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理士蓄电池介绍;
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风力发电:从欧洲吹向中国
摘要 欧洲,这块世界西方文明的发祥地,为现代社会提供了最基本的政治和法律框架,但它自己却缺乏现代社会运行的最基本能量。21世纪,能源缺乏的现象越来越突出,由于缺乏石油、煤炭和天然气,欧洲人不得不一次次卷入争夺中东石油资源的战争。近年来对风能的成功开发,使欧洲人看到了使用绿色能源的希望,而丹麦最先完成了这个绿色的希望。
列子御风而行,靠的是身轻如燕,人要猎风以为能源,要解决的问题还很多
2004年5月11日到14日,在德国汉堡举行的国际风能交易会上,欧洲风能协会执行主席科林?米里亚斯说,风能的利用今天已在欧洲取得成功,如果得到政府的进一步认可,这个成功将能扩展到全世界。
目前世界上风能装机容量已经达到可以为1900万欧洲家庭提供日常用电的能力,到2020年,这个规模将扩大10倍,从目前的80亿欧元扩大到800亿欧元。如果入网问题以及相关政策问题得到解决,风能工业必然推动全球经济增长。
风电催生“欧洲微软”
欧洲,这块世界西方文明的发祥地,为现代社会提供了最基本的政治和法律框架,但它自己却缺乏现代社会运行的最基本能量。21世纪,能源缺乏的现象越来越突出,由于缺乏石油、煤炭和天然气,欧洲人不得不一次次卷入争夺中东石油资源的战争。
近年来对风能的成功开发,使欧洲人看到了使用绿色能源的希望,而丹麦最先完成了这个绿色的希望。
丹麦地处欧洲北部,位于波罗的海和北海之间,全国总面积仅为43000平方公里。从面积上说,丹麦是北欧最小的国家,但就在这500万人口的童话王国里,有2万多人从事风电产业工作,其营业额已经达到30亿欧元,全世界目前有一半的风力发电机组来自丹麦。
在丹麦,风力发电为全国提供了20%的电力,这一比例目前并将长期成为世界第一。最近,丹麦又有惊人之举,他们把三叶涡沦建到海上。2002年和2003年,丹麦分别在北海近海兴建了两座海上风电场,并计划在2008年完成5座近海风电场,总装机容量达到75万千瓦。
欧洲风能协会执行主席科林?米里亚斯称,欧洲并不富藏石油、煤炭和天然气,但欧洲拥有丰富的风力资源,而在风力转换为能源方面,欧洲公司走在了世界前面,风电场将催生“欧洲微软”。
据估计,世界风能资源高达53万亿千瓦时,而到2020年,世界电力需求为每年25万亿千瓦时,全球可再生的风能资源是整个世界预期电力需求的2倍。世界银行全球环境基金中国可再生资源项目主任周凤起认为:对风能的利用有助于实现能源的安全和多元化,减少温室气体排放,减少化石燃料造成的城市环境污染,替代核能,并能提供大量就业机会。
中国是风能富矿
2004年5月15日,一份由中国资源综合利用协会可再生能源专门委员会、绿色和平组织和欧洲风能协会联合发布的研究报告《风力12》的中文版在北京发布。报告认为,到2020年,全球风力发电装机容量将达到12亿千瓦,年发电量3万亿千瓦时,能够满足世界电力需求总量的12%。按照规划,届时中国的风力发电装机容量将达到2000万千瓦,占全球风电总量的1.7%。
中国气象科学研究院生态与农业气象研究所的朱瑞兆教授告诉《?望东方周刊》,中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三北(东北、华北、西北)地区丰富带”,其风能功率密度在200瓦/平方米~300瓦/平方米以上,有的可达500瓦/平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等,这些地区每年可利用风能的小时数在5000小时以上,有的可达7000小时以上。“从新疆到东北,面积大、交通方便、地势平,风速随高度增加很快,三北地区风能在上百万千瓦的场地有四五个,这是欧洲没法比的。”朱瑞兆教授说:“而这个地带的缺点是建网少,发出的电上不了网。”
另一条是“沿海及其岛屿地丰富带”,其风能功率密度线平行于海岸线。沿海岛屿风能功率密度在500瓦/平方米以上,如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等岛屿,这些地区每年可利用风能的小时数约在7000-8000小时,年有效风能功率密度在200瓦/平方米以上。
“沿海岛屿的风能是全国最好的,这个地带的优点是建网好,电价高,缺点是地形复杂,且容易受台风影响。”朱瑞兆教授以10米高处的风能,计算出中国陆地风能资源理论储量为32.26亿千瓦,经过风力机间的湍流和叶片面积修正,得出中国陆地实际可开发的风能约为2.53亿千瓦,而据估计,中国近海风能资源约为陆地的3倍,所以,中国可开发风能资源总量约为10亿千瓦。其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为1143万千瓦、2421万千瓦、3433万千瓦和6178万千瓦,是中国大陆风能储备最丰富的地区。
开发风能谈何容易
绿色和平组织政策及商业部主任史蒂夫·索耶尔告诉《了望东方周刊》,人类自从工业化100多年来,对化石燃料的使用形成了大规模、集中化的电力生产模式,而风力发电在欧洲是分散式的,要使电网适应风电场提供的电力,需要一定的改造。从价格方面看,许多国家对使用化石燃料和核能发电的企业有不同程度,多达百亿元的补贴,而火电企业因产生污染所交付的费用,即便都给了风电作为补贴,也是杯水车薪,这使风电在价格上明显高出火电,成为风电进入常规电网的最大障碍。史蒂夫认为,政府在为火电定价时,并没有充分考虑到火电对环境污染和对人们健康的破坏所带来的社会成本,如果考虑到这些的话,风电无疑是廉价的。
