海流发电发展方向及技术路线思考
能源工程 2010年,第1期
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收稿日期:2009-11-30
作者简介:田应元(1980-),男,土家族,湖北宣恩人,工程师,工学硕士。现主要从事水中兵器总体设计及海洋工程等工作。
海流发电发展方向及技术路线思考
田应元,张云海,任 翀
(中国船舶重工集团公司第七一〇研究所,湖北宜昌443003)
摘 要:海流能作为海洋能的重要组成部分,越来越多的受到世界各国新能源开发的关注,海流发电两大主要发展方向是作为常规能源补充的近水面的大规模开发利用和深海的特种设备能源补充。介绍了二者的国内外研究现状以及各自的技术问题,构想了深海锚泊系统能源补充的小型海流能发电装置,并给出未来中国发展海流能发电技术的建议。
关键词:海流;海洋能;新能源;发电;锚泊
中图分类号:TM 612 文献标识码:A 文章编号:1004-3950(2010)01-0009-06
R esearch on the trend and technical li ne ofm ari ne
current generati on
T IAN Y i ng-yuan ,Z H AN G Yun-hai ,REN Chong
(N o .710R esearch &D eve l op m en t Instit u te ,CSIC ,Y ichang 443003,Ch i na)
Abstrac t :A s t he m ain part o f sea energy ,ocean curren t energy expl o iti ng beco m es m ore and m ore attracti ve i n the w orld .T he t w o trends of ma ri ne curren t genera ti on are a lternati ve source o f energy and electrical energy s upp l em ent f o r deep sea dev i ces .The current research sta t us and technical proble m s of t he t w o trends w ere i ntroduced .The pro spect o f the s m all generator for deep sea m oor i ng syste m was also i ntroduced ,and the proposal of t he m ar i ne current genera -ti on i n the com i ng fut ure w as presented .
K ey word s :m arine current ;sea ene rgy ;ne w energy ;generati on ;m oo ri ng
0 引 言
海流能(潮流能)最近引起了世界各国极大的兴趣,由于其巨大的蕴藏量和可预测性,将成为
21世纪一种可选的清洁能源。
利用海洋所蕴藏的能量转换成电能的发电技术,主要有潮汐发电、海洋温差发电、波浪能发电、海流发电和海水盐浓度差发电等。其中潮汐电站已进入实用阶段;海洋温差和波浪能发电处于试验研究阶段;海流和海水盐浓度差发电刚处于探索阶段。虽然海流发电还处于实验室研究阶段,但是其潜在市场与发展潜力巨大,将会成为未来清洁能源的重要组成部分。海流能和其他能源比较,具有资源丰富、无污染、占用陆地少和可再生等优点。但其不足之处是能量密度小、稳定性差、设备材料及技术要求高、成本较高,至今,还没有一种海流发电机做到经济性可行。海流能利用的
另一重要方向是深海特种设备的能源补充。
1 大规模海流能利用现状及其技术路线
1.1 大型海流发电机研究现状
海流能发电的原理和风力发电相似,几乎任何一个风力发电装置都可以改造成为海流能发电装置。但由于海水的密度约为空气的1000倍,且必须放置于水下,故海流发电存在着一系列的关键技术问题,包括安装维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。
海水的流动产生巨大的能量,与流速的平方和流量成正比。一般来说,流速在2m /s 的海区,其海流能均有实际开发的价值。据各种观测及分析资料,全世界海流能的理论估算值约为108
k W 量级,而中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4@107
