大的柱子等,严重影响到使用功能的要求。
真正的结构设计不仅是一门专业技术,更是一门艺术,没有惟一解。结构工程师只有不断地探索去寻求相对的最优,才能更好的帮助建筑师开拓空间形式与功能。
一个结构工程师的首要任务就是在每一项工程设计的开始,即建筑方案设计阶段,用概念设计去帮助建筑师开拓或实现该建筑物业主所想要的,或已初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。并以此为统一目标,与建筑师一起构思总结构体系,并能明确结构总体系和主要分体系之间的最佳受力特征要求。实践证明,世界上那些著名的工程实例若在建筑方案设计阶段没有结构工程师凭借自身拥有的结构设计概念、悟性、判断力和创造力去参与构思、开拓,是根本无法充分地去实现业主的理想的。
结构设计的艺术性主要体现在结构概念设计方面。概念设计是展现先进设计思想的关键,主要任务就是在特定的建筑空间形式、功能和地理环境条件下,以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标,用整体构思来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的之间的最佳受力特征与协调关系。
同样一个工程项目,可以有着不同的结构设计方案,因而可以人为的造成工程造价上的悬殊,得出不同的评价结果。凡能够科学地运用概念设计,使各项设计技术指标在安全可靠、经济合理的范围之内,这就是结构设计的艺术之处。
二、结构设计对节约能源、环境保护的影响
目前,建筑能耗占全社会商品能耗近30%,并将持续上升,建筑能源需求快速增长问题已成为制约国民经济发展和全面建设小康社会的主要因素之一。
因此,从节约能源、保护环境的角度考虑结构设计问题,是这个时代赋予结构设计的新内涵。选择不同的结构类型对节约能源、环境保护有着的明显的影响。例如,混凝土结构,需要耗用大量自来水、大量模板,耗能大。施工时产生噪音,拆除时混凝土不可再生利用,造成大量建筑垃圾,污染环境。与混凝土结构相比,钢结构或钢―混凝土组合结构等,承载力高,能耗少,大量钢材可再生利用,施工方便省去模板和支模工序,不会造成严重的环境污染。钢―混凝土组合结构虽然造价超过混凝土结构,但符合可持续发展的战略方针。
此外,采用蜂巢空腹楼盖砼结构体系新技术,可减少热量的传递,隔热、保温性能显著提高,建筑节能效果尤为显著。同时还大大减少了楼层噪音的传递,克服了上下楼层间的撞击噪音干扰,对于图书馆、教学楼、住宅、医院、娱乐场所、疗养院等建筑,应用蜂巢空腹楼盖砼结构体系新技术,能有效解决噪音问题,特别是撞击噪音问题。
结语
能源是国家经济的生命线,能效是可持续发展能源政策的基石。未来20年中国将实行“节能优先、结构优化、环境友好”的可持续能源发展战略,节约资源已经提升到了基本国策的高度。我国建筑能耗由于长期快速增长的趋势和增量在能源需求增长中的主导地位确定了其在中国能源战略中的核心地位。
所以,结构工程师应该和建筑师及其他设备工程师共同努力,善于与业主沟通,多宣传国家建筑节能降耗的方针、政策。在今后的设计中,采用新材料、新技术,选择有利于建筑节能、减少环境污染的建筑结构形式。造福于子孙后代,造福于人类。
参考文献
[1] 高立人等 高层建筑结构概念设计 中国计划出版社2005