管少鋒 王 寧 朱晨光 張明禮

（平高集團有限公司 河南平頂山 467000）

引言

過去所采用的化石能源日漸減少，所造成的環(huán)境問題限制了全球經(jīng)濟的發(fā)展。但是，所需要的能源量卻在不斷的增長，其已經(jīng)成為了人類發(fā)展過程當中非常關鍵的戰(zhàn)略物資。和其他國家相比，我國的石化能源相對緊缺。

太陽能、風能都是可再生能源當中的一種，而天然氣則屬于清潔能源，三者所構成的能源系統(tǒng)都是目前炙手可熱的產(chǎn)業(yè)，具有非常廣闊的發(fā)展空間。一，太陽能光伏發(fā)電對于提高國民經(jīng)濟具有非常大的幫助作用，光伏發(fā)電市場目前得到了很多國家的關注，根據(jù)調查能夠發(fā)現(xiàn)，全世界的光伏市場會在2020年增長到70GW。另外，我國為了讓風力發(fā)電成本得到下降，很多時候都是使用大容量風電場，因為風向具有隨機性，造成風電場具有很大的出力情況，如果風的電容量占據(jù)了大部分的電網(wǎng)容量的話，那么在形成波動的情況下，會給電網(wǎng)的和電壓的平穩(wěn)性形成干擾。而為了解決這方面的難題，這些年以來，我國創(chuàng)建出了很多能源互補系統(tǒng)。此外，這些年因為燃氣發(fā)電技術得到了普遍的應用，并且取得了不錯的環(huán)保效果，因此得到了普遍的青睞。

我國電力科學院通過研究了解到，到了2020年，電力供應缺口會達到了100GW，所以融合可再生能源創(chuàng)建“小型化區(qū)域能源系統(tǒng)”，這樣就能夠引入高效熱電機組，從而讓燃氣、電等得到最好的配置，以此加強能源使用率。

1 系統(tǒng)概述

光伏發(fā)電單元使用相應的光電板，并轉化程太陽光能，然后利用智能管理核心來給蓄電池的充放電做采取系統(tǒng)的管理。風力發(fā)電單元使用小型風力發(fā)電機來轉化成為風能，另外利用智能管理的方式來掌控系統(tǒng)的放電工作。每個單元之間在收集能源的工作上進行互相補充，而且還具有自身的特點。光伏發(fā)電單元具有穩(wěn)定的供電能力，而且無需太高的運行成本，不過造價比較昂貴；風力發(fā)電單元需要很多的發(fā)電量，造價以及運行費用都不是很高，不過卻沒有較好的穩(wěn)定性；燃氣微燃發(fā)電系統(tǒng)造價和運行成本不高，穩(wěn)定性也不錯。

2 國外發(fā)展情況

（1）美國。美國研究冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)非常早，而且還具有相關的法律。從上世紀70年代末開始，美國創(chuàng)建了“CCHP創(chuàng)意”，該創(chuàng)意規(guī)定了要在未來30多年的時間里，建設出20%的商業(yè)建筑，同時還要讓用戶都能夠采用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)；在2020年的時候，爭取能夠建設出50%的商業(yè)建筑，并讓這些建筑都能夠使用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。此系統(tǒng)在美國的發(fā)展勢頭良好，具有非常不錯的前景，相信隨著發(fā)展力度的加強，此系統(tǒng)會在美國得到大眾的普遍認可。

（2）日本。日本的能源并不是很豐富，所以發(fā)展聯(lián)供技術是獲得能源的最有效方式。該國政府主要是利用有關的法律來加強聯(lián)供技術的研究力度，同時，還給共聯(lián)系統(tǒng)實行降低稅費的政策。日本的一些用戶在采用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的時候，主要是在白天使用分布式系統(tǒng)供電，而到了晚上則使用電網(wǎng)的電力供電，這樣一來就能夠很大程度的加強能源的使用率。