k W,属于世界上功率密度最大的地区之一,具有良好的开发价值。在英国,据M CT
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u -(M ari n e Current Turbine)公司估算,应用海流发电,能够满足英国20%~30%的能源需求。就整体西欧而言,共计100多个地点适宜设定海能发电装置,总发电功率将可以达到和实现1.25万MW,几乎相当于12座核电站的发电能力。
海流能研究开发上英国无疑走在了世界前列。在政府基金的支持下英国已注册了一大批新能源公司并且大多都进入试验验证阶段。目前最为成功的当数M CT 公司,MCT 公司于2003年5月在北德文郡近海岸成功安装了额定功率300k W 的测试系统Seaflo w (见图1)并可靠运行超过一年。以此为基础,MCT 公司成功研发了1MW 级的发电机组并于2008年4月在位于爱尔兰北部海床下,完成了1.2MW 的Sea Gen 海流发电机(见图2)安装,标志着世界上第一个商业化规模的海流发电系统投入使用。Sea G en 则在支撑桩上流线型、翼状的臂端上安装了两个叶轮。其他主要已研发出的海(潮)流能发电机:英国安装在海底的月球能发电机RTT1500(见图3),是一种将大型轴流转子安装在直径21m 、长27m 的管状导流罩中的轴流发电机,模型测试和等尺度的原理样机已于2007年在欧洲海流能中心完成;潮流涡轮机S MD(见图4),在有浮力的流线型支撑结构的两端安装一对轴流转子,浮力支撑结构则锚泊于海底,已完成1/10缩比模型的测试试验;挪威政府支持开发的300k W 级试验型水平轴海流发电机H a mm erfest stor m ,发电机于2003年12月安装在挪威海湾;此外有美国的潮流电站NT400
等。
图1 M CT 公司研发的300k W 级海流发电机Seafl ow
根据发电装置利用水动力的成分,涡轮机分为两种基本类型,
即水动力阻力装置和水动
力升力装置。另外根据旋转轴的朝向,又可分为垂直轴(阻力和升力装置)和水平轴(升力装置)涡轮机两种。水平轴涡轮机相对于垂直轴涡轮机效率更高,但获取海流动能受流向影响,而垂直轴则不会。因此大多数水平轴需要加装偏转控制机构,这对系统的复杂性和可靠性都是不利的。
目前初步的研究结果显示,尽管海流的流速达1m /s 就可以产生电能,但考虑到商业开发成本,海流的流速至少需要达到2.1m /s(四节)。就经济性来说,事实上,由于目前并无商业化运作
的海流发电机,因此很难真实评估海流发电与其他形式再生能源利用的竞争力[1]。随着海流发电技术日渐成熟并大规模开发,海流发电机的成本则有可能大幅降低。
国内有浙江大学、天津大学等高校在海流发电技术上进行了有益的尝试并取得了一定的进展。其中浙江大学研制成功水下风车海流发电机样机并于2006年在浙江岱山县海试成功[2]。1.2控制系统
控制系统的难点除了实现发电机的启动、停机以及储能、放电等功能外,还需要克服湍流对系统的影响。湍流意味着发电机系统获取电能时会产生波动,因此控制系统必须允许发电机的转速和扭矩在一定范围内发生变化,这样使电能输出平稳、最大化获取动能,同时减小结构载荷。
流速流向随涨退潮而变化,因此控制系统需要实现叶轮的朝向变化,适应大的流速变化范围,叶轮制动平滑且轻柔,通过调向控制使叶轮在流速超出额定值时遭受的动载荷最小化。
1.3提高海流能利用效率
海流能的总量巨大,但分布密度却很小。海流发电机单机的发电效率包括流经叶轮水动力的捕获效率、机械传动等系统损失。提高单机发电效率的有效途径是发电机叶片的不断改进,目前进行研究的还有对转双叶轮设计[3],结果显示能有效增大发电效率并增强机构的动稳定性。建设海流发电场时,评估单位海洋面积内设置海流涡轮机的最佳数量,以提高海流能利用率,同时避免发电机产生的涡流彼此间交互影响。
1.4高效率叶片设计
叶片翼型流体动力性能的好坏,直接决定了叶片海流能转换效率的高低。随着叶片技术的不断进步,发电机专用翼型将在叶片设计中起着越来越重要的作用,在叶片翼型的改进上也还有很大的发展空间。同时,采用柔性叶片也是一个发展方向,利用新型材料进行设计制造,使其在海流变化时能够改变它们的流体动力型面,从而改变流体动力特性和叶片的受力状况,增加叶片运行的可靠性和对海流的捕获能力。另外,参考风力发电机,在叶端加一小翼,提高发电机的输出功率。
叶片的设计同时需要考虑的有气蚀和附着物的影响。相对较高的叶片叶尖速可能导致叶片难以避免形成孔穴,尽管在水力活塞泵和螺旋桨的设计中已能有效避免气蚀现象。对于海流发电机这样大扫掠面积的叶轮却还没找到一种合适的方法。气蚀现象对水深非常敏感,因此一部分气蚀问题可以通过增大发电单元的安装水深来避开叶片气蚀水深。另外设计合适的叶片剖面及选择合适的材料同样可以避免空泡系数损失及破坏问题。对于附着物的影响研究表明,附着满海生物的叶片将极大降低海流能捕获的效率。不但影响设备的性能,对结构的破坏也是显著的。通常采用防腐油漆可有效解决海生物附着影响。
