第一篇:海水溫差發(fā)電商業(yè)計劃書
海水溫差發(fā)商業(yè)計劃書
目錄
1.2.3.4.5.6.7.8.9.項目的背景和意義 與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的比較 本海水溫差發(fā)電技術(shù)特點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線和措施 預(yù)期完成目標(biāo) 項目實(shí)施對社會的效益 經(jīng)濟(jì)預(yù)算 經(jīng)濟(jì)預(yù)算舉例 聯(lián)系方式
1.項目的背景和意義
a)在大海中,真正最有力量的,并不是那些看起來氣勢洶洶的波濤,而是默默無聲地
蘊(yùn)藏在海水中的熱能。同樣面積的海洋要比陸地多吸收10%~20%的熱量,海水的熱容量比土層大兩倍,比花崗巖大五倍,比空氣大3100多倍,因此海洋成了地球上吸收太陽能的最大熱庫。
b)海水溫差發(fā)電:利用表層溫海水使工質(zhì)蒸發(fā),深層冷海水使工質(zhì)冷凝的原理驅(qū)動渦
輪機(jī),并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的作業(yè)。
c)海洋中蘊(yùn)藏著豐富的太陽熱能。太陽每年供應(yīng)給海洋的熱能大約有600多萬億千
瓦時,如此巨大的能量,除了一部分轉(zhuǎn)變?yōu)楹A鞯膭幽芎退难h(huán)外,其余都直接以熱能的形式儲存在海水中,主要表現(xiàn)為海水表層和深層直接的溫差。通常情況下,海水表層的溫度可達(dá)25-28℃,而海平面以下500米的深處水溫大約只有4-7℃,兩者相差20℃左右,熱帶海洋的溫差更為明顯。
d)目前,海洋溫差發(fā)電的能源變換效率只有3%_5%,比火力發(fā)電的40%低得多,但
它的優(yōu)點(diǎn)也是不言而喻的:綠色、環(huán)保、可再生、取之不盡,用之不竭。
e)絕對溫差20℃,效率3%計算,一升海水含有的凈有用能量為20×3%×4.18×
1000=2.5kJ,即每秒抽取1升熱海水,可以產(chǎn)生2.5kw的發(fā)電功率,如每秒抽取1立方米的熱海水,則可以發(fā)出2500kw的功率,而且是連續(xù)可以發(fā)電,并在發(fā)電的同時,生產(chǎn)的淡水是24kg/kwh,即2500kw的發(fā)電功率,每小時可以同時生產(chǎn)60噸淡水,能源和淡水是海島最稀缺的資源
f)日本、法國、比利時等國已經(jīng)建成一些海水溫差發(fā)電站,功率從100千瓦至10000
千瓦不等。
2.海水溫差發(fā)電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的比較
經(jīng)過科學(xué)家們的多年研究,1926年11月15日,在實(shí)驗(yàn)室里首次研究成功海洋的溫差發(fā)電。海洋溫差發(fā)電的基本原理是利用太陽輻射的熱量進(jìn)入海面以下1米處,就有60%~68%被海水吸收掉了,而幾米以下的熱量已所剩無幾了,即使海面上有波浪攪動,水溫有所調(diào)節(jié),但水深200米處,幾乎沒有熱量傳到。海洋溫差發(fā)電就是將海洋表面的溫水引進(jìn)真空鍋爐,這時因壓力突然大幅度下降,溫度不高的溫水也立即變成蒸汽。例如,在壓力為0.031兆帕?xí)r,24℃的水也會沸騰。利用這種溫度不高的蒸汽可以推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,然后用深層的冷海水冷凝乏氣,繼續(xù)使用。
從理論上說,冷、熱水的溫差在16.6℃即可發(fā)電,但實(shí)際應(yīng)用中一般都在20℃以上。凡南北緯度在20度以內(nèi)的熱帶海洋都適合溫差發(fā)電。例如,我國西沙群島海域,在5月份測得水深30米以內(nèi)的水溫為30℃,而1000米深處便只有5℃,完全適合溫差發(fā)電。
大海里蘊(yùn)藏著巨大的熱能,據(jù)估計只要把南北緯20度以內(nèi)的熱帶海洋充分利用起來發(fā)電,水溫降低1℃放出的熱量就有600億千瓦發(fā)電容量,全世界人口按60億計算,每人也能分得10千瓦,前景是十分誘人的。
早在19世紀(jì)就有人提出過海水溫差發(fā)電的設(shè)想,但世界上第一座試驗(yàn)性海水溫差發(fā)電廠直到1979年8月才在美國夏威夷問世。這座電廠的發(fā)電能力為50千瓦,它設(shè)在一艘駁船上。同年8~12月作了試發(fā)電。這次發(fā)電成功表明,海水溫差發(fā)電將很快具備商業(yè)價值。
海洋是全世界最大的太陽能收集器,6000萬平方公里的熱帶海洋一天吸收的太陽輻射能,相當(dāng)于2500億桶石油的熱能。如果將這些儲熱的1%轉(zhuǎn)化成電力,也將相當(dāng)于有140億千瓦裝機(jī)容量,為美國現(xiàn)今發(fā)電能力的20倍以上。
海洋熱能發(fā)電有兩種方式:第一種是將低沸點(diǎn)工質(zhì)加熱成蒸氣;第二種是將溫水直接送入真空室使之沸騰變成蒸汽。蒸汽用來推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,最后從600~1000米深處抽冷水使蒸汽冷凝。第一種采取閉式循環(huán),第二種采取開式循環(huán)。
海水溫差發(fā)電,1930年在法國首次試驗(yàn)成功,只是當(dāng)時發(fā)出的電能不如耗去的電力多,因而未能付諸實(shí)施?,F(xiàn)在,許多國家都在進(jìn)行海水溫差發(fā)電研究。
實(shí)踐證明,開式循環(huán)比閉式循環(huán)有更多的優(yōu)點(diǎn):①以溫海水作工質(zhì),可避免氨或二氯二氟甲烷等有毒物質(zhì)對海洋的污染;②開式循環(huán)系直接接觸熱交換器,價廉且效率高;③直接接觸熱交換器可采用塑料制造,在溫海水中的抗腐蝕性高;④能產(chǎn)生副產(chǎn)品——蒸餾水。