从风电场的造价方面看,中国风电场的造价比欧洲高,基本上是欧洲5年前的水平,单位千瓦平均造价为8500元/千瓦左右,建设一座装机10万千瓦的风电场,成本大约在8亿到10亿元,而同样规模的火电厂成本约为5亿元,水电站为7亿元。显然,建设风电场不像竖起几座风车那么简单。史蒂夫则认为,考虑建设成本的同时还必须考虑运行成本和环境成本,火电和水电不仅运行成本高,对环境的破坏也十分严重,而风电场的维护和运行成本极低,燃料成本为零。
由于生产风电机组的厂家主要在欧洲,人民币并不和欧元挂钩,目前的美元疲软和钢材价格上涨造成了风电场成本的急剧增加。“现在,好几家正在兴建的风电场已经停工,它们等着美元升值,以降低建设成本。”朱瑞兆教授说。
中国电力科学研究院王伟胜博士也对《了望东方周刊》说,中国风电发展还不成熟,风电项目规模较小,在风电项目的投资构成中,风机设备费之外的其他费用,如联网送电费、设计管理费和基础设施费等所占比例较大、风电机组主要依赖进口,这些都是造成中国风电场建设的单位千瓦造价较高的主要原因。在目前的技术水平下,包括风电在内的可再生能源发电还不具备与常规能源发电竞争的能力。
在欧洲一些地区,用户电价和风电上网电价接近,电网公司采用风电不至于赔钱。但在中国,北京用户电价是每千瓦时0.44元,而风电价格是每千瓦时0.5元到1元。如果没有一定的补贴,电网公司用风电肯定赔钱。“必须依靠强有力的激励政策,包括税收、信贷、补贴和价格等方面的积极措施来促进可再生能源发电的发展。”王伟胜说:“中国风电的发展速度远远赶不上经济发展速度,即使2020年达到了2000万千瓦的装机水平,也只占电力总需求量的1%,远无法动摇火电的统治地位。”
通用电气能源集团中国区总裁史蒂夫?弗莱德告诉《了望东方周刊》,随着技术的进步,风电场的成本将逐年下降。作为对主力能源火电的有益补充,风电的使用可以减少一个国家对石油进口的依赖,有助于稳定油价。通用电气正致力于提高中国风电机组的效率和适应性水平、以及零部件的国产化率,并为中国风电场的建设提供信贷支持。
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铅酸电池充电方法有:
(1)恒定电流充电法
在充电过程中充电电流始终保持不变,叫做恒定电流充电法,简称恒流充电法或等流充电法。在充电过程中由于蓄电池电压逐渐升高,充电电流逐渐下降,为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减小,充电过程必须逐渐升高电源电压,以维持充电电流始终不变,这对于充电设备的自动化程度要求较高,一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。恒流充电法,在蓄电池最大允许的充电电流情况下,充电电流越大,充电时间就可以缩短。若从时间上考虑,采用此法有利的。但在充电后期若充电电流仍不变,这时由于大部分电流用于电解水上,电解液出气泡过多而显沸腾状,这不仅消耗电能,而且容易使极板上活性物质大量脱落,温升过高,造成极板弯曲,容量迅速下降而提前报废。所以,这种充电方法很少采用。
(2)恒定电压充电法
在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由于恒压充电开始至后期,电源电压始终保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电压相等时,充电电流减至最小甚至为零。由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小,使极板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时,所需电源电压:酸性蓄电池每个单体电池为2.4~2.8V左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6~2.0V左右。
(3)有固定电阻的恒定电压充电
为补救恒定电压充电的缺点而采用的一种方法。即在充电电源与电池之间串联一电阻,这样充电初期的电流可以调整。但有时最大充电电流受到限制,因此随充电过程的进行,蓄电池电压逐渐上升,电流却几乎成为直线衰减。有时使用两个电阻值,约在2.4V时,从低电阻转换到高电阻,以减少出气。
(4)阶段等流充电法
综合恒流和恒压充电法的特点,蓄电池在充电初期用较大的电流,经过一段时间改用较小的电流,至充电后期改用更小的电流,即不同阶段内以不同的电流进行恒流充电的方法,叫做阶段恒流充电法。阶段恒流充电法,一般可分为两个阶段进行,也可分为多个阶段进行。
阶段等流充电法所需充电时间短,充电效果也好。由于充电后期改用较小电流充电,这样减少了气泡对极板活性物质的冲刷,减少了活性物质的脱落。这种充电法能延长蓄电池使用寿命,并节省电能,充电又彻底,所以是当前常用的一种充电方法。一般蓄电池第一阶段以10h率电流进行充电,第二阶段以20h率电流进行充电。各阶段充电时间的长短,各种蓄电池的具体要求和标准不一样。
3阶段充电法是铅酸电池理想充电法。
(5)浮充电法
间歇使用的蓄电池或仅在交流电停电时才使用的蓄电池,其充电方式为浮充电式。一些特殊场合使用的固定型蓄电池一般均采用浮充电方法对蓄电池进行充电。浮充电法的优点主要在于能减少蓄电池的析气率,并可防止过充电,同时由于蓄电池同直流电源并联供电,用电设备大电流用电时,蓄电池瞬时输出大电流,这有助于镇定电源系统的电压,使用电设备用电正常。浮充电法的缺点是个别蓄电池充电不均衡和充不足电,所以需要进行定期的均衡充电。
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