天津工业大学-新组合-新农村清洁能源耦合利用系统c部分

精品文档 11欢迎下载 新农村清洁能源耦合利用系统 摘要摘要 清洁能源是不排放污染物的能源 它包括核能和 可再生能源 可 再生能源是指原材料可以再生的能源 如水力发电 风力发电 太阳能 生物 能 沼气 海潮能等 可再生能源不存在能源耗竭的可能 因此日益受到许多 国家的重视 尤其是能源短缺的国家 中国 我国的能源消耗中 农村住宅占 有一定比例 而农村建筑的节能减排工作和城镇住宅以及公共建筑相比尚未受 到普遍关注 故本课题组结合绿色节能建筑和清洁能源的综合利用 构建了新 农村清洁能源耦合利用系统 符合我国可持续发展的战略目标 为新农村建设 节能减排工作指明了方向 关键词 新农村 清洁能源 综合利用 绿色节能 作品介绍 作品介绍 本系统是新农村清洁能源耦合利用 立足于南方农村普通住宅 结合建筑材料节能和多种清洁能源的综合利用 以达到住宅的舒适性和节能相 结合的目的 1 1 研究意义研究意义 我国要建成资源节约型和环境友好型社会 必须提高建筑中能源的利用效 率 改善热环境必须与节约建筑能耗相结合 要在走逐步改善建筑热舒适条件 下节约能源 也只有节约能源才有可能改善热舒适条件 对于新建筑及室温满 足要求的建筑 着重在节约能源 对于冬季室温过低结露的建筑和夏季温室过 高的建筑 首先要改善建筑热环境 也要注意节约能源 在夏热冬冷区及农村 则应在节约能源条件下逐步改善建筑热环境 从而实现我国不断提高建筑用能 源利用效率 改善居住热舒适条件 促进城乡建设国民经济和生态环境的协调 随着我国社会主义新农村建设步伐的加快 农民人居环境虽然有了较大改善 但农民依靠柴薪或煤炭来烧水做饭 冬季采暖的状况基本没有改变 我国的能 源消耗中 农村住宅有一定的比例 而农村工作的节能减排工作和城镇住宅以 及公共住宅相比尚未受到普遍关注 本课题组结合绿色节能建筑和清洁能源的 综合利用 构建了新农村清洁能源耦合利用系统 根据太阳能热水器集热温度 与生物质高效恒温发酵温度相匹配的特点 使本系统满足了农民燃气和生活热 水还有供暖的需求 1 1 能源消耗 精品文档 22欢迎下载 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础 而我国人均能源占有水 平较低 在十一五规划中 我国政府将提高能源利用效率列为重中之重 中国 作为一个能源资源严重短缺的国家 石油 天然气人均剩余可采储量仅为世界 平均水平的 7 7 和 7 1 煤炭也只有世界平均水平的 58 6 改革开放 30 年 来 中国经济快速增长 各项建设取得巨大成就 但也付出了巨大的资源和环 境代价 经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐 因此 要使社会经济持续发展 节能减排就显得尤为重要 在世界建筑发展的潮流中 建筑节能是其中一个极为重要的热点 是建筑 技术进步的一个重大标志 也是建筑界实施可持续发展战略的关键环节各发达 国家为此已进行了长久的努力 并取得了丰硕的成果 在我国 建筑能耗占总 能耗的 30 以上 而且还在以每年 1 个百分点的速度增加 而高耗能的建筑也 正在造成严重的环境污染 1 2 环境影响 在大多数发展中国家 二氧化碳排放权就是发展权 中国等发展中国家排 放总量里很大一部分是保证居民基本生活的 生存排放 中国经济的高速增 长持续了 30 年 城市化 工业化仍将保持较快的速度 未来随着中国经济的发 展 能源消费和二氧化碳排放量必然还要持续增长 由于中国碳排放增量巨大 未来的排放增量会在一定程度上抵消发达国家 的减排努力 中国目前的能源消费局面与发达国家在快速工业化时期的状况有 很大不同 发达国家在工业化时期拥有足量的低廉的能源供应 气候变化的效 应不显著 环境污染程度相对较轻 而中国的粗放式经济发展模式持续多年 对生态环境的影响已超过发达国家 降低对化石能源的依赖并减排温室气体是 可持续发展的必然选择 2 2 清洁能源清洁能源 2 1 太阳能 太阳能 一般是指太阳光的辐射能量 