分布式发电系统的应用及前景 2

 满负荷运行的效率只有30%,而在半负荷时,其效率更是只有10%~15%,所以目前多采用家庭热电联供的办法利用设备废弃的热能,提高其效率。目前国外已进入示范阶段,其技术关键主要是高速轴承、高温材料、部件加工等。③燃料电池技术:燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。燃料电池工作时,不需要燃烧,同时不污染环境,其电能是通过电化学过程获得的。在其阳极上通过富氢燃料,阴极上面通过空气,并由电解液分离这两种物质。在获得电能的过程中,一些副产品仅为热、水和二氧化碳等。氢燃料可由各种碳氢源,在压力作用下通过蒸汽重整过程或由氧化反应生成。因此它是一种很有发展前途的洁净和高效的发电方式,被称为21世纪的分布式电源。

    (2)基于可再生能源的分布式发电技术主要由以下几种技术构成:①太阳能光伏发电技术:太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点。但是此种分布发电技术的成本非常高,所以现阶段太阳能发电技术还需要进行技术改进,以降低成本而适合于广泛应用。(2)风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术,可分为独立与并网运行两类,前者为微型或小型风力发电机组,容量为100W~10kW,后者的容量通常超过150kW。近年来,风力发电技术进步很快,单机容量在2MW以下的技术已很成熟。

    (3)混合的分布式发电技术通常是指两种或多种分布式发电技术及蓄能装置组合起来,形成复合式发电系统。目前已有多种形式的复合式发电系统被提出,其中一个重要的方向是热电冷三联产的多目标分布式供能系统,通常简称为分布式供能系统。其在生产电力的同时,也能提供热能或同时满足供热、制冷等方面的需求。与简单的供电系统相比,分布式供能系统可以大幅度提高能源利用率、降低环境污染、改善系统的热经济性。

    3分布式发电在国内外的发展状况与前景

    (1)在美国,容量为1kW到10MW分布式电源发电和储能单元正在成为未来分布式供能系统的有用单元。由于分布式电源的高可靠性、高质量、高效率以及灵活性,故可满足工业、商业、居住和交通应用的一系列要求。预计几年后,新一代的微汽轮机(10~250kW)可以完全商业化,为调峰和小公司余热发电提供了新机会。

    在美国国内到2020年,由于新的能源需求与老的电厂的退役,估计要增加1.7×1012kW·h的电,几乎是近20年增量的2倍。为满足市场需要,下一个10年之后,美国的分布式发电市场装机容量估计每年将达5×109~6×109W,为解决这个巨大的缺口,美国能源部提出了以下几个涉及分布式发电技术的计划,包括燃料电池、分布式发电涡轮技术、燃料电池和涡轮的混合装置等。可以预料,在不久以后,分布式发电技术将在美国得到相当的发展。

    (2)在我国,随着经济建设的飞速发展,我国集中式供电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题不容忽视。由于各地经济发展很不平衡,对于广大经济欠发达的农村地区来说,特别是农牧地区和偏远山区,要形成一定规模的、强大的集中式供配电网需要巨额的投资和很长的时间周期,能源供应严重制约这些地区的经济发展。而分布式发电技术则刚好可以弥补集中式发电的这些局限性。在我国西北部广大农村地区风力资源十分丰富,像内蒙古已经形成了年发电量1亿kW·h的电量,除自用外,还可送往北京地区,这种无污染绿色能源可以减轻当地的环境污染。

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