3 應用實例

在我國的某個經(jīng)濟園區(qū)，此區(qū)具有發(fā)展燃氣分布式能源的優(yōu)勢。如果本地區(qū)燃氣價位是2.3元/Nm2，那么就無法達到我國另外一些地區(qū)的燃氣價格標準。不過此地區(qū)還沒有采用峰谷電價，商業(yè)用電是1元/kWh。如果是高電價低氣價的方式，那么就能夠讓燃氣分布式能源具備很好的經(jīng)濟性。此外此地區(qū)位于太陽能三類區(qū)域，一年內日照時間能夠達到2200小時-3000小時之間，輻射量則在502kJ/cm2-586kJ/cm2之間。太陽能會得到理想的開發(fā)效果，能夠將其運用到屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)當中。此外，該地區(qū)擁有淺層地熱資源，這就讓現(xiàn)在所建設的一些大樓和展館，均已經(jīng)可以運用地源熱泵系統(tǒng)。這樣一來就為經(jīng)濟園使用燃氣分布式多源互補新能源綜合供能系統(tǒng)，創(chuàng)造出了非常好的條件。

根據(jù)建筑功能，園區(qū)主要是具有辦公的作用，通常情況下，從8點開始供冷，到20點結束。由于建筑具有冷熱惰性，所以要事先預熱（冷），時間為7點20分左右。而且在供熱的月份通常在11月15日到來年的3月15日，供冷月份則是5月15日開始，4個月以后結束?？梢愿鶕?jù)實際情況合理的增加供熱（冷）時間，供熱時間可以從11月8日到3月22日，供冷時間可以從5月8日到9月22日。

經(jīng)濟園區(qū)冷熱負荷分別為33652kw和22671kw。在創(chuàng)建園區(qū)期間以及新能源綜合供能系統(tǒng)的過程中，均一共分成兩個階段。項目裝機情況為：

此綜合供能系統(tǒng)燃氣分布式能源站，通常使用的是地下廠房，其面積為3500m2。第一階段，在屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)當中，薄膜太陽能電池占地面積能夠達到3000m2，屋頂面積則為13000m2。到了第二階段，在屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)當中，薄膜太陽能發(fā)占地面積能夠達17000m2，屋頂面積為4800m2。

燃氣里燃機發(fā)電里在融入天然氣以后，發(fā)電所形成的高溫煙氣在被灌入溴化鋰機后，夏天能夠制造空調冷水，而到了冬天則能夠制造空調熱水。天然氣內燃機發(fā)電和光伏發(fā)電站之間具有互補性，而在兩者同時運行的過程中，能夠給經(jīng)濟園區(qū)提供一些電力。供冷以及供熱調峰分別使用的是電制冷機以及燃氣熱水鍋爐。另外，經(jīng)濟區(qū)內的大樓的共冷熱主要是地源泵所創(chuàng)造。太陽能發(fā)電和燃氣分布式能源之間具有互補性，在他們一同運行的時候，經(jīng)濟園區(qū)范圍內通常會采用太陽能來發(fā)電，如果不夠的話，那么就要讓市政電網(wǎng)來填補。太陽能發(fā)電站在一年之內會不間斷的運行，而燃氣分布式能源主要是到了共冷熱的時候才運行。

通過調查能夠了解到，該項目投資金額達到了2億，而收益率則達到了10%。而通過預估能夠了解到，燃氣分布式系統(tǒng)能夠減少1.61萬t的二氧化碳量。光伏發(fā)電站供電站量是240萬kW,這個程度能夠減少1486t的二氧化碳。新能源供能系統(tǒng)，能夠減少1.76萬t的二氧化碳。通過這些數(shù)據(jù)能夠充分證明，該項目在建設完成以后，具有非常不錯的經(jīng)濟效益，而且還具有環(huán)保的作用，所以一定要得到相關工作者的高度重視。

結語

不管是太陽能也好，清潔能源天然氣也罷，和另外的一些能源進行互補逐漸變成了一種發(fā)展能源的新形勢。特別是由于使用范圍的擴充，太陽能和另外的一些能源進行互補更是成為了一種普遍現(xiàn)象。此外，多能源使用也成為全新的研究目標，而且也能夠進行互補，并不會遭到陽光的制約，可以符合使用者的要求。從現(xiàn)在的實際情況來看的話，這是燃氣分布式能源系統(tǒng)和太陽能發(fā)展的主要流程。