在现代一般用作发电 太阳能的利 用有光热转换和光电转换两种方式 太阳能发电一种新兴的可再生能源 广义 上的太阳能是地球上许多能量的来源 如风能 化学能 水的势能等等 太阳能作为一种可再生的新能源 日益引起人们的关注 从能源供应安全 精品文档 33欢迎下载 和清洁利用的角度出发 世界各国正把太阳能的商业化开发和利用作为重要的 发展方向 中国蕴藏着丰富的太阳能资源 太阳能利用前景广阔 目前 我国 太阳能产业规模已位居世界第一 是重要的太阳能光伏电池生产国 重点发展 晶体硅技术 薄膜电池技术 并网发电系统技术和建筑一体化太阳能利用技术 等 在高纯度多晶硅材料的生产技术和工艺领域 实现规模化生产 同时重点 研发薄膜电池技术 推进并网发电系统技术并进一步开发建筑一体化太阳能利 用技术 提升高温太阳能集热及太阳能热发电技术 结合太阳能集热产生高温 蒸汽发电系统与常规能源蒸汽发电系统 增强分布式冷热电联产系统的经济性 2 1 1 利用形式 光热利用 它的基本原理是将太阳辐射能收集起来 通过与物质的相互作用转换成热 能加以利用 目前使用最多的太阳能收集装置 主要有平板型集热器 真空管 集热器 陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器等 4 种 太阳能发电 清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电 利用太阳能发电的方式 有多种 目前已实用的主要有以下两种 i 光 热 电转换 即利用太阳辐射所产生的热能发电 一般是用太阳能 集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽 然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机 发电 前一过程为光 热转换 后一过程为热 电转换 ii 光 电转换 其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为 电能 它的基本装置是太阳能电池 光化利用 这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光 化学转换方式 它包括光 合作用 光电化学作用 光敏化学作用及光分解反应 光生物利用 通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程 目前主要有 速生植物 如薪炭林 油料作物和巨型海藻 2 1 2 太阳能利用技术 精品文档 44欢迎下载 太阳能无线监控系统 在现代化工业园中 实施视频监控系统 安全保卫部门可以实现在工业园 区门口 主要道路 办公楼 周界围墙等地点进行实时全天候视频监控 相关 管理部门可以实时了解各个监控点的情况 企业领导在办公室利用桌面微机 可以随时了解各主各个监控点实时状况 处理突发事件 亦可以记录多天前的 情况 进行追踪分析 除本地建立网络监控系统外 还可对分支机构进行集中 远程视频监控 太阳能集热器 太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器 储水箱 管道及抽水泵其他部 件 另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需 太阳能集热器在太阳能集热系统中 接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装 置 按传热工质可分为液体集热器和空气集热器 按采光方式可分为聚光型集 热器和吸热型集热器两种 另外还有一种真空集热器 一个好的太阳能集热器 应该能用 20 30 年 自从大约 1980 年以来所制作的集热器更应维持 40 50 年 且很少进行维修 太阳能热水系统 早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热 现今全世界已有数百万太阳能 热水装置 太阳能热水系统主要元件包括收集器 