世界十大可再生能源工程背景

今天，可再生能源發(fā)的電能要占美國(guó)總發(fā)電量的12%。然而，美國(guó)能源部屬下的能源信息管理局(Energy Information Administration, EIA)認(rèn)為風(fēng)能、波浪、太陽(yáng)能等可以生產(chǎn)全美93%的電能，可再生能源的潛力巨大無(wú)比。

如果可再生能源能夠扮演更重要的角色，或者說(shuō)在對(duì)抗全球氣候變暖方面發(fā)揮更重要的作用的話，毫無(wú)疑問(wèn)它必將迅速崛起。普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家斯蒂芬·皮卡拉(Stephen Pacala)和羅伯特·斯卡羅(Roberts Socolow) 研究認(rèn)為：要保持目前的碳排放水平，就必須從現(xiàn)在起到2055年間至少建造2百萬(wàn)兆瓦的可再生能源電廠，以有效代替現(xiàn)在的火電廠。

下邊是世界十大可再生能源工程介紹：

世界上最大的陸上風(fēng)力發(fā)電廠

美國(guó)德克薩斯州Taylor和Nolan郡的Horse Hollow風(fēng)電廠

位于達(dá)拉斯西100英里(合160公里)，47,000英畝(合19,000公頃)的雪松、矮橡樹讓位于Horse Hollow風(fēng)能中心的421座風(fēng)渦輪，峰值發(fā)電量最高可達(dá)735兆瓦。這批風(fēng)渦輪有2種型號(hào)，一種是由GE公司生產(chǎn)的，其發(fā)電能力為2911.5兆瓦；另一種由西門子(Siemens)公司生產(chǎn)，發(fā)電能力為1302.3兆瓦。該發(fā)電廠于2006年建成，由佛羅里達(dá)光能公司(Florida Power&Light)下的子公司NextEra Energy管理，該公司在全美境內(nèi)可發(fā)40億瓦的電能?！orse Hollow風(fēng)電廠的霸主地位不會(huì)長(zhǎng)久，因?yàn)榈?009年，E.ON 氣候和可再生能源公司旗下的Rosecoe風(fēng)電廠第四期工程竣工，它裝有627座風(fēng)渦輪，發(fā)電能力達(dá)781.5兆瓦。

其它在建的大風(fēng)電廠還有：美國(guó)俄勒岡州的Shepherd’s Flat風(fēng)電廠，裝有303座風(fēng)渦輪，發(fā)電能力800兆瓦；瑞典的Markbygden風(fēng)電廠，裝有1101座風(fēng)渦輪，發(fā)電能力更是達(dá)到駭人的40億瓦。

世界上最大的海上風(fēng)力發(fā)電廠

英國(guó)林肯郡的Lynn and Inner Dowsing風(fēng)電廠

從英國(guó)的Skegness海岸遠(yuǎn)遠(yuǎn)地就可以看到Lynn and Inner Dowsing風(fēng)電廠，總裝機(jī)容量為543.6兆瓦，峰值發(fā)電量最高達(dá)194兆瓦。每個(gè)渦輪直徑有353英尺長(zhǎng)(約107米)，彼此之間用Hub相連——Hub埋在海平面下265英尺(約80米)深的地方。渦輪固定在高高的鐵塔上。該工程總耗資將近5億美元。

到2009年底，Lynn and Inner Dowsing風(fēng)電廠將會(huì)被209兆瓦的Horns Review 風(fēng)電廠超過(guò)，該電廠修建在丹麥最西邊19~25英里(即30~40公里)的北海上(North Sea)，總耗資達(dá)6.7億美元。另有英國(guó)London Array在泰晤士河河口外修建的裝機(jī)容量達(dá)1000兆瓦的風(fēng)電廠將于2012竣工。

世界上最大的河流潮汐能電站

法國(guó)布列塔尼半島的Rance潮汐能電站

世界上有好多巨大的可再生能源工程已矗立好久，如1967年建成、總投資約1.34億美元的法國(guó)Rance潮汐能大壩，它是世界上最早也是目前依然第一大的河流潮汐能發(fā)電站。該電站的大壩位于Rance河的入?？谔?，漲潮、落潮之間的最大幅度有26英尺高(約合8米)。潮汐流反反復(fù)復(fù)經(jīng)過(guò)大壩，電能也源源不斷地產(chǎn)生，總裝機(jī)容量達(dá)2410兆瓦。

