从中期来看,可再生能源在能源市场将扮演越来越重要的角色;从长期来看,可再生能源将取代化石燃料。结合能源的有效利用,使用可再生能源可达到降低成本、保护环境的效果。与面临枯竭危险的化石燃料不同,生物能源(生物质和能源植物)、地热能源、太阳能和风能取之不尽,用之不竭。光伏和风力发电设备、

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可再生能源之风能、太阳能:到德国人手中会发生什么?

2016-02-04 09:21 来源:中国医院建筑与装备 

从中期来看,可再生能源在能源市场将扮演越来越重要的角色;从长期来看,可再生能源将取代化石燃料。结合能源的有效利用,使用可再生能源可达到降低成本、保护环境的效果。与面临枯竭危险的化石燃料不同,生物能源(生物质和能源植物)、地热能源、太阳能和风能取之不尽,用之不竭。

光伏和风力发电设备、太阳能集热装置和沼气设施等应用技术现已发展成熟,地热能源的利用也变得越来越重要。根据联邦环境部的初步统计,2008 年德国总能源供给中有10% 源自可再生能源,其中约15% 的电力消耗由可再生能源提供,可再生能源对热能消耗的贡献率为7.5%。

由于国家的鼓励和扶持政策,太阳能技术已成为一项在经济上也十分诱人的技术。一台2009 年投入运行的光伏设备,在20 年的运行时间中可获得7%的年投资回报率。而一台光热系统则能在5~10 年间收回投资成本(资料来源:德国太阳能协会)。

光伏系统

太阳能光伏发电系统是一种通过太阳能电池将太阳能直接转成电能的技术。一般来讲,在目前电价的情况下,光伏发电尚不具备商业竞争力。随着世界范围内能源资源的日益紧缺、太阳能电池产量的增加和生产成本的不断下降,太阳能光伏设备的建造成本将大幅降低。

从其效率角度来看,以大部分光伏设备的发电效率为12%~18% 来计算,1kWp 额定功率约需8㎡~10㎡的太阳能电池板,年发电量在700kWh~1000kWh。

太阳能电池板可安装在医院建筑的的立面上,光伏设备的发电量与安装位置和医院所处的地理位置密切相关,德国南部地区由于有较多的光照,所以其发电量也相对较大。

采取的措施

在屋顶安装光伏发电设备;

在合适的建筑立面安装光伏发电设备,在发电的同时还起到遮阳作用。

案例医院˙穆拉克医院

恩茨县医院有限公司的穆拉克医院在南立面安装了800㎡的90kW 光伏发电设备,发电量相当于20 个家庭的正常用电量。12 块太阳能逆变器将发出的电能送入电网。南向安装的光伏板起到了为病房遮阳的作用。安装在屋面的220㎡ 光伏设备装机容量为26kW,由穆拉克市政公用局运行管理。光伏设备总投资58 万欧元,发电上网后每年可带来4 万欧元的收入。

弗莱堡大学医学院的屋顶上安装了950㎡的光伏发电设备,对传统的电源起到了补充作用,设备每年可发电约100000kWh,减少二氧化碳排放约5.4 吨。

光热技术

光热技术是一种将太阳辐射能转换成可利用的热能的技术。与光电技术不同,光热技术将太阳能集热器中的媒介(比如水)加热。最常见的太阳能集热器是扁平板太阳能集热器。这种集热器的主要特点是以一定的倾斜角度平铺在朝阳的方向,所以这种集热器大都安装在屋顶。一个6㎡ 太阳能集热器每年约能提供2100 千瓦时热能。

采取的措施

安装太阳能光热装置,实现热水的制备;通过空气预热和水温提升方式来制备生活用水和供暖、对病房洗浴室或医院游泳池新风进行加热;

通过热回收装置回收外排热废水中的余热,用来为生活热水加温;

将光热设备作为屋面保护层。

案例医院:法兰肯豪森联邦职员保险公司的康复医院

该院650㎡ 的太阳能集热装置为医院的供暖、热水制备和游泳池加温提供辅助热源。尤其值得一提的是,在建筑的南侧,太阳能集热板取代了传统材料覆盖了整个屋顶。该设备能为医院提供热水制备所需的40% 能源,同时还可为医院采暖提供30% 的辅助热源,为病房新风余热和水疗池提供热源。

地热

地热是存储在地壳内部的热能,这种热能几乎取之不尽用之不竭,而且可以通过较为简单的方式进行提取。经过多年不懈的研究,人们已掌握了长期且经济地使用地热的技术。

“干热岩法”

“干热岩法”地热开发为德国地热开辟了另一种技术途径。所谓的干热岩法就是向地下4000m~5000m 深处打孔,这一深度的岩石温度可达200℃ ~300℃。此时若向孔内注水,水接触高温岩石后就会被加热并且汽化,水蒸汽可通过另一个钻孔涌出地面,这样就形成了一个回路,地面的地热电站就可利用这个地热回路来发电。通过这种方式,人们就可以不再依赖于地下自然形成的热水资源,不受地域限制地使用地热能。通过相应的热交换技术,用100℃ ~150℃的水蒸汽就可发电,对于一般性加热来说,在地下几米深的地方装上所谓的“地热传感系统”就够了。

案例医院:吕恩医院集团米尔滕贝格社区医院

该院安装了浅层地热供热和制冷装置。6 个80m 深的地热探头在夏天可为450㎡入口大厅减少30kW 的热负荷,从而降低了制冷的电耗。

生物质能

根据专家测算,生物质能可满足目前德国5%~10% 的一次能源需求。与瑞典和奥地利相比,德国生物质能的利用率还相对较低。未来几年德国生物质能的利用率将有显著的提高,国家对于生物质能发电设备的财政资助和2004年7 月实施的可再生能源法的修订,对生物质能的开发利用起到了极大的推动作用。在对石油和天燃气征收生态税的情况下,生物质能在不远的将来就会具有良好的竞争力。

沼气的利用

沼气发电站通过生物质的燃烧来发电,沼气热力站通过生物质的燃烧来供热。使用最广的生物质是木材,除此之外还有谷类作物和中国芒等植物。生物质被人认为是一种二氧化碳中性的燃料,因为生物质在燃烧时只排放其生长过程中所吸纳的二氧化碳。这里没有考虑生物质燃料在提取、制备和运输过程中所产生的二氧化碳,也没有考虑废旧木料中携带的大量非二氧化碳中性的物质(如涂料、浸渍等)在燃烧时可能产生的二氧化碳排放。

案例医院:奥格斯堡医院

该院计划采取一系列节能措施,在2006 年的基础上节省能源费用260 万欧元。其中一项主要措施是建造一座发电量为1.5 兆瓦的木屑蒸汽制备站, 生产的蒸汽可满足洗衣房、消毒供应中心以及厨房的需求。木屑是一种价格低廉且环境友好型的燃料,选择木屑作为燃料每年还可减少17500 吨二氧化碳的排放。

蒸汽制备设备基本上自动运行,木屑燃烧产出的蒸汽可满足基本负荷,峰值需求由两台燃气蒸汽锅炉补充。所用木屑主要为原始材料,例如林业生产过程中剩下的树杈等,是一种十分廉价的能源载体。蒸汽制备设备安装了燃烧器和烟气过滤装置,以保证木屑的最佳利用,把烟气中的粉尘过滤出去

原标题:绝对实用技术贴!可再生能源到德国人手中会发生什么?

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