对于叶轮叶片的数量,目前一般采用两叶或三叶,三叶片叶轮的效率较两叶片稍微高一点,平衡性更好,因此变速箱和整体结构的疲劳载荷要小。但是对于大型海流发电机,两叶片叶轮的优势在于它的适用性和经济性。因为无论安装拆卸都很容易放置于甲板上,出水维护也不需升得太高。结构简单并能减少摇摆驱动机构。两叶片叶轮另一个很大的优点是水动力在叶轮和支撑结构间的交互影响要比三叶片叶轮小很多。
1.5建立仿真评估体系
随着生产力的大幅提高,越来越多的复杂工程问题需要用计算机辅助仿真来节约成本。现场或实验室的试验尽管很重要,却都无法得到完整的信息,更不用说试验的巨额成本。当前计算流体CFD 已得到很好的应用和发展,在海流发电机的设计之初进行流体动力仿真对系统的优化设计以及降低试验成本等具有重要的意义。另外编制仿真软件对发电机系统进行数值模拟并有效评估其性能。
1.6提高系统可靠性
当流速较大,一般来说大于8m/s时,涡轮机将可能导致气蚀现象,因而造成对发电机组的伤害。海水的强腐蚀性对发电机的抗腐蚀程度、轴承与密封系统将是一大挑战。同时,由于机组沉潜于海水中,机械的维护需要潜水员进行,这也是海流发电机高维护成本所在。
1.7解决电力输送难题
涡轮机周围的高速流使得多长的电缆都不是安全的,海流总会扰动电缆并使其与支撑结构不断的产生摩擦。而电缆的输入输出端及任何接头处都存在漏电可能。因此在未来的海流发电机设计中,需要改进发电机与电缆的连接方式以及远程输电时海底电缆的铺设方式。
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-图5 各种支撑结构概念
1.8 合理选择支撑结构
目前海流发电机组的主要安装支撑结构概念(见图5)主要有以下几种:可升降基桩式、锚泊式、拉索塔式、置顶基桩式、可伸缩套管式、导流管式等。
支撑结构的设计需要考虑的因素:如控制系统在水面以上,则故障发生后叶轮可升至水面易于维修,从而大大降低维护成本;刚性结构能减少结构载荷和增强叶轮动态稳定性;近水面结构有视觉冲击、行船碰撞风险、波浪腐蚀、结构需承受波浪力的冲击;高度随水深增大的结构,制造成本较高;是否需要叶轮调向和桨距调节机构;疲劳载荷将导致太灵活的系统寿命较短、流向变化导致叶轮处在支撑结构的尾流区而产生脉冲振动;日常维修是否需要完全将涡轮机舱拖至海岸;伸缩结构连接复杂,成本很高,特别是随水深加大成本增加明显;固定安装在海底的结构海草生长将有堵塞导流管和叶轮的风险。
很显然,目前还没有一种支撑结构在所有方面都优于其他结构,不同的支撑结构满足不同的环境条件和经济性要求,因此根据具体的环境可以设计出很多成功的支撑结构概念。
1.9 方便安装维护
目前机组的安装一般是固定在海底的塔架并用漂浮平台悬吊发电机,在水流中建造基座并安装设备将极具挑战。海水每天仅有很短时间的静止状态,海水对于临时支撑结构如起重驳船底部的冲刷,即使很短时间内也会受到严重影响。安装完成的机组旋转部分(即叶轮)一般可以由升降机升出水面,这样便于日常维护及零部件的更换。
1.10 海流场选址问题
海流场选址一般遵循的原则:
(1)满足设计要求的流速范围;(2)长期稳定的均匀流;(3)最大最小水深要求;(4)尽量靠近海岸;
(5)尽量不暴露于开阔水面以减小环境影响。逐日潮流速度有赖于水深和地形障碍物。群岛在潮流波通过每个岛的任一边时,提供了许多不同海平面的机会,对相互连接的峡谷地带的动力流将有更加可信的潜能。由于峡谷地带变窄的横截面的收缩将使海流增加到最大,收敛的流速也会更加稳定。基于上述两个因素,海流站址的选择应位于峡谷最小处,通常也是最窄处、地缘突出的尖角处、典型的地下水道、海岛之间。此处流速向下游分离,通常从边界处分离并向下游自由发散,对其后部是自由发散流来说,将产生一个复杂的海流谱,因此海流场选址时应避免遭受反向强流,这点十分重要。
另外测流是选址的决定因素
[4]
。正如风速
是决定风能的关键性因素一样,海流的测量工作十分关键,目前,我们还没有一个十分好的办法。现有的测流技术仍然是依靠人测为主,但由于大浪大潮对人类活动的影响,只能依据典型潮汐情况的测流和相关的数值模拟技术来分析,使测流工作变得更加困难和不够准确;另一方面,正在尝试建立起连续可靠的测流办法,如中船重工第七一o 研究所研发的实时传输潜标系统对海流的实时测量传输已取得了重大进展。只要相关工作有了极大的推进,测流技术和相关标准也会形成并建立起来。1.11 环境影响
