2022工业节能技术应用指南与案例-可再生能源高效利用节能提效技术.docx

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　　PAGE PAGE 10 可再生能源高效利用节能提效技术 一、太阳能等可再生能源高效利用技术 （一）超薄柔性铜铟镓硒太阳能电池一体化发电节能技术 技术适用范围 适用于可再生能源领域一体化发电节能技术改造。 技术原理及工艺 采用 30 微米柔性不锈钢箔基底，分别利用卷对卷磁控溅射、三步共蒸发、化学水浴沉积等镀膜技术和超薄柔性封装技术制备柔性衬底铜铟镓硒薄膜电池组件，制程工艺稳定可靠。柔性铜铟镓硒太阳能电池作为发电建材，可与建筑物立面、顶面及光伏景观灯一体化结合，将太阳光转化为厂区用电能。 技术指标 整体发电效率比晶硅系统高 15%以上； 组件长时间耐候性：25 年； 每平方重量：≤3.3 千克；厚度：≤3.5 毫米。 技术功能特性 可与建材及基础设施、智慧传感器整合，一体化成型， 适应范围广； 通过城市家居分布式网络化布置，实现分布式发电分 布式储能； 适合城市多尘多湿环境，高效稳定，寿命长。 应用案例 梦想小镇分布式光伏共享系统项目，技术提供单位为浙江尚越新能源开发有限公司。 用户用能情况：原屋面是由粮仓改建，北坡、东西向 坡度较大，传统光伏组件无法应用。 实施内容及周期：采用超薄柔性铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池，总装机容量 1140 千峰瓦，运用“安装型”太阳能光伏 系统（BAPV）直铺安装方式。实施周期 3 个月。 节能减排效果及回收期：改造完成后，整体发电 比晶硅系统高 15%以上，节约用电 110 万千瓦时/年，折合节约标准煤 341 吨/年，减排 CO2 945.4 吨/年。回收期 6 年。 预计到 2025 年行业普及率及节能减排能力 预计到 2025 年行业普及率可达到 6%。可实现节约标准煤 20 万吨/年，减排CO2 55.5 万吨/年。 （二）真空集热蓄热型太阳能复合空气能供热技术 技术适用范围 适用于可再生能源领域供热供暖节能技术改造。 技术原理及工艺 真空集热蓄热型空气源热泵采用螺旋形真空集热蓄热辅助 升温装置，通过快速集热、高效蓄热，创新设计机组整体结构， 实现太阳能和空气能两种能源高效利用。真空集热蓄热型太阳能复合空气能供热技术原理如图 1 所示。 图 1 真空集热蓄热型太阳能复合空气能供热技术原理图 技术指标 提高机组能效比：8%； 提高机组制热量：15%； 供热系统热效率：2.9； 机组名义制热工况（-12℃）下性能系数：2.45。 技术功能特性 零下 30℃机组依然高效、稳定运行； 机组具有高度智能化控制系统，可远程监控，一键启 动，全自动化运行，无需专人值守。 应用案例 山东绿源食品有限公司热水工程示范项目，技术提供单位为华春新能源有限公司。 用户用能情况：山东绿源食品有限公司集种养、屠宰、 熟食加工为一体，热水需求量巨大，家禽屠宰车间需求 40~82℃ 热水约 170 吨/天。 实施内容及周期：设计安装太阳能热水系统、辅助能 源系统、余热回收系统和供水管道系统。实施周期 3 个月。 节能减排效果及回收期：改造完成后，采用太阳 能集热替代燃气锅炉提供中温用热，减少二氧化硫等污染物的污染，太阳能系统节能量 866054.8 兆焦/年，折合节约标准煤 506 吨/年，减排 CO2 1403 吨/年。回收期 22 个月。 预计到 2025 年行业普及率及节能减排能力 预计到 2025 年行业普及率可达到 25%。可实现节约标准煤11 万吨/年，减排CO2 30.5 万吨/年。 （三）太阳能异聚态热利用系统 技术适用范围 适用于可再生能源领域供热节能技术改造。 技术原理及工艺 系统由聚热板、循环主机、冷热末端组成，聚热板吸收太阳能辐射能、风能、雨水能等自然能热量，使板内工质相变，经循环主机推动压缩，转换为高品能后进入冷凝器进行热交换，从而实现热水、采暖、制冷、烘干等功能全天候供应。制冷为反向循环。太阳能异聚态热利用系统技术原理如图 2 所示。 图 2 太阳能异聚态热利用系统技术原理图 技术指标 （1）制热年均能效比：5；综合制热能效比：2；制冷能效 比：≥3.5； （2）-30~45℃无电辅助加热可正常运行； （3）集热板承压能力：≥50 千克/平方厘米。 技术功能特性 可充分利用风能、太阳能等可再生能源，同时超低温 运行技术保证系统在-30℃极寒天气下可连续高效稳定供热； 系统能效比高，与电热设备相比，全年平均节能率 80% 以上。 应用案例 陕西榆林油田太阳能异聚态原油加热项目，技术提供单位为浙江柿子新能源科技有限公司。 用户用能情况：该油井两台抽油机产油液 15 吨/日，四 个储油方罐，每个 30 立方米，罐中布置有换热器，1#、2#用于加热沉降脱水，3#、4#用于储存原油。改造前先后采取燃煤锅炉和电加热棒加热，加热效率低。 实施内容及周期：安装太阳能异聚态热利用油田专用 循环主机 2 台并配置聚热板 32 块。循环主机与聚热板由铜管连 接，内添加环保型冷媒，开云体育 开云官网经过循环泵与 500 升缓冲水箱连接。实 施周期 15 天。 