不久以后，英國(guó)也將在英格蘭和威爾士之間的Severn河口處修建一座潮汐能電廠。還有眾多的電廠也會(huì)紛紛涌現(xiàn)，最大的潮汐能電廠大壩會(huì)有7.4英里長(zhǎng)(12公里)裝機(jī)容量更是達(dá)86億瓦——即就是美國(guó)目前總電量的5%。

世界上最大的海上潮汐能電站

愛爾蘭Strangford灣的SeaGen電站

　與風(fēng)力發(fā)電相類似，風(fēng)力帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，潮汐能發(fā)電用的也是流體的動(dòng)能，只不過(guò)它用的流體為潮汐流或洋流。裝機(jī)容量有1.2兆瓦的SeaGen電站，實(shí)際上它是由一對(duì)渦輪組成，每個(gè)渦輪直徑有66英尺長(zhǎng)(即20米)，可以旋轉(zhuǎn)180度，維修時(shí)可以將它們提升至水面上。小插圖是正常工作情況下的渦輪。

到2015年，該紀(jì)錄將會(huì)被建在韓國(guó)Wando Hoenggan Waterways的工程打破，該工程投資8.2億美元，裝機(jī)容量有300兆瓦，60英尺高(18米)的渦輪靠自身重力固定于海底。

世界上最大的太陽(yáng)能熱電廠

美國(guó)加利福尼亞州南部的SEGS電廠

美國(guó)加州南部的太陽(yáng)能熱電廠(Solar Energy Generating Systems, SEGS)自1990年建成后就一直獨(dú)占太陽(yáng)能熱電廠的榜首，SEGS由分布在麼哈維沙漠(Mojave Desert)里相互獨(dú)立的9個(gè)子電廠組成，總裝機(jī)容量為354兆瓦。該電廠從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)皆由Luz跨國(guó)公司一手完成，不幸的是Luz公司最后因稅收問(wèn)題而破產(chǎn)倒閉。Luz公司的主席辭職后進(jìn)入Brightsource公司，也是一家太陽(yáng)能公司，該公司簽了個(gè)大項(xiàng)目：即從現(xiàn)在到2017年建立14座太陽(yáng)能電廠，總裝機(jī)容量達(dá)2600兆瓦。新修建的太陽(yáng)能熱電廠將與SEGS截然不同：SEGS用長(zhǎng)條形的槽子接受太陽(yáng)能，而新建電廠將采用數(shù)以萬(wàn)計(jì)的鏡面收集太陽(yáng)能并將之反射聚焦于更便宜、更高效的中央集熱塔上。

世界上最大的太陽(yáng)能光電廠

西班牙Olmedilla Photovoltaic Park電廠

Olmedilla光電廠(Photovoltaic, PV)用16, 2000塊太陽(yáng)能光電板組成，晴朗天氣下一天可以產(chǎn)生60兆瓦電能。該工程費(fèi)時(shí)15個(gè)月建成，總投資有5.3億美元。Olmedilla光電廠采用的是傳統(tǒng)的硅面板，又貴又笨重。而所謂的“薄膜式(thin-film)”太陽(yáng)能面板價(jià)格會(huì)便宜些，盡管其單位面積的產(chǎn)能要低些。很快墨西哥南部的Rancho Cielo Solar Farm光電廠就會(huì)建成，該工程預(yù)計(jì)耗資8.4億美元，占地面積285公頃，發(fā)電量600兆瓦，全部采用“薄膜式”面板。

世界上最大的地?zé)崽?

美國(guó)加州Sonoma and Lake縣境內(nèi)的大間歇泉　盡管由上世紀(jì)80年代時(shí)最高2000兆瓦的產(chǎn)量降到現(xiàn)在的1000兆瓦，大間歇泉依然是世界上最大的地?zé)崽?，它所產(chǎn)生的電能占加州北海岸地區(qū)總電量的60%多。美國(guó)第一座地?zé)犭姀S是在1960年于大間歇泉上建成，當(dāng)時(shí)的發(fā)電量為11兆瓦，現(xiàn)在該地區(qū)單個(gè)電廠的平均發(fā)電量為50兆瓦。但是印尼很快要修建最大的地?zé)犭姀S，其發(fā)電量達(dá)330兆瓦。