储存装置及循环管路三部分 此外 可能还有辅助的能源装置 如电热器等 以供应无日照时使用 另外尚 可能有强制循环用的水 以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负 载的管路等 依循环方式太阳能热水系统可分两种 i 自然循环式 此种型式的储存箱置于收集器上方 水在收集器中接受太阳辐射的加热 温度上升 造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差 因此引起浮力 此 一热虹吸现像 促使水在储水箱及收集器中自然流动 由于密度差的关系 水 流量于收集器的太阳能吸收量成正比 此种型式因不需循环水 维护甚为简单 故已被广泛采用 ii 强制循环式 热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环 当收集器顶端水温高于储 精品文档 55欢迎下载 水箱底部水温若干度时 控制装置将启动水使水流动 水入口处设有止回阀以 防止夜间水由收集器逆流 引起热损失 由此种型式的热水系统的流量可得知 因来自水的流量可知 容易预测性能 亦可推算于若干时间内的加热水量 如在同样设计条件下 其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处 但因 其必须利用水 故有水电力 维护 如漏水等 以及控制装置时动时停 容易 损坏水等问题存在 因此 除大型热水系统或需要较高水温的情形 才选择强 制循环式 一般大多用自然循环式热水器 发电系统 太阳能发电系统由太阳能电池组 太阳能控制器 蓄电池 组 组成 如 输出电源为交流 220V 或 110V 还需要配置逆变器 太阳能路灯 太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯 因其具有不受供电影响 不用开沟埋线 不消耗常规电能 只要阳光充足就可以就地安装等特点 因此 受到人们的广泛关注 又因其不污染环境 而被称为绿色环保产品 太阳能路 灯即可用于城镇公园 道路 草坪的照明 又可用于人口分布密度较小 交通 不便经济不发达 缺乏常规燃料 难以用常规能源发电 但太阳能资源丰富的 地区 以解决这些地区人们的家用照明问题 2 2 沼气能 沼气 是各种有机物质 在隔绝空气 还原条件 并必适宜的温度 湿度 下 经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体 沼气的主要成分是甲烷 约占所产生的各种气体的 60 一 80 甲烷是一种理想的气体燃料 它无色无味 与适量空气混合后即对燃烧 每立方米纯甲烷的发热最为 34000 焦耳 每立方 米沼气的发热量约为 20800 23600 焦耳 即 1 立方米沼气完全燃烧后 能产生 相当于 0 7 千克无烟煤提供的热量 沼气能源在我国农村分布广泛 潜力很大 凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料 所以沼气是一种取之不尽 用之不竭的再生能源 2 2 1 沼气工艺类型 完全混合式厌氧消化技术 CSTR 该工艺主体设施为完全混合式厌氧消化反应器 CSTR 该类型反应器对粪 精品文档 66欢迎下载 污中的固体浓度大小没有严格要求 可以是低浓度发酵 3 以下 也可以是高 浓度发酵 8 以上 是目前沼气工程建设最常用的工艺技术之一 升流式固体消化技术 USR 该工艺主体设施为升流式固体反应器 USR 该类型反应器是一种结构简 单 适用于高固体原料发酵的反应器 发酵原料从底部配水系统进入反应器内 依靠进料和产气的上升动力按一定的速度向上流经含有高浓度厌氧微生物的污 泥床时 使原料得到快速消化产生沼气 升流式厌氧污泥床消化技术 UASB 该工艺的主体设施为升流式厌氧污泥床反应器 UASB 是世界上发展最快 的厌氧反应器 发酵原料从反应器底部进入 向上流过有厌氧颗粒污泥组成的 污泥床 随着原料与污泥充分接触而发生沼气发酵反应 