開式循環(huán)也有缺點(diǎn):產(chǎn)生的蒸汽密度低,汽輪機(jī)體積大;變成蒸汽的海水排回海洋后,會影響附近生物的生存環(huán)境。
海洋溫差發(fā)電,是以非共沸介質(zhì)(氟里昂-22與氟里昂-12的混合體)為媒質(zhì),輸出功率是以前的1.1~1.2倍。一座75千瓦試驗(yàn)工廠的試運(yùn)行證明,由于熱交換器采用平板裝置,所需抽水量很小,傳動功率的消耗很少,其他配件費(fèi)用也低,再加上用計算機(jī)控制,凈電輸出功率可達(dá)額定功率的70%。人們預(yù)計,利用海洋溫差發(fā)電,如果能在一個世紀(jì)內(nèi)實(shí)現(xiàn),可成為新能源開發(fā)的新的出發(fā)點(diǎn)。
a.開式循環(huán):開式循環(huán)要求海水的溫差必須達(dá)到18℃以上。其方法是,抽取表層熱海
水,在一定真空度下將高溫海水蒸發(fā)成低壓蒸汽介質(zhì)用以推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),介質(zhì)乏氣以低溫海水冷卻液化。由于開式循環(huán)需要保持一定的真空度,蒸汽壓力很低,壓差極其微小,透平(渦輪機(jī))的體積十分龐大,不僅熱效率很低,系統(tǒng)耗能也十分巨大,即使能夠?qū)崿F(xiàn)正發(fā)電,發(fā)電成環(huán)保本也極高。
b.閉式循環(huán):閉式循環(huán)使用低沸點(diǎn)液體物質(zhì),如液氯、丙烷、氟利昂等做為工作介質(zhì)。
使用高溫海水加熱工作介質(zhì),使其受熱蒸發(fā)為相對的高壓蒸汽介質(zhì)用以推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),介質(zhì)乏氣由低溫海水冷卻為低壓介質(zhì)蒸氣,將低壓蒸氣介質(zhì)加壓冷卻液化,從而進(jìn)入下一個工作循環(huán)。由于采用了低沸點(diǎn)液體做為工作介質(zhì),閉式循環(huán)提高了工作介質(zhì)的蒸氣壓力,縮小了透平的體積,工作效率得以大幅提高。但這種方法仍需大量抽取冷、熱海水,特別是用于抽取冷海水的冷水管粗而且長,換熱器的體積很大,占據(jù)了很大的空間,形成了難以攻克的技術(shù)難題,限制了發(fā)電系統(tǒng)的大型化。并且僅用于抽取冷、熱海水的能耗就占到了發(fā)電總量的50%左右。發(fā)電成本仍然很高。
c.混合式:該方法采用開式循環(huán)的高溫海水真空蒸發(fā)方案(閃蒸),利用低沸點(diǎn)液體使
海水蒸汽冷卻液化,同時低沸點(diǎn)液體吸收水蒸氣液化時放出的熱量而受熱蒸發(fā)為相對高壓蒸氣工作介質(zhì),后面的工作過程與閉式循環(huán)的工作程序相同?;旌鲜胶K疁夭畎l(fā)電方法只是多了一種海水淡化的副產(chǎn)品,絲毫沒有解決閉式循環(huán)存在的技術(shù)難題。
d.“上原循環(huán)”:由日本左賀大學(xué)上原教授提出。采用氨和水的混合物做為工作介質(zhì)。
3.本人的海水溫差發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)
a.采用混合式原理,但在設(shè)備局部制造中采取全新技術(shù),解決了海水抽取中腐蝕性及高能耗難題、換熱器體積龐大的問題,并在汽輪機(jī)上采取了全新技術(shù),使機(jī)構(gòu)效率更高,體積更小,制造成本及制造的技術(shù)難度降到最低。
b.每kw小時產(chǎn)生的淡水量:一般1公斤20℃溫差熱水冷卻其中的10℃,會有41800焦耳的熱量,需要蒸發(fā)水蒸氣約17克,那每kw小時產(chǎn)生的淡水量為:
17×3600÷2.5=24480克
即1kw功率的發(fā)電能力,一天可以同時生產(chǎn)587升淡水,約半噸多一點(diǎn)
4.實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線和措施
a.先試制微型樣品,進(jìn)行技術(shù)鑒定,以便科技局立項,申批高科技新能源項目。b.生產(chǎn)發(fā)電功率小于100kw的小型機(jī)組,拓展市場。
c.準(zhǔn)備大型機(jī)組的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝,海域條件選取等
5.預(yù)期完成目標(biāo)
a.總體目標(biāo)設(shè)計100kw-100000kw的系列海水溫差發(fā)電機(jī)組,并成立專業(yè)安裝調(diào)試工
程隊,對機(jī)組選址,安裝,調(diào)試。
b.第一年完成樣品,科技立項,爭取設(shè)計及驗(yàn)證100kw的小型機(jī)組,并拓展市場。c.第二年,完成100kw小型機(jī)組,及市場銷售,小島開發(fā)用機(jī)組及安裝調(diào)試,爭取上
萬kw機(jī)組設(shè)計籌備
6.項目實(shí)施對社會的效益
a.利用海水溫差發(fā)電,對于開發(fā)海洋資源具有重大意義,如它可以為開采海底石油和
多金屬結(jié)核等的設(shè)備提供電力,并可以從海底開采上來的礦物就地冶煉,省去運(yùn)輸上的很多麻煩。利用海水溫差發(fā)電的科學(xué)探索,為人類向海洋索取能源展示了美好的前景。
b.大規(guī)模應(yīng)用海水溫差發(fā)電,減少礦物燃料,保護(hù)環(huán)境,海水溫差發(fā)電實(shí)際是利用太
陽能,源源不絕,海洋就是個天然集熱器,不像陸地利用太陽能,需要集熱器占用土地資源,應(yīng)用海水溫差發(fā)電,海洋將成為陸地的新能源庫,而且是可再生并源源不絕。
c.海島最缺的基礎(chǔ)資源就是能源和淡水,沒有能源和淡水的海島,人類就無法在海島
上長期生活,海水溫差發(fā)電,可以讓赤道附近的海島擁有能源和淡水,對海島的經(jīng)濟(jì)開發(fā)起著關(guān)鍵的作用。
d.抽上來的冷海水可以作為空調(diào)冷源。