1.11.1 航道影响及视觉污染
目前海流发电机组受水深流速的限制一般建
立在离岸不远的地方,这对航道和地表景观将造成一定的影响,随着海流发电技术的进一步成熟,未来可实现远离海岸并降低水面以上建筑高度。对航道和视觉污染的影响会进一步降低。
1.11.2气候变化影响
海流虽然稳定且容易预测,但过度大规模开发利用可能导致气候紊乱,如会不会因为某些区域的发电使洋流减弱造成全球洋流系统的改变。因此海流发电机的安装密度须经严格的设计,让洋流经涡轮机吸收一部分能量后还能恢复到原本的流速。每种不同形式的涡轮机,安装的间隔密度也因此不同,单位海面积内海流发电机的安装数量应得到合理的控制。
1.11.3对海洋生物的影响
海流能的利用可能对海中生物如鱼类与哺乳类动物造成影响。
2深海特种设备能源补充技术
由于海洋开发和国防的需要,各种监测设备、水下采矿系统、水下机器人、水下组网站点建设以及海上军事设施,甚至未来的水下空间站建设等,目前这些设施主要依靠高能蓄电池提供电能。利用海流能发电解决海上作业能源补充问题,提高浮标、潜标的观测技术,在军事及海洋调查、海洋环境保护等方面都有着重要的应用前景[5]。随着海洋实时立体监测技术的进一步开展,我国自主式海洋探测平台逐年增加,平台上所携带的仪器数量多,工作时间长,功耗大,平台所带电池数量有限。解决水下测量仪器电能补充变得越来越急迫,解决好这个关键问题才能使水下仪器有更强的功能和更长的工作寿命,取代电池供电还能大幅降低系统的成本和减轻系统的重量,增强系统的可靠性。
目前可供深海发电的概念有潮流发电、重力发电、温差发电、盐差发电、压差发电、化学发电等。但是,真正能够应用于水下各种设备电能补充的发电机技术还很少。目前在深海唯一实现可用做发电的能源只有海流能。而深海流可利用速度太低,随着水深的增加,海流剖面流速一般下降很快,并且流向变化复杂。据现有测试资料显示,水深在1000m处流速可达0.5m/s。这样的流速与常规海流发电机所需的流速有较大差距,所以这是一项难度极大的课题。这便要求人们开发超低流速发电技术。研发超低流速海流发电机需要解决的问题有开发低阻尼轴承、高转换线圈、耦合电力传输等,此外还需解决深海水下的抗压、绝缘、电压稳定、海水腐蚀及海洋生物附着等一系列难题。
国内外均在超低流速发电技术上做了大量的探索性工作,国外主要有英国、俄罗斯等,图6为俄罗斯开发的小型海流发电装置。国内以东北师范大学张雪明教授研发的坐底式潮流发电机为代表,研制出了发电流速30c m/s的工程样机[6]
。
图6俄罗斯开发的小型海流发电装置
根据贝茨理论,海流发电机从海流中获取的动能为叶轮进出口海流的动能差:
P=
1
2
Q v3s C p
式中:P为机组捕获的能量;Q为海水密度;v为海流速度;s为叶轮的扫掠面积;C p为海流能利用率。以额定流速为0.5m/s、叶轮半径1m、C p取30%为例,额定功率能达到60W。则以目前的实时传输潜标工作的每天平均耗电0.2k W h计算,单台发电装置只需要连续工作3.3h即能满足系统对用电的需求,同一系统配置多台发电装置将大大增强系统的能源可靠性。
目前水下立体监测多采用锚泊系统,垂直升降技术大大提高了定点监测的剖面测量范围,而实现垂直升降则需要功率相对较大的水下绞车。因此,单靠高能电池已不能满足系统长期工作电能的需求。坐底式潮流发电机为锚泊系统开拓了一种解决水下用电的途径,然而其缺点则有发电装置体积重量大、抗海底淤积差、海底流速低等,这些都是系统可靠性不足的重要原因。笔者认为,将发电
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y -装置锚泊于一定水深将会很好地解决这些问题。甚至可以在同一锚泊系统不同深度设置多个海流发电装置(见图7)。其优点有减小系统的尺度、有效利用剖面流,电能互补、
无海底淤积影响等。
图7 锚泊系统海流发电装置构想
锚泊系统海流发电装置主要技术难点有高性
能叶片设计、耐压密封技术、电力传输等,此外还必须考虑系统系留稳定性问题。
3 发展建议
3.1 增大技术研发的投入,合理利用政府资源
新能源研究开发一直以来是国家重点投资的领域,特别是随着社会经济的发展,国家对各种新能源的研究开发投入力度在迅速加大。就现阶段而言,处于技术探索初期的海流能发电技术,政府的投入必须侧重于研究,适当辅以示范项目的投资建设。海流能发电技术的发展初期,政府资源的合理利用将尤为重要。同时作为技术路线,以近水面的大型海流发电装置和深海的小型能源补充装置的研发为两大方向同步进行,两者相互借鉴,相互促进。
3.2 充分利用风电及海洋工程成熟技术
我国风电技术的应用近年已得到高速发展,