产生的沼气引起污泥 床的扰动 污泥床滤器 UBF 该工艺主体设施为污泥床滤器 UBF 它是将 UASB 和厌氧滤器结合为一体 的厌氧反应器器 其下部为污泥床 上部设置纤维填料 由于附着于纤维填料 上的生物膜补充了污泥床上部微生物的不足 所以效益较高 2 2 2 沼气的综合利用 沼气可用于炊事 一口 6 立方米的沼气池每天可生产沼气 1 2 立方米 每立方米沼气相当于 3 3 公斤原煤 可使 65 公斤水从 20 煮沸 可以满足三口之家一天的炊事需求 沼气可用于照明 一立方米沼气能使一盏沼气灯 亮度相当于 60 瓦电灯 照明 6 个多小时 沼气储粮 沼气储粮是根据 低氧储粮 原理 利用沼气含氧量低的特性 将沼气输 入粮食而置换出空气 造成低氧环境 致使粮中害虫窒息而死 它具有方法简 单 操作方便 投资少 无污染 防治效果好等多种优点 可在广大农户采用 用火 沼气保鲜 精品文档 77欢迎下载 沼气储柑橘是利用沼气的非氧成份含量高的特性 置换出储藏室内的空气 降低氧含量 降低柑橘呼吸强度 减弱其新陈代谢 推迟后熟期 同时使柑橘 产乙烯作用减弱 从而达到较长时间的保鲜和储藏 沼气储藏柑橘为最先进的 气调法保鲜 它具有方法简便 设备投资小 经济效益高等优点 保鲜期可达 70 180 天 保果率 80 90 以上 失重率低于 10 每 100 公斤鲜果共需输 入沼气 1 5 1 7 立方米 3 3 新农村清洁能源耦合利用系统新农村清洁能源耦合利用系统 3 1 简介 本系统立足于南方新农村建筑节能而产生 旨在推动中国新农村的节能减排 建设 以及我国的可持续发展 该建筑地点为浙江省衢州市 两层楼单独农村住 宅 层高 3 米 建筑面积为 200m2 总热负荷为 8420W 工程热指标为 75W m2 室 外设计参数见表 1 热负荷见图 1 表 1 室外设计参数 图 1 建筑热负荷 建筑节能键点是保证建筑本身的能耗是比正常水平低 故在保证提高建筑 舒适性的条件下 合理使用能源 不断提高能源利用效率 室外采暖计算 温度 室外空调计 算温度 冬季室外平均 风速 m s 室外计算相对 湿度 冬季大气压 Pa 0 00 2 00 3 00 78 00 101710 精品文档 88欢迎下载 通过改善建筑物围护结构的热工性能 在 夏季可减少室外热量传入室内 在冬季可减少 室内热量的流失 使建筑热环境得以改善 从 而减少建筑冷 热消耗 外墙节能技术用保温 隔热材料主要有岩棉 矿渣棉 玻璃棉 聚苯 乙烯泡沫 膨胀珍珠岩 膨胀蛭石 加气混凝 土及胶粉聚苯颗粒浆料发泡水泥保温板等 门窗的节能处理主要是改善材料的 保温隔热性能和提高门窗的密闭性能 屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射 热传至室内 保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材 料用作保温 如膨胀珍珠岩 玻璃棉等 此为正铺法 也可在屋面防水层以上 设置聚苯乙烯泡沫 此为倒铺法 3 2 能源形式 3 2 1 生物能 沼气 沼气是多种气体的混合物 一般含甲烷 50 70 其余为二氧化碳和少量 的氮 氢和硫化氢等 是一些有机物质 在一定的温度 湿度 酸度条件下 隔 绝空气 如用沼气池 经微生物作用 发酵 而产生的可燃性气体 每立方米 纯甲烷的发热最为 34000 千焦 每立方米沼气的发热量约为 20800 23600 千 焦 即 1 立方米沼气完全燃烧后 能产生相当于 0 7 千克无烟煤提供的热量 是一种很好的清洁燃料 建造沼气池时要注意隔绝空气 不透气 不渗水 其 次 沼气池里要维持 20 40 沼气是一些有机物质 在一定的温度 湿度 酸 度条件下 隔绝空气 如用沼气池 经微生物作用 发酵 而产生的可燃性气 体 它含有少量硫化氢 所以略带 臭味 发酵是复杂的生物化学变化 有许多微生物参与 反应大致分两 个阶段 微生物把复杂的有机物 质中的糖类 脂肪 蛋白质降解成 简单的物质 如低级脂肪酸 醇 醛 二氧化碳 氨 氢气和硫化氢 等 