7.經(jīng)濟(jì)預(yù)算
a.樣品階段,試制樣品,初步估計需要5萬,做出1kw以內(nèi)的機(jī)組。
b.綜合樣機(jī)試驗(yàn)情況及政府科技立項的政策支持情況,拓展市場,按市場走向決定后
續(xù)資金的投資方向。
c.大功率海水溫差發(fā)電站的投資成本約1萬元/kw,比火電建設(shè)成本高1-3倍,運(yùn)行費(fèi)
用0.02元/kwh,燃料費(fèi)用為0元,這些都比火電低,特別在保護(hù)礦物資源、保護(hù)環(huán)境方面的價值有無可比擬的優(yōu)勢。
d.海水溫差發(fā)電設(shè)備規(guī)模生產(chǎn)后,每年建造銷售機(jī)組1000MW,毛利潤將達(dá)到20億
元/年,每年稅收10億
e.目前,1千瓦光伏電站的成本達(dá)到8000元,與水電建設(shè)成本相當(dāng),火電每千瓦投資
為4000元,而核電投資為1330-2000美元,約合人民幣為1.1萬-1.65萬人民幣,兩者相差高達(dá)2.75-4.1倍。另一個重要原因是核電建設(shè)周期相對較長,其建設(shè)周期一般為70個月(約6年),如果控制不好,將達(dá)到80-90個月。與此相對,火電一般為30多個月。但核電存在后期報廢核廢料處理的問題及運(yùn)行過程中的意外風(fēng)險,該風(fēng)險如日本福島核電站危機(jī),切爾諾貝利核電站事故等
8.經(jīng)濟(jì)預(yù)算舉例
海水溫差發(fā)電,理論上核算驗(yàn)證,MW級以上發(fā)電成本控制在0.2元/度,MW級以內(nèi)的成本在0.40元/度以內(nèi),可以與火電競爭(火電入網(wǎng)價格在0.35-0.42元/度之間,風(fēng)電入網(wǎng)價格在0.51-0.61元/度)能光伏入網(wǎng)價格在1元/度,海水溫差發(fā)電站2.5MW的發(fā)電機(jī)組,每秒抽取1噸熱海水和1噸冷海水,相當(dāng)于1小時
3600×2噸的海水
提升高度為5米,消耗功率為
5×36×2×1000000?!?600秒÷1000=100kw
取水泵最低效率為60%,則水泵消耗功率為
100kW÷60%=167 kw
水泵消耗功率占電站發(fā)電比例(電站自身消耗功率比例)
167kw÷2.5MW=6.68%
流速按2米/秒計算,管徑需要0.8米,冷水管長800米。熱水管長100米
水泵總排量為:2×3600立方米/小時,揚(yáng)程5米
蒸發(fā)器熱交換面積:7500平方米,需要直徑10mm的銅管12000米,用銅重量9t 投資電站成本:不超過1萬元/Kw,2.5MW投資成本2500萬元
收益計算:
收入:
年發(fā)電時間按300天計算,發(fā)電量
2500kw×24小時×300天=1800萬度/年
按風(fēng)電入網(wǎng)價格0.51元/度計算(海水溫差發(fā)電實(shí)際是屬于太陽能電源),電能銷售收入
1800萬度×0.51元/度=918萬/年
淡水:1kw功率的發(fā)電能力,一天可以同時生產(chǎn)587升淡水,年產(chǎn)淡水
2500kw×300天×0.578t=43.35萬t/年
按1元/t入網(wǎng)計算,水銷售收入:
約43萬
合計收入:961萬元
支出:
設(shè)備維護(hù)費(fèi):3萬
大修費(fèi):30萬/年(儲備金)
人工費(fèi):80萬/10人
管理費(fèi):10萬
折舊費(fèi):250萬(按10年計算,設(shè)計壽命30年,折舊費(fèi)相當(dāng)于還本金額)資金利息:300萬(按年利率12%,全額計算投資金額)
燃料費(fèi):0元
稅收支出:太陽能項目,稅收基本為零
不可預(yù)見費(fèi)用:10萬
合計支出:683萬元
利潤:278萬
初期投產(chǎn)年收益率:11.12%
30年總收益為:278×30+250×20+300×25=20840萬元(不計收益利息)
以上計算,支出按最大費(fèi)用計算,收入按風(fēng)電入網(wǎng)計算,沒有把國家對新能源投資補(bǔ)貼計算進(jìn)去,這樣就不管政策如何變動,收益計算值都不會受到影響。
目前需要種子投資,進(jìn)行產(chǎn)品微型樣品生產(chǎn)。
9.聯(lián)系方式
邵再禹
***
浙江省臺州市路橋區(qū)機(jī)場路536號
第二篇:溫差發(fā)電--一種新型綠色能源技術(shù)
溫差發(fā)電——一種新型綠色的能源技術(shù)
班級:材料0901 姓名:劉猛學(xué)號:25
【摘要】:溫差發(fā)電器是能將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的固態(tài)裝置,具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、無運(yùn)動部件、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于航天、軍事等領(lǐng)域,在廢熱的回收利用方面也展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本文簡要地介紹了溫差發(fā)電器的工作原理及其結(jié)構(gòu),介紹了體溫差發(fā)電器和微型溫差發(fā)電器的國內(nèi)外研究進(jìn)展,并進(jìn)行了對比分析,提出了溫差發(fā)電器中存在的問題及解決方案,最后展望了溫差發(fā)電器的前景。
【關(guān)鍵詞】: 塞貝克效應(yīng);溫差發(fā)電