风机的制造及控制技术已部分成熟。叶片的气动性能设计等均是海流发电机能直接借鉴的技术。另外将国内造船、海洋平台的建设及水下锚泊技
术经验结合起来,最终掌握海流发电机的设计制造技术,形成自主知识产权。3.3 加速测流技术的发展
目前测流技术在可靠性及测流范围上有待进一步的提高,开发各种测流技术及设备,尽早摸清沿海海流规律,为建海流场选址作准备。3.4 引进世界先进技术
英国、德国、美国、加拿大等欧美国家在海流发电技术上进行了大量的尝试并取得了重要的进展,虽然已有设备本身仍有许多问题尚待解决,但其发电原理及可行性已得到充分验证,所收集的资料也极具参考价值。建议我国主动与国外合作,争取在最短的时间内进入世界海流发电领域
先进行列。参考文献:
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海流能发电
海流能发电 Ocean Current Energy 海流也称为洋流，海流主要是因为太阳对海面照射不同或海水盐度不均产生的对流现象，从一个海域长距离地流向另一个海域，是海洋和海峡中有较为稳定的海水流动，就像江河的水流一样，携带着巨大的能量。海流能主要是海水流动的动能，其能量与流速的平方和流量成正比。海流发电与潮汐动能发电(潮流能发电)原理相同，不同的是海流发电装置工作位置的海水较深。人们把海流发电装置比喻成水下风车，几乎任何一个风力发电方式都可以用于海流发电，所以海流发电装置也是五花八门，下面就工作原理择主介绍。 浮筒水下风车 浮筒水下风车转轮由几片桨叶组成，工作原理与水平轴风力机相似，利用水流对桨叶产生的升力推动转轮旋转，类似于顺风式风力机，图1是该发电机示意图。 图1 浮筒水下风车
浮筒水下风车转轮通过增速齿轮箱与发电机连接，一同安装在机舱内，机舱通过支柱与上方浮筒固定连接，浮筒与机舱共同产生浮力，使浮筒略浮出海面即可。浮筒水下风车通过钢缆牵向海底的固定锚桩，可随水流飘向水流下方，保持转轮面与水流方向垂直。钢缆与发电机输出电缆合为一体，通过海底电网向陆地送电。图2是安装在水下的浮筒水下风车。 图2 浮筒水下风车在海中 水下发电风筝 有些时候海面下一定深度的海水流速会更快些，把发电机转轮放在水下一定深度会得到更好的效果。而且不会影响航道。瑞典汽车制造商萨博公司（Saab）研制出一种水下发电风筝，见图3。
图3 水下发电风筝（图片来自网络） 据报道水下发电风筝是一种带翅膀的涡轮机，涡轮机采用带导管的转轮，功率500千瓦，风筝翅膀长为12米，放在水面下20米处，用一根约1000米长的缆绳拴到海底，缆绳包含电缆，通过海底电网向陆地送电。 水下发电风筝通过对翅膀的控制，使风筝左右摆动飞行，犹如我们看到的风筝在空中画8字飞一样。使涡轮机得到10倍洋流的水速，高速旋转的涡轮可直接驱动发电机，并获得更大的功率，发电风筝的原理可参考高空风筝风力发电机课件。。
分析低碳环境下建筑施工技术的未来发展方向 李庆龙
分析低碳环境下建筑施工技术的未来发展方向李庆龙 发表时间：2018-05-18T11:15:01.210Z 来源：《基层建设》2018年第2期作者：李庆龙[导读] 摘要：随着社会的发展，人们的节能环保意识逐渐增强，在这种形势下，我国的建筑行业也面临新的要求和挑战。 身份证号码：23118119800321XXXX 黑龙江大庆市 163311 摘要：随着社会的发展，人们的节能环保意识逐渐增强，在这种形势下，我国的建筑行业也面临新的要求和挑战。将低碳意识融入到建筑施工技术中是建筑行业亟待解决的问题之一。首先对低碳时代建筑施工技术发展方向进行研究，然后对注意事项进行阐述，以促进建筑施工技术向低碳化方向发展。 关键词：低碳环境；建筑施工技术；发展方向；环境保护引言 倡导节能减排，秉持低碳理念，坚决杜绝资源浪费，打造绿色无污染全新环境是社会在进入新时代后所倡导的一项重要理念，同时也是新社会的主要发展理念。为了实现建筑施工技术的低碳化，我国在步入新社会后不断向产业灌输这一理念思想，低碳理念已经成为建筑施工技术相关的重要理念，低碳理念是建筑施工技术未来发展方向的重要推动力。 1低碳环境下改进建筑施工技术的概况 1.1 当前建筑施工技术的现状分析 建筑行业是在城市建设中必不可少的，其对资源的使用同样是巨大的，我国虽然地域广阔，但人口数量众多，人均资源相较于发达国家来说不具有可比性，造成资源短缺现象，建筑施工为国家带来一部分经济利益的同时也在迅速消耗资源。在建筑施工中导致资源浪费的原因有很多，其一是施工技术水平落后，为降低工资雇佣的施工工人不能胜任所在岗位，施工不规范，容易造成资源损失；其二，施工材料方面，施工单位为节省成本而购买劣质材料，不符合技术标准，也对节能环保理念“视而不见”，久而久之还会对居住者健康造成损害；其三是不能对工程进行有效管理，在设计时没有对施工资源进行合理分配，管理人员不专业，散漫现象严重，不能对工程进行合理管理。