由甲烷菌种的作用 使一些 精品文档 99欢迎下载 简单的物质变成甲烷 要正常地产生沼气 必须为微生物创造良好的条件 使 它能生存 繁殖 沼气池符合条件 首先 沼气池要密闭 有机物质发酵成沼气 是多种厌氧菌活动的结果 因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境 在建造沼 气池时要注意隔绝空气 不透气 不渗水 其次 沼气池里要维持 20 40 因为通常在这种温度下产气率最高 第三 沼气池要有充足的养分 微生物要 生存 繁殖 必须从发酵物质中吸取养分 在沼气池的发酵原料中 人畜粪便 能提供氮元素 农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素 第四 发酵原料要含适 量水 一般要求沼气池的发酵原料中含水 80 左右 过多或过少都对产气不利 第五 沼气池的 pH 值一般控制在 7 8 5 修建一个容积为 10 立方米的沼气池 每天投入相当于 4 头猪的粪便发酵原 料 它所产的沼气就能解决一家 3 4 口人点灯 做饭的燃料问题 修建 1 个 24 立方米沼气池 2x6x2 并给予充分的能量供给 本研究基于 2003 年希腊科学家提出的 ABEPE 模型的计算方法 对中国农 户 2007 年的户均沼气产量进行了估算 公式如下 Mi Ri Pi Mif 1 式中 Mi 农户家庭每年投入沼气池的第 i 种物质的干物质质量 kg Ri 第 i 种物质每年的产生质量 kg 或 t Pi 第 i 种物质投入沼气池的比例 Mif 单位质量的第 i 种物质中的干物质质量分数系数 无量纲 Bi Mi Faci 2 式中 Bi 第 i 种物质的理论产气量 m3 Faci 第 i 种物质单位质量的干物质的产气因子 在 35 的条件 下测定 m3 kg 最终可得到 Bo n i i BB 1 0 3 式中 Bo 农户家庭每年的理论产气量 35 条件下 m3 a 沼气发酵存在 2 个高峰区 1 个温度介于 30 40 另 1 个介于 精品文档 1010欢迎下载 50 60 农村家用沼气池多采用低温发酵 也叫常温发酵或自然发酵 温度 一般为 8 25 本研究选用各地 1 6 m 处平均地温来代表沼气池内的温度 该地温数据来自各地气象部门 按研究需要 将各地 1 6 m 地温归为 35 25 20 15 4 个档次 在此基础上对该模型进行了修正 修正后的产 气量计算如下 Bu Bo TIn L 4 式中 Bu 修正后的产气量 m3 a TIn 1 6 m 地温为 T 下的相对产气速率因子 无量纲 L 每年沼气池正常产气时间 Bi 的各类计算参数如表 2 所示 通过上文介绍的方法 本研究对中国户用沼气产气量做出了估算 结果如 表 2 所示 各地的户均理论产气量 Bo 达到 690 m3 a 在考虑当地 1 6 m 地温 和周年持续产气时间的情况下 对理论产气量进行了修正 整体样本中沼气农 户修正产气量户均达到了 450 m3 a 周年正常产气时间仅为 9 个月左右 其中 属于南方地区的调查地修正产气量平均为 571 m3 a 就本算例每天可以平均产 气 571 4 365 6 3m 24 m3 的沼气池年产沼气 1713 m3 如果用这些沼气全 部代替薪柴燃烧 则可以替代 7 62 t 薪柴 考虑了热效率 中国实材堆积体 积质量为 6 78 t m3 近年来中国有林地的林木平均年生长率为 3 61 m3 hm2 则一口沼气池的年产气量替代薪柴燃烧 相当于节约林地 1 6 hm2 具有巨 大的生态效益 表 2 理论产气量 Bi 的计算参数 原料种类每头牲畜粪尿 排泄量 t a 1 干物质质量分 数系数 DMif 入池率 Pi 产气因子 Faci m3 kg 1 猪粪尿 1 05000 15980 42 2 奶牛粪尿 19 40000 1065 10 19 21 役用牛粪尿 10 10000 16200 30 22 肉牛粪尿 7 70000 16360 30 9 绵羊粪尿 0 87000 37200 04 