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风电发展趋势之风电协同产业
发布时间:2019-06-10   浏览次数:107

风电有其自身的一些特点,如风是时刻变化的,风力大小、风的方向...在风大的时候发电多,在风小的时候发电少。在以风电上网为主要出路的地方,那么对于电网的压力较大。在一些地区弃风限电现象突出,对资源浪费严重。针对风电的这种波动性和间歇性的特点,寻求一些新的发展思路,就地消纳风电资源,就成了研究的重点。目前主要有以下几种方式。

一、风电制氢

风电制氢,就是将风力发出的电直接通过水电解制氢设备将电能转化为氢气。具体的过程是这样的:风力发电—电解水—制氢制氧—氢气能源—发电、制热、炊事、取暖、交通工具使用等。风电制氢将提高风能的利用率。风力发电机发出的风电只需进行简单的变压、整流处理,将电压通过变压器调整到所需电压、将交流电整流为直流电即可制氢。

风电制氢具有较好的优势,这样风场不需要并网,相关的措施和设备可以简化,投资也可以相应降低。而且氢能源作为一种清洁能源,其有效的利用可以降低石化能源的依赖度,并降低二氧化碳和氮氧化合物的排放。

而随着氢燃料汽车受到人们的重视,风电制氢越发受到关注。风电制氢,推动氢能源汽车前进,需要加气站。就需要建更多的分布式风机电站制氢。这种相互促进,可以形成良好的促进,推动量的增长和成本的下降。

现在锂电池电动车,回家后第一件事就是插上电源,充电,防止明天跑不动。但氢能源车,就不用了!而且随着技术的进步,有可能会出现这种情况,回家后第一件事也是插上充电头,但不是给汽车充电,而是汽车给家庭充电!试想一下,一个城市建立了不是分布式风机,发电制氢,并把氢气运输到加氢站,这个加氢站位于你家和上班路上,每天上下班路上,到加氢站,花个10分钟,加个氢,回家后,插上充电头插上充电头,第二天上下班,再加个氢。如果这个能源生态系统形成,我们是不是对电网的依赖性大大降低?

这几乎是一个完美的产业生态链。而在这个产业链中,碳纤维会起到更好的作用,因为氢能源汽车的气瓶、电池和汽车部件需要用碳纤维,更有效率的风电叶片也需要碳纤维。

二、风电-海水淡化

目前海上风电是发展的重点,海上风资源更好,但是同样的,也会和路上风电一样遇到类似的问题,因此也要考虑一部分就地消化的问题。海边地区、特别是海岛地区淡水资源缺乏,因此可以考虑利用风电资源进行海水淡化。

目前的海水淡化的主流技术是利用反向渗透膜。这种膜只允许溶剂透过、不允许溶质透过。常规情况下,由于能量差的存在,是浓度低的水分进入浓度高的溶液中。但如果在浓度高的部分施加额外的压力,浓度高的溶液中的水分就会进入到浓度低的部分中。而为了得到这个压力,就需要能量,一般情况下就是电能。而利用风电进行海水淡化,既可以有效利用海上风资源,又可以解决很多海岛居民淡水短缺的问题。在一定程度上推动了中小型风力机产业的应用发展,对促进海岛新能源的综合利用具有良好的示范作用。利用风能等新能源进行海水淡化,可以克服传统海水淡化的缺陷。

目前利用风电进行海水淡化已经在我国沿海地区得到一定程度的应用。而海上风电资源丰富,可供于海上淡化的能量也就很充足。随着海上风电的发展,功率越来越大,叶片越来越长,对碳纤维的要求也就越迫切。

三、风电制热

在三北地区,弃风限电现象比较严重,但同时三北地区也是冬季供暖要求比较高的地区。冬天西北风来的时候,风资源丰富,但风机因为电网原因弃风限电,资源浪费。另一方面,利用煤进行供暖,消耗很多资源,煤燃烧污染还严重,造成雾霾严重。

为了应对这个问题,2017年4月国家能源局发布了《关于促进可再生能源供热的意见》,关于风电供暖的主要内容如下:到2020年,全国可再生能源取暖面积达到35亿平方米左右,比2015年增加约28亿平方米,可再生能源供热总计约1.5亿吨标准煤。在京津冀及周边地区,可再生能源供暖面积达到10亿平方米,长三角地区可再生能源供暖(制冷)面积达到5亿平方米。

这个根本上就是,利用风能转化为电能,在将电能转化为热能。而在从电能转为热能的方式中,利用碳纤维通电发热是其中效率最高的一种方式。碳纤维具有较高的导电性及导热性能,我们利用碳纤维的这些特性,以电能源使碳纤维转换为热能源,成为发热线的发热源。碳纤维发热线接通电源后,根据需求可以产生不同的温度。通过物体传导将热能传送到地面表层,然后通过空气对流的方式加热空气。空气传导热量占了碳纤维发热量的50%左右。碳纤维发热线会产生远红外线向空间辐射,这部分热量占了发热量的50%左右。所以,碳纤维的发热效率可以高达95%以上,有文献测试发热效率达到98%以上。因此碳纤维地暖可以更好的对资源进行利用。此外碳纤维的发热特点,碳纤维地暖相比空调及电采暖器的优越性。碳纤维地暖是以发热线传导热能及远红外线辐射空气对流的方式来传导热量的。热量从下向上逐步减少,同样温度也是下高上低,在这样的环境中我们会感觉很舒适。空调及电暖器是用风机把热能吹到空气中进行热传导,这样就造成了室内相对湿度低干燥,让人会有头昏脑涨,口干舌燥的感觉。另外,碳纤维发热线产生的远红外线有杀菌作用,对人体有一定的保健理疗作用,促进血液循环,有助于身体健康。

因此风点供暖在我国北方地区是一个非常有效、不影响环境的清洁的方式。

四、风光一体

风光一体有两种概念,一种是利用风场和光伏电场进行资源互补的方式。近日,由国家能源集团牵头承担的国家重点研发计划“大规模风/光互补制氢关键技术研究及示范”项目正式获得国家科学技术部高技术研究发展中心的立项批复,并进入启动阶段。该项目主要针对冬奥赛区对绿色、低碳能源的需求,开展风光互补制氢系统关键技术的研究和示范,打造高效率、高安全性和高可靠性的大规模风光耦合制-储-输-用氢系统综合示范工程,服务北京冬奥会张家口赛区。

风光一体的另一个概念的是随着技术的发展,未来风力发电机的外蒙皮可以做成光伏电池,一台风机既是风力发电机又是光伏电站!

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来源:严说一点
 关键词:风力发电
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