这些方面或多或少都会对资源造成一定浪费，与低碳理念相悖，阻碍了生态环境的可持续发展。所以应在建筑施工中，对施工技术进行改进，选用适当的施工建材，管理层面的人员进行严格要求，为建造绿色城市、保持生态平衡做出更大的努力和贡献。 1.2对建筑施工技术改进的必要性 建筑产业的发展在近年被国家大力推广，在全新的生育政策发布之后，我国目前面临的是人口增多所带来的居住问题，为了推进建筑产业的快速发展，打造全新城市化建设，以解决住房原因所带来的困扰，建筑产业的模式也从固定模式发展到了多样化模式，因此不可避免的在这其中出现了大量的高层建筑以及地下建筑，导致环境污染更为严重，大量的资源浪费，不利于建筑行业的可持续发展，对于建筑产业的施工技术，在施工技术不断更新的同时，也要加强产业对低碳理念的认知，将低碳理念的中心思想在建筑产业更新自身理念的同时注入其中，从而完善建筑产业对环保的认知度。以打造绿色建筑为中心，拓展建筑产业对自身施工技术的改进，严格遵照建筑工业可持续发展理念的思想，大力推广建筑产业的绿色技术理念。 2低碳环境下建筑施工技术的未来发展方向 2.1对再生能源的充分利用 水电以及施工建材是建筑工程中必不可少的资源，而且消耗巨大，这些资源能源在如今环境下很难再生，所以在施工过程中这些资源的浪费现象，导致了地球资源更加紧缺，使资源危机状况更加严重。若想在施工中节约资源，首先要减少对不可再生资源的使用，设计时可对可再生资源进行更多利用；其次是施工技术的改进，建筑施工中的有些材料并非一次性，对这样的建材可以二次使用，可提高资源的利用效率；最后是充分利用建筑周围环境，例如太阳能、风能等自然资源进行利用，适当调整施工方案，降低资源的损耗。 2.2 向节能化的方向发展 2.2.1节能技术在建筑外墙保温中的应用 加强对建筑物外墙的保温工作，可以降低热传导效应，从而实现室内温度的变化幅度小的目标。在建筑物的墙体中放置保温效果好的材料，如挤塑板，可以取得良好的实际效应，主要表现在以下几个方面：一方面，无论冬季或夏季，墙体的保温作用都可以发挥良好的效果，从而减少居民因需要供暖或制冷而造成的能源的浪费，实现节约资源的目的。另一方面，这种节能施工技术还可以减少墙体发生裂缝的机率，从而保障整个工程建设的质量。 2.2.2节能技术在建筑遮阳中的应用 遮阳是建筑施工当中比较注重的一个问题，做好建筑物的遮阳工作可以保持建筑物室内温度的平衡，给居民提供一个优质的居住环境，从而提高居民的生活质量。将节能技术运用在建筑的遮阳工作中，可以提高能源的利用效率，从而达到节约能源的目的，使低碳理念在建筑工程中得以全面建设。另外，在利用节能技术进行建筑遮阳工作时，一定要提前对建筑物所在当地的地形、气候、环境等方面进行全面的了解，从而设计出最为合适的工程建设的方案。 2.3低碳环保的发展 在建筑工业的大力发展下，大量温室有毒气体所产生的危害，已是不争的事实，社会的快速发展，带动人类从工业文明的时代迈向了全新的生态环保文明时期，构筑全新的生态环境，是低碳经济的主观理念思想，低碳环保的中心思想就是将工业和生态环保相结合，这一理念成为了节能环保的重要发展思想，促进产业化发展，打造生态环保的新环境已经是每一个人在建设全新生态文明时代义不容辞的责任。 2.4节水与水资源利用技术 建筑工程施工过程中对于水资源的需求是非常的巨大，建筑行业是个用水大户。在建筑施工过程中用水主要集中在混凝土的搅拌与后期的养护等方面。当前我国混凝土的产量超过20亿立方米，这些混凝土搅拌总共需要3.7亿吨的水量，这将是一个非常庞大的数字，并且在建筑施工过程中水资源的使用非常的粗放，许多供水管道存在渗漏，供水系统没有专业的人员进行维护，导致大量的水资源流失。就这个问题需要采取相应的节水措施，做好供水管线的维护工作，减少水资源的浪费。 2.5太阳能、地热等节能技术在建筑施工中的应用
潮流能发电及潮流能发电装置汇总情况
潮流能发电及潮流能发电装置 戴庆忠 摘要潮流能发电是利用潮汐动能的一种发电方式。由于潮流能发电不需要筑坝 拦水，具有对环境影响小等许多优点。因此，近年来潮流能发电引起许多国家 重视，潮流能发电技术发展很快。本文从分析潮流能的特点入手，介绍了国外潮 流能发电的近况，重点介绍目前出现的各种潮流能发电装置，包括水平轴潮流能水轮机、竖井潮流能水轮机、振荡水翼式潮流能装置等。 关键词潮汐潮流能潮流能水轮机潮流能发电 1前言 1.1 潮流能的特点 潮流主要是指伴随潮汐现象而产生的有规律的海水流，潮流每天两次改变其大小和方向。而潮流能发电则是直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置进行发电。 众所周知，潮汐是海水在月球、太阳等引力作用下形成的周期性海水涨落现象。潮汐现象伴随两种运动形态：一是涨潮和落潮引起的海水垂直升降，即通常所指的潮汐；二是海水的水平运动，即潮流。前者(海水垂直升降)所携带的能量(潮汐能)为势能；而后者所携带的能量(潮流能)为动能。可以说，两者是与潮汐涨落相伴共生的孪生兄弟。对前者，可以采用类似河川水力发电的方式，筑坝蓄水发电；而对本文所介绍的潮流能，可以采用类似于海流发电方式，利用潮流的动能发电。 与常规能源比较，潮流能有以下特点： (1)潮流能是一种可再生的清洁能源。