世界上最大的生物能電廠

芬蘭Oy Alholmens Kraft生物能電廠

位于芬蘭境內(nèi)的Oy Alholmens Kraft生物能電廠，燃燒物來(lái)源主要有樹皮、樹枝和泥炭，工廠里安裝著世界上最大的鍋爐——產(chǎn)生550兆瓦的熱能，可以輸出的最大電能為240兆瓦，同時(shí)產(chǎn)生160兆瓦的蒸汽(可供附近的工廠和居民使用)。工廠的經(jīng)理介紹道：我們一天得要120車滿載的生物燃料才行，每車燃料僅僅夠燃燒6-7分鐘。

到2010年，威爾士宣稱要建一座350兆瓦的生物電廠，問(wèn)題是它得從加拿大進(jìn)口木材等燃料，這讓人不由地懷疑它的可再生性。

世界上最大的波浪能電廠

　葡萄牙波浪能電廠　世界上第一座也是唯一的一座商用波浪能電廠有500英尺(約150米)長(zhǎng)，11英尺(約3.5米)寬，它像蛇一樣蜿蜒，部分漂浮于海面部分侵入海里。該工程耗資1300萬(wàn)美元，目前發(fā)電量為2.25兆瓦，西班牙計(jì)劃擴(kuò)大規(guī)模以使總發(fā)電量達(dá)到21兆瓦。

世界上最大的水電站

中國(guó)三峽水電站

2007年12月18日，中國(guó)的三峽水電站發(fā)電能力達(dá)到141億瓦，超過(guò)了巴西和巴拉圭邊界上的發(fā)電量140億瓦的Itaipu水電站，成功登上了世界第一的寶座。三峽水電站位于中國(guó)南部的長(zhǎng)江上，距湖北省宜昌市約40公里。到2011年，三峽大壩發(fā)電量會(huì)有180億瓦，相當(dāng)于18個(gè)大型核電廠，它的一個(gè)主發(fā)電機(jī)組發(fā)電能力就有700兆瓦。總工程建設(shè)耗資260億美元。

預(yù)計(jì)在2020-2025年完工的Grand Inga大壩(大因加工程)，位于剛果共和國(guó)的剛果河利文斯頓瀑布群上，其發(fā)電裝機(jī)總量達(dá)3900萬(wàn)KW。

另：預(yù)計(jì)在2050年，中國(guó)也有可能在西藏墨脫縣雅魯藏布江大拐彎上修建墨脫水電站，其裝機(jī)容量同樣高達(dá)3900萬(wàn)KW。可謂執(zhí)世界級(jí)巨型水電站的兩只牛耳。

本文翻譯自《科學(xué)美國(guó)人》2100433B

《中國(guó)電氣工程大典：可再生能源發(fā)電工程（第7卷）》是由中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)和中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)共同組織全國(guó)電氣工程各領(lǐng)域的著名專家、學(xué)者編纂而成的。它是一部全面系統(tǒng)反映電氣工程各領(lǐng)域最新成就和技術(shù)水平的綜合性工具書?！吨袊?guó)電氣工程大典》包括現(xiàn)代電氣工程基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、電氣工程材料及器件、火力發(fā)電工程、水力發(fā)電工程、核能發(fā)電工程、可再生能源發(fā)電工程、電力系統(tǒng)工程、電機(jī)工程、輸變電工程、配電工程、船舶電氣工程、交通電氣工程、建筑電氣工程、電氣傳動(dòng)自動(dòng)化15卷。

《中國(guó)電氣工程大典：可再生能源發(fā)電工程（第7卷）》主要供電氣工程領(lǐng)域技術(shù)人員和管理人員使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

本書闡述了可再生能源技術(shù)的原理、工藝、設(shè)備及其應(yīng)用。內(nèi)容涉及：可再生能源的類型、太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能干燥及太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，生物質(zhì)的直接燃燒與壓縮成型技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、沼氣工程、燃料乙醇技術(shù)、生物質(zhì)制氫及生物柴油技術(shù)、風(fēng)能工程、水能、地?zé)崮芗昂Ｑ竽芗夹g(shù)等。

序

前言

本卷前言

第1篇概論

第1章概述

1.1可再生能源

1.2可再生能源資源

1.3可再生能源發(fā)電技術(shù)

第2章開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2.1風(fēng)力發(fā)電

2.2光伏發(fā)電

2.3太陽(yáng)熱發(fā)電

2.4生物質(zhì)能發(fā)電

2.5海洋能發(fā)電

2.6地?zé)岚l(fā)電2100433B