23 27 山羊粪尿 0 87000 3750 04 23 27 马粪尿 5 90000 27820 02 23 27 驴粪尿 5 00000 22160 35 23 27 精品文档 1111欢迎下载 考虑到冬季产气量不足的问题 我们提出了两个备选方案 1 利用太阳能 热水系统给沼气池加热 2 利用沼气热水系统自身产生的热水通过盘管进入沼 气池进行保温 最后经过经济收益率分析确定了第二种方案 其中沼气池冬季 负荷计算如下 1 沼气池加热原料所需的热量 Q1 cm TD TS 5 式中 c 料液的比热容 4 2kJ kg 1 1 M 每天进入沼气池的新鲜料液量 TD 沼气发酵罐内料液的温度 37 TS 新鲜料液的温度 20 人畜粪便以及秸秆的平均产气因子约为 0 3m kg 故每天产气 6 3 立方米 需要原料 21kg 所以 计算得 Q1 350W 2 沼气池输热管道热损失 1 d 4a In 1d In 1 2 o2 o 1 2 L d TT Q i AD 6 式中 L 根管道的长度 4m TA 罐外介质温度 冬季取 0 局部热损失系数 取 2 2 1 绝热层的导热系数 当采用聚苯乙烯时 取 0 047 W m 2K 1 2 土壤的导热系数 取 1 W m 2K 1 螺粪尿 5 00000 27700 35 23 27 蛋鸡粪尿 0 05300 48380 50 22 肉鸡粪尿 0 00550 65380 12 23 27 鸭粪尿 0 03900 50800 12 23 27 鹅粪尿 0 03900 38300 12 23 27 人粪尿 0 69000 101000 43 22 水稻秸秆籽粒收获量 0 362 130 40 22 精品文档 1212欢迎下载 di 输热管内径 20mm do 输热管的绝热层外径 21m a 输热管中心到地面的高度 即埋设深度 0 5m Q2 250W 3 沼气池围护结构耗热量 AD TTFQ 21 3 11 1 7 式中 1 沼气传到池壁介质的导热系数 取钢筋混凝土 1 74 W m 2K 1 2 沼气池壁传到池外介质的导热系数 取砖 夯实粘土 1 16 W m 2K 1 沼气池厚度 m 沼气池池壁导热系数 取钢筋混凝土 1 74 W m 2K 1 由公式计算沼气池围护结构的耗热量为 Q3 400W 每天沼气池总的热量损 失为 Q Q1 Q2 Q3 1000W 3 2 1 1 供给厨房的燃料 由沼气提供能源给家庭的燃气灶 节能环保低碳 采用居民用气耗热指标 2328 77kcal p d 天然气热系数 8389kcal 立方米 计算居民用气量 0 27 0 29 立方米 p d 平均 0 28 立方米 p d 折算成沼气每人每天需要 0 51m 用 于生活炊事 3 2 1 2 供给地板辐射供暖的能源 地板辐射采暖是以温度不高于 60 的热水作为热源 在埋置于地板下的 盘管系统内循环流动 加热整个地板 通过地面均匀地向室内辐射散热的一种 供暖方式 给房间和沼气池供热 保证冬季沼气池的正常产气温度 其优点是 1 地面温度均匀 室温自下而上逐渐递减 舒适度高 2 空气对流减弱 有较好的空气洁净度 3 与其他供暖方式相比 较为节能 节能幅度约为 10 20 精品文档 1313欢迎下载 4 有利于屋内装修 增加 2 3 的室内使用面积 5 有利于隔声和降低楼板撞击声 6 高大空间采用地板辐射供暖 比其他类型的散热器设施的效果好 热 舒适度显著提高 地热盘管安装要求 过程及效果图 3 2 1 3 烘干机 用沼气提热能来驱使烘干机工作 解 决平时的衣物在南方梅雨天气和冬季湿冷 不易干燥的烦恼 具体沼气耗用量根据不 同型号有所不同 大约每烘干 3kg 洗前 干重 衣物需要沼气 0 3m 随用随开 精品文档 1414欢迎下载 3 2 1 4 以长管道输送给温室大棚 即时保温 冬季如果突遇寒流 室外温度大降 这样 大棚内部的温度就不能保证平时的温度 那样 农作物会大量冻死 造成农民的损失 有了沼 气的燃烧供热 就可在温度大降的时候 保证 大棚温度 减少资金的亏损 3 