THERMOELECTRIC ELECTRICITY GENERATION ——A NEW GREEN ENERGY TECHNIQUE 【Abstract】:Thermoelectric generators are solid state devices which can directly convert thermal energy to electricity andhave advantages of simple structure, reliability, no moving parts and being friendly to the environment.They are widely used in aerospace、military fields, and have broad prospects in application of recovery of industrial waste heat.This paperbriefly provided the structure of thermoelectric generators and the work principles.Recent developments about thermoelectric generators were given and a comparison between bulk thermoelectric generators and micro thermoelectricgenerators was made.Problems of thermoelectric generators and the solutions were discussed.The prospects of thermoelectric devices were finally given.【Key Word】s: thermoelectricity;Seebeck effect 0引言
熱能和電能是我們社會生活中最重要的能源形態(tài),其中電能是各種形態(tài)能源中傳輸和使用最多、最為方便的一種。因此,許多能源形態(tài)、如太陽能、地?zé)帷L(fēng)能、潮汐能、化學(xué)能等等都在其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苤蟛拍芨谩⒏鼮榉奖愕乇蝗藗儚V為利用。目前使用的電能有很大一部分是由熱能轉(zhuǎn)換而來的,如熱電廠、核電廠以及較大規(guī)模的太陽能電廠等。在這種能量轉(zhuǎn)換中總是先利用熱能加熱液體或蒸汽,以驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。這個過程復(fù)雜、設(shè)備昂貴、易出問題、污染環(huán)境、能量轉(zhuǎn)換效率低,造成能源浪費(fèi)。因此關(guān)于高效,又不污染環(huán)境的能源轉(zhuǎn)換方法的研究必然引起了世界各國科學(xué)工作者的廣泛關(guān)從20 世紀(jì)90 年代以來,能源轉(zhuǎn)換材料(熱電材料)的研究成為材料科學(xué)的一個研究熱點(diǎn)。熱電材料的應(yīng)用不需要使用傳動部件,工作時無噪聲、無排棄物,和太陽能、風(fēng)能、水能等二次能源的應(yīng)用一樣,對環(huán)境沒有污染,并且這種材料性能可靠,使用壽命長,是一種具有廣泛應(yīng)用前景的環(huán)境友好材料[1] 1溫差發(fā)電 1.1熱電效應(yīng)
1821 年,德國物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn),在兩種不同的金屬(或半導(dǎo)體)所組成的閉合回路中,當(dāng)兩接觸處的溫度不同時,回路中會產(chǎn)生一個電勢,這就是熱電效應(yīng),也稱作“塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)”。材料a、b兩端節(jié)點(diǎn)存在小溫差A(yù)T.便會產(chǎn)生Scebeck電勢△v,.Seebeck電壓與熱冷兩端的溫度差△T成正比, 即
△v = Sab△T = Sab(T 2-T 1)其中Sab是塞貝克參數(shù), 其單位是V/ K(或更常用的單位LV/ K)當(dāng)△r-0時,可寫成:
Sab=dV/dT Sab稱為Seebeek系數(shù),符號取決于組成熱偶的材料本身及節(jié)點(diǎn)的溫度,大小取決于兩節(jié)點(diǎn)的溫度和組成的材料。[2] 1.2溫差發(fā)電的原理
在P 型(N 型)半導(dǎo)體中, 由于熱激發(fā)作用較強(qiáng), 高溫端的空穴(電子)濃度比低溫端大, 在這種濃度梯度的驅(qū)動下, 空穴(電子)由于熱擴(kuò)散作用, 會從高溫端向低溫端擴(kuò)散, 從而形成一種電勢差, 這就是塞貝克(Seebeck)效應(yīng).如圖所示將P 型和N 半導(dǎo)體的熱端相連, 則在冷端可得到一個電壓, 這樣一個PN結(jié)就可以利用高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩粗g的溫差將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能, 將很 多個這樣的PN 串可得到足夠高的電壓, 成為一個溫差發(fā)電機(jī), 很顯然這樣溫 差發(fā)電機(jī)完全沒有轉(zhuǎn)動部分, 因此非??煽?。
溫差發(fā)電是在塞貝克效應(yīng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,塞貝克效應(yīng)是由于導(dǎo)體的溫度差而產(chǎn)生電現(xiàn)象。溫差電組件的轉(zhuǎn)換效率決定于熱電優(yōu)值系數(shù)
式中:σ是電導(dǎo)率,k 是熱導(dǎo)率,S 是塞貝克系數(shù),塞貝克系數(shù)是指溫差電材料上單位溫度梯度所產(chǎn)生的電動勢。優(yōu)值系數(shù)Z 以K-1 為單位,因此,經(jīng)常使用的是無綱量優(yōu)值系數(shù)ZT,而不是Z。[3]
1.3溫差發(fā)電的研究進(jìn)展
盡管溫差發(fā)電由于材料成本昂貴等因素的制約未能在工業(yè)上大面積采用, 但在軍事與航天應(yīng)用、遠(yuǎn)離城市的邊遠(yuǎn)地區(qū), 以及海上作業(yè)平臺等特殊場合還是受到了人們的高度重視, 目前已成功開發(fā)出不少產(chǎn)品, 其中部分產(chǎn)品已商品化.(1)軍用發(fā)電機(jī)