(2) 潮流能的能量密度较低(但远大于风能和太阳能)，但总储量较大。 (3) 与海流能不同，潮流能是一种随时间、空间而变化的能源，但其变化有规律可循， 并可提前预测预报。 (4) 潮流能发电不拦海建坝，且发电机组通常浸没在海中，对海洋生物影响较小，也不 会对环境产生三废污染，不存在常规水电建设中头疼的占用农田、移民安置等诸多问题。 (5) 与陆地电力建设相比，潮流能开发环境恶劣，一次性投资大，设备费用高，安装维 护和电力输送等都存在一系列关键技术问题。 1.2 潮流能水轮机输出功率的计算 潮流能机组输出功率的计算公式为： P=ηρ23 AV 式中 P ——功率，W ρ——海水密度，1025kg/m 3 A ——潮流水轮机转子扫掠面积，m 2 V ——潮流速度，m/s η——效率 从上述可以看出，潮流能机组的输出功率很大程度决定于潮流速度。一般来说，潮流 速度大于1m/s 的海域即有开发价值。 1.3 世界潮流能储量及分布 潮流能主要集中在近海浅水海域，特别是海峡、水道和湾口处。根据联合国科教文组 织估计，世界可开发利用的潮流能总量约为３亿kW 。世界上潮流能储量丰富的地区包括中国、英国、日本、国、新西兰和加拿大等地区。 1.3.1 国外潮流能丰富的地区
全球海洋能发电发展现况与展望
全球海洋能发电发展现况与展望 一、前言 在福岛核电厂事故之后，各国纷纷检讨核电政策。日前德国宣布将于2022年关闭所有核电厂，以其它电力来源替代，未来再生能源发电势必扮演更重要的角色。 在各种再生能源技术当中，海洋能是发展较为迟缓的技术之一，目前各国对于海洋能的利用，仍处于相当初始的阶段。不过地球有百分之七十一的面积是海洋，海洋能蕴藏量亦相当丰沛，在技术发展日益成熟的情况下，未来海洋能发电可望逐步成为人类重要的能源来源。本篇将介绍海洋能的技术种类、目前的发展现况、以及未来的展望。 二、海洋能技术发展现况 海洋能的利用以发电为主，技术种类繁多，现阶段发展较多的四种技术，分别为：(1)利用海洋中的洋流推动水轮机发电之海流发电(Marine Current Power)；(2)利用每天潮流涨落的位能差产生电力之潮汐发电(Tidal Power)；(3)利用波浪运动的位能差、往复力或浮力产生动力之波浪发电(Wave Power)；(4)利用深层海水与表层海水之温差汽化工作流体带动涡轮机发电之海洋温差发电(Ocean Thermal Energy Conversion；OTEC)。以下分别介绍各种发电技术。 (1) 海流发电 海流发电系利用海洋中海流的流动动力推动水轮机发电，一般乃于海流流经处设置截流涵洞之沉箱，并于其内设置水轮发电机，并可视发电需要增加多个机组，来进行发电；惟于机组间需预留适当之间隔，以避免紊流互相干扰。目前国外已经有小规模试运转的案例，然而要达到大规模商用化仍需要一段日。 (2) 潮汐发电 潮汐发电便是利用海潮满潮、退潮所形成的水位落差，来从事发电，在海湾围建堤防和水路，在涨潮时引水入储水池，退潮时将储水放出，每日可发电四次，但当潮汐满潮与退潮高度相差较小，则发电效益较低。理想具经济效益的潮差至少需要5公尺。潮汐发电为商用化进展较快的技术，目前已有商用化运转的发电站。
海流发电
海流发电 链接：https://www.wendangku.net/doc/b614949034.html,/baike/2227.html 海流发电 简介 海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转，然后再带动发电机发电。目前，海流发电站通常浮在海面上，用钢索和锚加以固定。有一种浮在海面上的海流发电站看上去像花环，被称之为。花环式海流发电站 。 这种发电站是由一串螺旋桨组成的，它的两端固定在浮筒上，浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上，就像献给客人的花环一样。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成，主要是因为海流的速度JJ X，单位体积内所具有的能量小的缘故。