2 1 5 水果保鲜 控制沼气用量 向贮藏装置输入的沼气应经过脱硫处理 其数量以能抑制 柑桔果实的呼吸强度为限 但由于目前应用的贮藏装置受到建造质量和密封程 度的影响 气密性能各不相同 往往有不同程度的漏气现象 因此 向单位贮 藏容积输放的沼气量也各不相同 一般情况下 沼气通入量为每立方米储藏空间每天输入 0 01 0 03m3沼气 储藏前期沼气输入量可少 一些 当气温较高 柑桔呼吸增强 适当加大 输入量 由于各地气温 湿度 贮藏品种不同 输入沼气量难以统一标准 各地在利用沼气贮 藏保鲜柑桔时 应根据不同品种 温度 湿度和贮藏装置的密封程度等 经过 试验之后确定单位容积内输入沼气的数量和输入时间间隔 这样水果就能加长 保质期 在淡季也能上市 增加农民收入 3 2 2 太阳能利用 3 2 2 1 设置 太阳能电池发电原理 太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件 能产生光伏效应 的材料有许多种 如 单晶硅 多晶硅 非晶硅 砷化镓 硒铟铜等 它们的 发电原理基本相同 现以晶体为例描述光发电过程 P 型晶体硅经过掺杂磷可 得 N 型硅 形成 P N 结 当光线照射太阳电池表面时 一部分光子被硅材料吸收 光子的能量传递 给了硅原子 使电子发生了跃迁 成为自由电子在 P N 结两侧集聚形成了电位 差 当外部接通电路时 在该电压的作用下 将会有电流流过外部电路产生一 定的输出功率 这个过程的的实质是 光子能量转换成电能的过程 精品文档 1515欢迎下载 在楼顶设置太阳能电池板 吸收太阳光转化 由于太阳能的不稳定性 我 们只是将其作为补充能源 作为家庭平时照明等小额用电 考虑到现在国家新能源的补贴政策 现在购买太阳能电池板的价格是 5 元 每瓦 1000W 的价格大概是 5000 元 就该农村住宅而言 每天的消耗电量是 2kWh 左右 尽管其转化效率 商用 为 16 18 但基本一块 6 7m2 太阳能发电 板每天可以产生 4kWh 电量 考虑不稳定因素 基本可以满足农村生活用电 照明冰箱电视电瓶车总计 功率 W 100200200350 日平均使用时间 h 52458 每月电量 kwh 1515301575 注 冰箱平均每天消耗电量 0 5 度 电瓶车平均每天用半度电左右 太阳能交流发电系统是由太阳电池板 充电控制器 逆变器和蓄电池共同 组成 考虑的太阳照射的不均衡性 故本系统采用日产电 3kWh 以保证电量的 充足供应 以现在的电价估算 每月 75 度电的消耗 用电淡季每月平均花费 37 5 元 7 8 9 月份用电高峰月份每月 100 度电 月均花费 50 元 合计一年节约 487 5 元 初投资为 3750 元 大概 7 7 年收回投资 虽然回收期较长 但是考虑到节 能减排的效果和国家政策的补贴 实际的回收期会大大减短 无疑增加农民投 资的愿望 4 4 节能减排效益分析节能减排效益分析 4 1 节能效益 照明 按照每天照明时间 5 小时进行估算得到 全年用于照明的电力消耗 约为 200 W 365 天 5 小时 365kWh 生活 电饭锅 冰箱等家电 按照年耗电 3650kWh 进行估算 采暖 电暖气等 按照年耗电 2000kWh 进行估算 则每个农村家庭一年消耗电力 6015kWh 按照火电厂发电标煤耗量 M0 0 35kgce kWh 进行解算得到 每个农村家庭一年消耗标煤量为 2 1t 4 2 减排效益 按照每吨标煤完全燃烧产生的 CO2 排放量为 2 66t 产生的 SO2 排放量为 精品文档 1616欢迎下载 8 5kg 产生的烟尘排放量为 9 6kg 进行估算 可得每个农村家庭在采用清洁能 源耦合利用系统后 每年可以减少 5 6t 的 CO2排放 17 9kg 的 SO2排放以及 20 2kg 的烟尘排放 有效改善了我国的环境质量 4 3 效益分析 4 3 1 投入的生产费用 该绿色建筑投入的生产费用包括设备成本费 原料费 维修管理费 运行 费等 大概 1 万元 4 3 2 产出效益 当系统稳定运行时 每天产6