早在80 年代初, 美國就完成了軍用500~1000W 溫差發(fā)電機(jī)的研制, 80年代末就已正式列入部隊裝備.美國海軍是海洋用放射性同位素溫差發(fā)電器的最大用戶, 其設(shè)計工作深度達(dá)10km, 功率不小于1W, 壽命長達(dá)10 年, 放在深海中給無線電信號轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)系統(tǒng)供電, 該系統(tǒng)作為美國導(dǎo)彈定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分, 也可用于光纖電纜.1976 年發(fā)射的美國空軍通信衛(wèi)星采用了溫差發(fā)電器.(2汽車尾氣發(fā)電機(jī)
日本開發(fā)了利用小汽車尾氣廢氣發(fā)電的小型溫差發(fā)電機(jī), 功率為100W, 可節(jié)省燃油5% , 美國宣布試制出了用于大貨車柴油發(fā)動機(jī)尾氣系統(tǒng)的溫差電機(jī), 最大功率輸出達(dá)1000W.。美國的艾維戴爾公司研發(fā)了回收利用汽車發(fā)動機(jī)廢熱的溫差發(fā)電器,它包括35個熱電模塊,采用分段溫差電材料,Bi2Te3用于低溫范圍,PbTe、TAGS、ZnSb3用于中溫范圍,CeFe4Sb12、CoSb3用于高溫范圍,工作溫度范圍為423K~973 K。利用廢熱與冷卻劑的溫差進(jìn)行發(fā)電,當(dāng)溫差為400 K,發(fā)電功率為750 W(3)海洋溫差能的利用
地球表面積的70%是海洋, 而海洋是巨大的能源庫。太陽注入地球表面的能量換算為電功率約為1 013 kW,其中約2 /3用于加熱海面表層海水, 其與深水的溫差超過20 以上。全世界海洋溫差能的理論估計儲量為100億千瓦, 所以海洋溫差能轉(zhuǎn)換被國際社會普遍認(rèn)為是最具開發(fā)利用價值和潛力的海洋能資源。日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院陽光計劃中, 由低溫差發(fā)電委員會對發(fā)電功率10萬千瓦級的海上浮體式發(fā)電站作了計劃, 該發(fā)電站朗肯循環(huán)效率為3.44%, 凈效率為2.04%。秘魯海水溫差發(fā)電站是日本陽光計劃的一部分, 它采用的工質(zhì)不是氨, 而是氟利昂HCFC22。20世紀(jì)80年代以來, 日本開發(fā)了kW、75 kW、100 kW 等容量不同的發(fā)電設(shè)備, 1996年還驗(yàn)證了采用NH3 /水的混合工質(zhì)循環(huán)試驗(yàn)設(shè)備, 以及設(shè)置在海洋水面上的發(fā)電設(shè)備。該電站建在岸上, 最大發(fā)電量為120 kW, 獲得31.5 kW 的凈出力[4](4)工業(yè)廢的再利用
工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱數(shù)量相當(dāng)可觀, 如氣輪機(jī), 內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)燃料所產(chǎn)生的能量50% 左右通過排煙擴(kuò)散到了大氣中, 鋼鐵、水泥以及紡織工業(yè)等在生產(chǎn)過程中也有大量余熱沒有充分利用, 研究表明采用溫差發(fā)電技術(shù)可以有效利用余熱中10%~ 20%的能量。對內(nèi)燃機(jī)電站廢氣進(jìn)行溫差發(fā)電的研究表明, 對于一個10 MW 的機(jī)組, 如果排氣溫度為370 e , 煙氣流量6 萬m3 / h, 采用溫差發(fā)電扣除掉維持系統(tǒng)自身遠(yuǎn)行的冷卻水泵消耗功率后可以得到160 kW 的功率, 轉(zhuǎn)換效率為3.88%日本的工業(yè)研究所研發(fā)出利用工業(yè)廢熱的溫差發(fā)電器[11],由串聯(lián)的熱電模塊組成,安裝在工業(yè)熔爐內(nèi)涼水夾套的表面,熱端涂有SiC膜,接收熔爐保溫層的輻射熱,冷端被涼水冷卻。當(dāng)工業(yè)熔爐產(chǎn)生的熱量為200 kW,溫差發(fā)電器的熱電轉(zhuǎn)換效率7.5%,發(fā)電量可達(dá)4 kW,可用于驅(qū)動真空泵和控制儀表[5] 2提高溫差發(fā)電效率的途徑
提高溫差電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵是提高ZT。半導(dǎo)體溫差電材料的熱導(dǎo)率與電子熱導(dǎo)率和晶格熱導(dǎo)率有關(guān),而且多半取決于晶格熱導(dǎo)率。降低晶格熱導(dǎo)率不會引起電導(dǎo)率的大幅下降。提高熱電材料的塞貝克系數(shù)和降低熱導(dǎo)率可以提高溫差電材料優(yōu)值系數(shù)。除材料外,溫差發(fā)電器的性能還決定于其組件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(1)摻雜半導(dǎo)體提高塞貝克系數(shù)
俄亥俄州的科學(xué)家、加州理工學(xué)院和大阪大學(xué)聯(lián)合研究通過加入摻雜物控制熱電材料的電子態(tài)。PbTe是熱電領(lǐng)域被廣泛研究的材料,與其他半導(dǎo)體一樣,它容易和元素周期表中相鄰的元素?fù)诫s。試驗(yàn)表明,摻雜鉈是控制PbTe電子態(tài)的最佳選擇。鉈的加入,使處于室溫下的電子通過熱激發(fā)達(dá)到更高的能帶之前,在價帶上產(chǎn)生了另一個能量級———共振級價帶上可用電子態(tài)的增加來提高賽貝克系數(shù)。結(jié)果表明,Ti-PbTe的ZT 值提高到1.5,將原來0.71 的ZT 值提高了兩倍多,達(dá)到目前PbTe合金材料的最佳水平。需要說明的是這種方法沒有運(yùn)用調(diào)整結(jié)構(gòu)降低熱導(dǎo)率的方法,電子態(tài)控制和結(jié)構(gòu)控制不是相互排斥的,可以結(jié)合在一起更大程度地提高ZT 值[6]。(2)降低熱電材料的熱導(dǎo)率
