国际可再生能源机构 (IRENA) 是一个政府间组织,支持各国向可持续能源未来转型,是国际合作的主要平台、卓越中心以及可再生能源政策、技术、资源和金融知识的宝库。IRENA 提倡广泛采用和可持续利用所有形式的可再生能源,包括生物能源、地热能、水电、海洋能、太阳能和风能,以实现可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济增长和繁荣。www.irena.org
基于海洋温差能转换的多能源系统 李志浩,苏嘉鹏,余晖,金安军*,王静 宁波大学航海学院,浙江省宁波市 315000 *: 通讯作者:(+86) 18600699878; ajjin at nbu.edu.cn 摘要:海洋温差能资源十分丰富,是清洁能源输出的良好条件。首先,全球海洋温差能总量约为400亿kW,而海洋温差能转换(OTEC)清洁可再生,发电稳定,储能能力强,积极开发利用海洋温差能资源对实现海洋强国战略具有重要意义。其次,针对传统OTEC的效率限制,作者提出了一种基于OTEC的多能互补系统来提高系统效率。该方法将太阳能、风能和储能集成到一个互补的OTEC系统中,该互补系统在系统级设置参数。例如,设计了一个1MW的集成发电系统,并通过计算理论模型,利用计算机辅助设计与仿真对该系统进行了研究。太阳能互补供热的OTEC系统的效率可达12.8%,综合效率可达18.6%。此外,OTEC还有许多有益的副产品,被认为对生态系统有益。最后,本文分析了该方法的基本原理和工作过程,并计算了系统效率。结果表明,与传统OTEC相比,互补系统可以提高发电输出效率、稳定性和海洋能利用率。关键词:海洋温差能转换,多能互补,太阳能互补供热,开式循环OTEC1.引言当今世界,能源消耗迅速增加,化石能源日益减少,环境污染和温室效应越来越严重地影响着我们的日常生活。因此,可再生能源对改变能源基础设施,维持人类能源利用的长远发展发挥着重要作用。据统计,赤道以南24°以南1000m处水温约为4℃,海面水温约为30℃,深海与海面温差蕴藏的能量约为10 13 W(Song,2019),海洋温差年发电潜力约为87600TWh,而全球每年的用电量约为16000TWh(Khan et al,2017)。而且海洋能可再生、稳定、清洁、无污染,具有很高的开发利用价值,浩瀚的海洋能资源对全球而言是一笔巨大的资源。海洋热能转换(OTEC)系统通过驱动暖海水和冷深海水之间的热力学卡诺热机来发电。OTEC系统的概念是一种具有百年历史的先进绿色能源技术。历史上众所周知,海洋资源具有巨大的经济价值(Torgeir 2019;Cheng 2019)。在某些情况下,大气沉降
国际可再生能源机构 (IRENA) 是国际合作的主要平台、卓越中心、政策、技术、资源和金融知识的宝库,也是推动全球能源系统转型的实地行动推动者。IRENA 是一个成立于 2011 年的政府间组织,致力于推动广泛采用和可持续利用所有形式的可再生能源,包括生物能源和地热能、水电、海洋能、太阳能和风能,以实现可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济增长和繁荣。
国际可再生能源机构 (IRENA) 是国际合作的主要平台、卓越中心、政策、技术、资源和金融知识的宝库,也是推动全球能源系统转型的行动推动者。IRENA 是一个成立于 2011 年的国际组织,旨在促进广泛采用和可持续利用所有形式的可再生能源,包括生物能源、地热能、水电、海洋能、太阳能和风能,以实现可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济增长和繁荣。
这些预测假设政策稳定、能源政策加强、人口增长基于澳大利亚统计局的评估、以及平均 GDP 增长率为每年 2%。所有预测的成本假设都相同。这些假设是保守的,因为在可再生能源情景中,预期可再生能源成本的下降与化石能源成本的增加相平衡。图 1 显示了可再生能源及其部分组成部分的全球发电量预测。在两种可再生能源情景中,发电量都将大幅增加。与其他可再生能源相比,海洋能所占份额仍然很小,但不容忽视。
为了达到适当的产量并促进成本降低(在工业部署规模上),海洋能需要开发与主要电网相连的公用事业规模项目。一些二级市场仍将受到关注,例如,水产养殖、石油和天然气脱碳以及氢气生产等特定设计。然而,这些替代应用不足以在短时间内提供支持可持续能源转型的必要能力。与其他可再生能源(如海上风电或浮动光伏 (PV) 系统)共置也可用于优化电力生产情况和海洋空间利用(ETIP Ocean,2019 年)。
国际可再生能源机构 (IRENA) 是国际合作的主要平台、卓越中心、政策、技术、资源和金融知识的宝库,也是推动全球能源系统转型的实地行动推动者。IRENA 是一家全球政府间组织,成立于 2011 年,致力于推动广泛采用和可持续利用所有形式的可再生能源,包括生物能源、地热能、水电、海洋能、太阳能和风能,以实现可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济增长和繁荣。www.irena.org
(i)常规的能源是广泛使用并满足我们能源需求的明显部分的能源,这些能源是:(a)化石燃料(煤炭,石油和天然气)和(b)水电(河流流动的水能量)。生物质能量和风能也属于这一类别,因为自古以来就使用了。(ii)非惯性能源是那些不像常规的能源那样广泛使用的能源,仅在有限的规模上满足我们的能量需求。太阳能,海洋能(潮汐能,波能,海洋热能,OTE),地热能和核能属于这一类。这些能源借助技术进步以满足我们不断增长的能源需求的这些能源也称为替代能源。
规划和设计。可再生能源来自可随时补充的能源,例如太阳能、风能、水力发电、海洋能和地热能,而不是有限的资源。1 在住宅层面,太阳能光伏 (PV) 系统、太阳能热水器、地热热泵和住宅风能系统是最常见的选择。2 住宅太阳能光伏越来越多地与电池储能相结合,以从系统中获得最大价值。能源效率措施可以节约能源,减少总体需求。夏威夷州能源办公室报告称,积极的能源效率措施导致的需求减少是减少排放最具成本效益的措施。3