节能减排效果及回收期：改造完成后，与电热设 备相比，全年平均节能率 80%，项目节约标准煤 270 吨/年，减排CO2 748.6 吨/年。回收期 1 年。 预计到 2025 年行业普及率及节能减排能力 预计到 2025 年行业普及率可达到 8%。可实现节约标准煤 12 万吨/年，减排CO2 33 万吨/年。 二、储能技术 （一）蓄能泵高效节能技术 技术适用范围 适用于储能领域电站蓄能泵节能技术改造。 技术原理及工艺 水力设计采用水泵水轮机优化设计经验和计算流体动力学 分析技术，通过建立湍流粘度自适应湍流模型、叶轮出口非线性 环量分布新规律，为研制高效蓄能泵提供理论基础；针对电站大 变幅水头特点进行蓄能泵水力优化设计和模型试验，根据模型制 造高效真机。水泵水轮机技术原理如图 3 所示。 技术指标 图 3 水泵水轮机技术原理图 蓄能泵最高效率：92%； 压力脉动：≤6%。 技术功能特性 采用转轮和活动导叶联合计算优化的方法，并针对压力脉动、 “S”形安全余量、驼峰特性和空化特性进行多个转轮、活动导 叶、固定导叶的研发，掌握特定目标性能参数与优化设计重点几何参数的相关性，最终根据比转速选择结果，开云 开云体育平台保证水轮泵较高的效率水平和稳定性指标。 应用案例 700 米级 350 兆瓦蓄能泵机组关键技术与应用项目，技术提供单位为东方电气集团东方电机有限公司。 用户用能情况：该项目为新建项目。 实施内容及周期：根据项目要求建设 4 套超高水头蓄能泵及配套设备，提升抽蓄电站机组的安全运行水平。实施周期 3 年。 节能减排效果及回收期：建设完成后，原型蓄能 泵平均效率约 82%，一年按 3000 小时抽水时间计算，每台机组可节约电量 7500 万千瓦时/年，项目总计 4 台机组，折合节约标 准煤 9.3 万吨/年，减排 CO2 25.78 万吨/年。回收期 6 年。 预计到 2025 年行业普及率及节能减排能力 预计到 2025 年行业普及率可达到 5%。可实现节约标准煤 69 万吨/年，减排CO2 191 万吨/年。 （二）高效能固体储热技术 技术适用范围 适用于可再生能源领域供热、储热节能技术改造。 技术原理及工艺 固体储热装置串联在太阳能集热、电制热、工业余热、低品位废热等热源和换热器之间，将富余热能或不稳定热能通过传热工质传递给固体储热装置存储，并在需要时通过加热传热工质对外供热，实现不同能源间耦合转换、清洁能源连续利用供热和发电，提高清洁能源利用率。高效能固体储热技术原理如图 4 所示。 技术指标 图 4 高效能固体储热技术原理图 （1）材料比热容：1.1 千焦/（千克·摄氏度）； （2）导热系数：1.55 瓦/（米·开尔文）； （3）耐压强度：70 兆帕； （4）1000 千瓦时级存储效率：93.6%；1000 兆瓦时级存储效率：99%。 技术功能特性 储热材料可利用系数高，在-50~500℃工作温度区间内始终保持良好的传热、储热性能，且可回收利用； 材料始终为固体状态，运行安全，无储热材料泄漏风 险； 结合自动控制系统，自动化运行。 应用案例 多能互补微网系统综合智慧能源服务项目，技术提供单位为 思安新能源股份有限公司。 用户用能情况：该项目为新建项目。 实施内容及周期：在供给端融合分布式屋顶光伏发电、 太阳能光热集热、风力发电，配合市电系统，配套磷酸铁锂电池储电、高效固体储热两种方式，并配套智慧能源仓、微网管理系统、智慧能源管理平台。实施周期 16 个月。 节能减排效果及回收期：建设完成后，节约电量 138 万千瓦时/年，折合节约标准煤 427.8 吨/年，减排 CO2 1186 吨/年。回收期 7 年。 预计到 2025 年行业普及率及节能减排能力 预计到 2025 年行业普及率可达到 5%。可实现节约标准煤 10 万吨/年，减排CO2 27.7 万吨/年。 （三）基于超级电容的重力再生电能就地存储再利用节能系统 技术适用范围 适用于可再生能源领域工业变频驱动设备节能技术改造。 技术原理及工艺 在传统位能负载变频驱动变频器直流母线上并接超级电容储能模组，变频器和超容模组间不经过DC/DC 电压、功率变换， 电机在发电状态时，开云体育 开云官网电机倒发电回馈电能到变频器直流母线并接的超级电容系统进行存储；电机在电动状态时，超级电容储能系统中存储的电能通过变频器向电机供能，由此完成重力再生电能就地存储再利用。技术原理如图 5 所示。开云 开云体育平台 技术指标 在电梯系统应用中，综合节电率 20%~50%；在石油抽油机系统应用中，综合节电率 15%~40%； 系统设计寿命大于 10 年； 不改变原有设备内部电气结构、不参与原有设备控制 逻辑。 技术功能特性 系统具有能量暂存功能，电网中断时，可提供短时后备动力电源支撑，降低电网电压波动的影响，提升设备的可靠性； 超级电容储能单元采用模块化设计，灵活配置，可满 足不同电压等级和容量需求。 应用案例 图 5 技术原理图 大港某油田超容储能型抽油机控制柜应用项目，技术提供单 位为力容新能源技术（天津）有限公司。 用户用能情况简单说明：油田共 9 台抽油机，型号为 14 型，工作制度为冲程 6 米，冲次 3 次/分钟，开云 开云体育平台平均每台抽油机

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