實(shí)驗(yàn)表明,溫差材料導(dǎo)熱系數(shù)增加, 溫差電元件兩端的溫差減小, 發(fā)電器溫差電動勢和輸出功率下降, 其轉(zhuǎn)換效率隨之降低;但由于材料的性質(zhì)和力學(xué)原因,熱導(dǎo)率的降低程度會受到限制。因此這種途徑不是發(fā)展的主流途徑(3)改變材料結(jié)構(gòu)提高熱點(diǎn)性能
通過納米技術(shù)在熱電材料中摻入納米尺寸的雜質(zhì)相制備納米復(fù)合結(jié)構(gòu)熱電材料雜質(zhì)相可為絕緣體、半導(dǎo)體或是金屬, 也可以為納米尺寸的空洞), 通過調(diào)整或者控制摻入雜質(zhì)的成份、結(jié)構(gòu)和大小得到納米級的新相, 達(dá)到提高熱電材料ZT 值的目的?!蹲匀弧冯s志報道出一種新型熱電材料,ZT 值為2.4 的薄膜P 型Bi2Te3/Sb2Te3 半導(dǎo)體材料。通過改變半導(dǎo)體Bi2Te3和Sb2Te3 的層結(jié)構(gòu),使Bi2Te3/Sb2Te3半導(dǎo)體具有一種新的超晶格結(jié)構(gòu)。通過控制超晶格中光子和電子的傳輸提高材料的性能。薄膜材料的研究進(jìn)展在于滿足了小體積的需要。Hi-Z技術(shù)是使用先進(jìn)的薄膜量子阱熱電技術(shù),這種材料比Bi2Te3熱電材料性能更好,設(shè)計體積也可大大減[7]
除了材料外,制造工藝、組件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計都會影響溫差發(fā)電器的轉(zhuǎn)換效率。有研究表明,提高熱電組件的輸出功率可以通過調(diào)整溫差電元件長度實(shí)現(xiàn)。熱電組件最大輸出功率被定義為當(dāng)組件電阻與負(fù)載電阻匹配時產(chǎn)生的最大輸出功率。熱電組件的轉(zhuǎn)換效率
不同是因?yàn)榻M件熱面需要準(zhǔn)確地確定熱輸入。提高組件的轉(zhuǎn)換效率可以通過增加溫差和增加溫差電元件長度來實(shí)現(xiàn)。溫差電元件長度通常與最大輸出功率和最大轉(zhuǎn)換效率有關(guān)調(diào)整熱源、散熱器和熱交換也能影響熱電轉(zhuǎn)換效率。影響轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵參數(shù)有很多,有研究人員認(rèn)為接觸熱源的表面面積,器件的溫度梯度,溫差發(fā)電器和熱源之間的熱導(dǎo)率都是重要因素[8] 3溫差發(fā)電的前景展望
我國的能源十分短缺,能源的利用率較低,節(jié)能降耗是進(jìn)行可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的必由之路。目前,各種工業(yè)余熱、汽車廢熱等仍沒有得到有效利用,迫切需要新型能源利用技術(shù)以節(jié)約能源和提高效率。溫差發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式, 具有清潔, 無噪音污染和有害物質(zhì)排放, 高效, 壽命長, 堅固, 可靠性高, 穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn), 符合綠色環(huán)保要求, 對國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義.參考文獻(xiàn)
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[2]胡放戚學(xué)貴王學(xué)生任超代晶晶《冷能溫差發(fā)電技術(shù)及材料研究進(jìn)展》5化工裝備技術(shù)6 第30卷第6期2009年
[3]何元金陳 宏 陳默軒《溫差發(fā)電——一種新型綠色的能源技術(shù)》工科物理 Vol.10 No.2 2000 [4]封光鐘爽《海洋溫差發(fā)電的研究現(xiàn)狀與展望》中圖分類號: TK 01
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A [5]張騰, 張征《溫差發(fā)電技術(shù)及其一些應(yīng)用?!分袌D分類號: TM 913 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B 文章編號: 1005-7439(2009)01-0035-05 [6]武桂玲,郁濟(jì)敏《溫差發(fā)電器熱電材料的研究進(jìn)展》中圖分類號: TM 913 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:1002-087 X(2009)08-0740-02 [7]賈陽任德鵬《溫差發(fā)電器中熱電材料物性的影響分析》中圖分類號: TM 913 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1002-087 X(2008)04-0252-05 [8]史迅 席麗麗 楊炯 張文清陳立東《熱電材料研究中的基礎(chǔ)物理問題》
物理·40卷(2011年)11期
第三篇:關(guān)于溫差發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)的感想
關(guān)于溫差發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)的感想
關(guān)于上周的大物實(shí)驗(yàn)課,課上指導(dǎo)老師給我們做了很多有趣的演示實(shí)驗(yàn),其中不乏既實(shí)用又新穎的一些物理相關(guān)設(shè)備的演示。各式各樣引人注目的物理實(shí)驗(yàn)中令人印象最深的是對溫差發(fā)電的演示。簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備很好的詮釋了溫差發(fā)電的原理,風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動和燈泡的亮光散發(fā)著電的光芒。
從實(shí)驗(yàn)室歸來后,我主動翻閱有關(guān)溫差發(fā)電的資料,試著想更深層次的了解一下溫差發(fā)電技術(shù)的內(nèi)容。從查詢的資料看來,溫差熱發(fā)電技術(shù)是一種利用高、低溫?zé)嵩粗g的溫差,采用低沸點(diǎn)工作流體作為循環(huán)工質(zhì),在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上,用高溫?zé)嵩醇訜岵⒄舭l(fā)循環(huán)工質(zhì)產(chǎn)生的蒸汽推動透平發(fā)電的技術(shù),其主要組件包括蒸發(fā)器、冷凝器、渦輪機(jī)以及工作流體泵. 通過高溫?zé)嵩醇訜嵴舭l(fā)器內(nèi)的工作流體并使其蒸發(fā),蒸發(fā)后的工作流體在渦輪機(jī)內(nèi)絕熱膨脹,推動渦輪機(jī)的葉片而達(dá)到發(fā)電的目的,發(fā)電后的工作流體被導(dǎo)入冷凝器,并將其熱量傳給低溫?zé)嵩矗蚨鋮s并再恢復(fù)成液體,然后經(jīng)循環(huán)泵送入蒸發(fā)器,形成一個循環(huán)。巧妙的原理有效的利用了能源,清潔環(huán)保的發(fā)電思路很是新穎,卻又是最符合自然規(guī)律的一種體現(xiàn)。
關(guān)于溫差發(fā)電,在實(shí)際生活中卻不僅僅是一種空想。我翻閱著歷史上各種關(guān)于溫差發(fā)電的事跡,發(fā)現(xiàn)早在1881年9月,巴黎生物物理學(xué)家德·阿松瓦爾就提出利用海洋溫差發(fā)電的設(shè)想。1926年11月,法國科學(xué)院建立了一個實(shí)驗(yàn)溫差發(fā)電站,證實(shí)了阿松瓦爾的設(shè)想。1930年,阿松瓦爾的學(xué)生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水溫差發(fā)電站。1961年法國在西非海岸建成兩座3500千瓦的海水溫差發(fā)電站。美國和瑞典于1979年在夏威夷群島上共同建成裝機(jī)容量為1000千瓦的海水溫差發(fā)電站,美國還計劃在21世紀(jì)初建成一座100萬千瓦的海水溫差發(fā)電裝置,以及利用墨西哥灣暖流的熱能在東部沿海建立500座海洋熱能發(fā)電站,發(fā)電能力達(dá)2億千瓦。很多對溫差發(fā)電的嘗試的成功例子,是對物理來源于生活又貢獻(xiàn)于生活的最好詮釋。
另一方面,溫差發(fā)電在生活中主要應(yīng)用于海水溫差發(fā)電,從查閱的資料里我發(fā)現(xiàn)關(guān)于海水溫差發(fā)電不僅效率高,來源廣,還環(huán)保,對資源進(jìn)行了有效的利用。首先,從海水溫差發(fā)電的來源看,遼闊的海洋是一個巨大的“儲熱庫”,它能大量地吸收輻射的太陽能,所得到的能量達(dá)60萬億千瓦左右。海洋中上下層水溫度的差異,蘊(yùn)藏著一定的能量,叫做海水溫差能,或稱海洋熱能。利用海水溫差發(fā)電,這樣是對海洋資源的一個極好利用。不僅是對海洋資源的利用,用海水溫差發(fā)電,還可以得到副產(chǎn)品——淡水,所以說它還具有海水淡化功能。一座10萬千瓦的海水溫差發(fā)電站,每天可產(chǎn)生378立方米的淡水,可以用來解決工業(yè)用水和飲用水的需要。第三點(diǎn)是,由于電站抽取的深層冷海水 中含有豐富的營養(yǎng)鹽類,因而發(fā)電站周圍就會成為浮游生物和魚類群集的場所,可以增加近海捕魚量。
由此,在我看來,溫差發(fā)電在實(shí)際中的應(yīng)用是廣泛而且具有很多各方面值得利用的價值的。不僅是對大自然寶貴資源的利用,更是創(chuàng)造了珍貴的新能源,據(jù)計算,從南緯20度到北緯20度的區(qū)間海洋洋面,只要把其中一半用來發(fā)電,海水水溫僅平均下降1℃,就能獲得600億千瓦的電能,相當(dāng)于目前全世界所產(chǎn)生的全部電能。專家們估計,單在美國的東部海岸由墨西哥灣流出的暖流中,就可獲得美國在1980年需用電量的75倍。因此,這樣看來,溫差發(fā)電給我們帶來的收益是巨大的。對溫差發(fā)電在實(shí)際生活中的應(yīng)用,只是我從一個簡單的演示實(shí)驗(yàn)引發(fā)的感想。我所想到的,從溫差發(fā)電的原理出發(fā),到溫差發(fā)電的具體概念,及其在生活中的具體應(yīng)用,及經(jīng)濟(jì)價值。其實(shí),我認(rèn)為除了單純的利用溫差發(fā)電做發(fā)電廠等等,也可以與其他領(lǐng)域覆蓋。比如,在熱電廠中,可以利用廢熱所產(chǎn)生的溫差進(jìn)行發(fā)電;或者在有地?zé)岬暮涞貐^(qū),利用地?zé)嵋约巴饨绾涞沫h(huán)境進(jìn)行溫差發(fā)電;另外,有小型連續(xù)加熱單位,如化工廠、煉鋼廠等,可以利用余熱進(jìn)行溫差發(fā)電。溫差發(fā)電在生活中可以處處利用,只要應(yīng)用得當(dāng),我認(rèn)為將會為人類的生存減少很多能源的浪費(fèi)。這也是說,其實(shí)溫差發(fā)電除了應(yīng)用于大型的發(fā)電站,也可以制作成效的模型,廣泛應(yīng)用于生活中,利用一切不必要浪費(fèi)的能源。溫差發(fā)電具有簡單的原理,不繁雜的設(shè)備,不需要苛刻的外界條件,相信只要在技術(shù)上合理規(guī)劃,是有廣闊的前景的。
這只是從物理實(shí)驗(yàn)引發(fā)的聯(lián)想及感想,希望在以后的物理學(xué)習(xí)生活中能夠越來越熟悉物理,體會物理的樂趣!
第四篇:光伏發(fā)電項目商業(yè)計劃書
光伏發(fā)電項目商業(yè)計劃書 開啟更美好的明天〖 商業(yè)計劃書內(nèi)容 〗商業(yè)計劃書是一份全方位描述企業(yè)發(fā)展的文件,是企業(yè)擁有良好融資能力、實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要條件之一。一份完備的商業(yè)計劃書,是企業(yè)融資過程中不可缺少的文件,作為資金的敲門磚,商業(yè)計劃書不僅是企業(yè)能否成功融資的關(guān)鍵因素,同時也是企業(yè)梳理戰(zhàn)略、規(guī)劃發(fā)展、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、挖掘機(jī)會的案頭文件。商業(yè)計劃書作為吸引投資的“敲門磚”,主要用途是獲得投資資金,一份策劃優(yōu)秀的商業(yè)計書能夠把公司和項目的優(yōu)勢、潛力、運(yùn)營思路、商業(yè)模式等完美的展現(xiàn)給投資者,從而獲得風(fēng)險投資商的的青睞。風(fēng)險投資商通過股權(quán)、債權(quán)的方式投入資金,最終退出企業(yè)資本體系,獲得高額回報。第一章 公司情況介紹第一節(jié) 公司基本情況
一、公司的宗旨
二、目標(biāo)(市場和財務(wù)目標(biāo))
三、公司各部門的職能和經(jīng)營目標(biāo)
四、公司管理狀況第二節(jié) 公司現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)介紹
一、產(chǎn)品簡介
二、產(chǎn)品生產(chǎn)
三、現(xiàn)有技術(shù)狀況第二章 光伏發(fā)電市場與競爭現(xiàn)狀分析第一節(jié) 市場
一、市場規(guī)模、市場結(jié)構(gòu)與劃分
二、目標(biāo)市場分析
三、產(chǎn)品消費(fèi)群體分析
四、公司現(xiàn)有產(chǎn)品市場狀況分析
五、市場趨勢預(yù)測和市場機(jī)會 讓問題簡單化 第二節(jié) 競爭分析
一、行業(yè)競爭狀況(行業(yè)壟斷競爭狀況)
二、行業(yè)主要競爭者的市場份額狀況
三、主要競爭對手分析
四、潛在競爭者分析
五、市場變化趨勢
六、公司產(chǎn)品競爭優(yōu)勢第三章 市場營銷第一節(jié) 營銷計劃
一、主要區(qū)域簡介
二、營銷方式
三、渠道建設(shè)
四、預(yù)估目標(biāo) 第二
節(jié) 銷售政策
一、現(xiàn)行銷售方略
二、新的銷售計劃 第三節(jié) 銷售市
場開拓
一、銷售渠道建設(shè)
二、銷售方式 讓問題簡單化
三、行銷環(huán)
節(jié)
四、售后服務(wù) 第四節(jié) 主要業(yè)務(wù)關(guān)系狀況 第五節(jié) 銷售管理
一、銷售人才隊伍情況建設(shè)
二、促銷和市場滲透(方式及安排、預(yù)算)
三、銷售計劃安排
四、產(chǎn)品銷售價格方案
五、市場開發(fā)規(guī)劃第四
章 資金管理 第一節(jié) 投資說明
一、資金需求說明(用量/期限)
二、資金使用計劃及進(jìn)度
三、投資形式(貸款/利率/利率支付條
件/轉(zhuǎn)股-普通股、優(yōu)先股、任股權(quán)/對應(yīng)價格等)
四、資本結(jié)構(gòu)
五、回報/償還計劃讓問題簡單化
六、資本原負(fù)債結(jié)構(gòu)說明(每筆債務(wù)的時間/條件/抵押/利息等)
七、投資抵押(是否有抵押
/抵押品價值及定價依據(jù)/定價憑證)
八、投資擔(dān)保(是否有抵押
/擔(dān)保者財務(wù)報告)
九、吸納投資后股權(quán)結(jié)構(gòu)
十、股權(quán)成本
十一、投資者介入公司管理之程度說明
十二、報告(定期向投資者提
供的報告和資金支出預(yù)算)
十三、雜費(fèi)支付(是否支付中介人手續(xù)
費(fèi))第二節(jié) 投資報酬與退出
一、股票上市
二、股權(quán)轉(zhuǎn)讓
三、股權(quán)回購
四、股利第五章 風(fēng)險分析第一節(jié) 資源(原材料/
供應(yīng)商)風(fēng)險讓問題簡單化 第二節(jié) 市場不確定性風(fēng)險第三節(jié)
研發(fā)風(fēng)險第四節(jié) 生產(chǎn)不確定性風(fēng)險第五節(jié) 成本控制風(fēng)險第六節(jié) 競爭風(fēng)險第七節(jié) 政策風(fēng)險第八節(jié) 財政風(fēng)險(應(yīng)收賬款/
壞賬)第九節(jié) 管理風(fēng)險(含人事/人員流動/關(guān)鍵雇員依賴)第十節(jié) 破產(chǎn)風(fēng)險第六章 公司管理第一節(jié) 公司組織結(jié)構(gòu)第二
節(jié) 管理制度及勞動合同第三節(jié) 人事計劃(配備/招聘/培訓(xùn)/考
核)第四節(jié) 薪資、福利方案第五節(jié) 股權(quán)分配和認(rèn)股計劃第七章 經(jīng)營預(yù)測讓問題簡單化 第一節(jié) 銷售規(guī)模預(yù)測
一、銷售數(shù)量
二、銷售增長率 第二節(jié) 銷售盈利預(yù)測
一、毛利率預(yù)測
二、銷售利潤率變化預(yù)測 第三節(jié) 投
資報酬預(yù)測第八章 財務(wù)分析第一節(jié) 財務(wù)分析說明第二節(jié) 財
務(wù)數(shù)據(jù)預(yù)測
一、銷售收入明細(xì)表
二、成本費(fèi)用明細(xì)表
三、薪金水平明細(xì)表
四、固定資產(chǎn)明細(xì)表
五、資產(chǎn)負(fù)債表
六、利
潤及分配明細(xì)表
七、現(xiàn)金流量表讓問題簡單化
八、財務(wù)指標(biāo)分析附錄
一、附件1.營業(yè)執(zhí)照影印本2.董事會名
單及簡歷3.主要經(jīng)營團(tuán)隊名單及簡歷4.專業(yè)術(shù)語說明5.專利
證書/生產(chǎn)許可證/鑒定證書等6.注冊商標(biāo)7.企業(yè)形象設(shè)計/
宣傳資料(標(biāo)識設(shè)計、說明書、出版物、包裝說明等)8.簡報及報
道9.場地租用證明10.工藝流程圖11.產(chǎn)品市場成長預(yù)測圖
二、附表1.主要產(chǎn)品目錄讓問題簡單化
第五篇:**商業(yè)計劃書
在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛的今天,給我們生活帶了翻天覆地的變化,大家享受著足不出戶解決自己的生活、工作需要的需求,利用網(wǎng)絡(luò)購物、購買服務(wù)越來越方便和可靠,而淘寶是非常有名、可靠的電商網(wǎng)站,商品包羅萬象,對于專業(yè)的商業(yè)計劃書服務(wù)能否在淘寶購買呢?
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