它的发电能力通常较JJ X，一般只能为灯塔和灯船提供电力，至多不过为潜水艇上的蓄电池充电而已。驳船式海流发电站是由美国设计的，这种发电站实际上是一艘船，所以叫发电船更合适些。船舷两侧装着巨大的水轮，在海流推动下不断地转动，进而带动发电机发电。这种发电船的发电能力约为5万千瓦，发出的电力通过海底电缆送到岸上。当有狂风巨浪袭击时，它可以驶到附近港口避风，以保证发电设备的安全。 20世纪70年代末期，一种设计新颖的伞式海流发电站诞生了。这种电站也是建在船上的。这是将50个降落伞串在一根长154米的绳子上，用来集聚海流能量。绳子的两端相连，形成一环形，然后，将绳子套在锚泊于海流中的船尾两个轮子上。置于海流中串连起来的50个降落伞由强大的海流推动着。在环形绳子的一侧，海流就像大风那样把伞吹胀撑开，顺着海流方向运动。在环形绳子的另一侧，绳子牵引着伞顶向船运动，伞不张开。于是，拴着降落伞的绳子在海流的作用下周而复始的运动，带动船上两个轮子旋转，连接着轮子的发电机也就跟着转动而发出电来。 今天，超导技术已得到了迅速发展，超导磁体已得到实际应用，利用人工形成强大的磁场已不再是梦想。因此，有的专家提出，只要用一个31000高斯的超导磁体放入 黑潮海流’中，海流在通过强磁场时切割磁力线，就会发出1500千瓦的电力。 原文地址：https://www.wendangku.net/doc/b614949034.html,/baike/2227.html 页面 1 / 1
建筑工程技术发展前景分析
建筑工程技术发展前景分析 发表时间：2019-03-26T10:09:07.903Z 来源：《建筑模拟》2019年第1期作者：宁升圆[导读] 本文详细分析建筑工程技术发展前景，希望可以为今后相关工作提供理论性帮助。宁升圆黑龙江千凡建筑工程有限公司黑龙江哈尔滨 150000摘要：近些年伴随着科学技术的不断发展，建筑施工技术也得到了显著的发展。在施工过程中不断的引入全新的施工技术、施工理念，不仅在施工成本方面得到了明显的改进，同时施工质量、施工效益等多方面均有明显的提升空间。对此，为了更好的推动建筑领域长远发展，本文详细分析建筑工程技术发展前景，希望可以为今后相关工作提供理论性帮助。 关键词：建筑工程；技术发展；前景前言科学技术的不断发展推动着我国各个行业的快速发展，其中也涉及到了建筑领域。当前我国部分施工技术已经较为成熟，与世界发达国家之间的差异并不大。建筑领域属于我国国民经济中的重要支撑，建筑施工技术是保障建筑施工质量、施工效率以及施工经济效益的关键，同时也是推动我国经济长远发展的关键。对此，探讨建筑工程技术发展前景具备显著现实意义。 1.智能化技术的发展前景伴随着时代的发展，高兴技术在各个领域中的普及程度不断提高，全球化的知识经济时代衍生出了大量的智能化、信息化技术。建筑技术当中的智能化技术主要是体现在施工技术、电子信息、网络化技术以及计算机等多个领域的技术，在实际工作中智能化技术在建筑工程中的应用主要在于管理方面。在建筑物当中和建筑之间可以实现电子信息化的管理以及无线网络的对接化管理，其能够显著提升信息共享效率以及应用效率。智能化技术可以科学的应用当前的科学技术，并在目前的建筑系统当中可以有效的表现智能化的作用，其中建筑技术智能化主要涉及到的内容有市场分析、工序报告、智能化设计、材料的选择以及工程监理等多个方面，同时智能化系统的设计与实施还可以应用到验收竣工等方面。 2.节能化技术的发展前景伴随着可持续发展战略的深入落实以及我国建筑领域的快速发展，建筑建设数量不断增多，同时能源消耗量也在不断的提升，这也间接提高了建筑领域中绿色节能理念的应用必要性。绿色节能理念在建筑施工项目当中的应用是以降低施工成本以及减少或消除建筑施工对于周边环境、社会环境的负面影响，从而在实现项目经济价值的同时突出建筑项目的社会价值以及环境效益，从更高的角度提高建筑施工效益。 目前建筑工程中节能技术的应用已经有所成就，下面提出几点关于建筑工程中节能技术的发展：（1）建筑墙体的发展。建筑的施工过程中建筑墙体是最为重要的一项施工任务，同时也是能源消耗最多的一个环节，所以在绿色节能理念之下墙体的改进也是非常重要的任务。通过对墙体施工技术的改进，不仅可以实现能源的节省作用，同时还可以实现环境保护的作用。在节能环保的环境之下，建筑墙体的施工材料普遍使用绿色、环保的为主，在生产工艺方面主要是以低能耗的制作工艺为主，在保障材料对环境污染较低的同时采取低能源消耗的施工方式。另外，建筑墙体的绿色施工材料一般还具备防火与防辐射的功能，对于人体健康普遍具备一定的推动作用。另外，根据施工工艺的不同进行类型分别，可以将绿色的墙体材料划分为烧制、蒸压、胶凝三种类型。对于烧制而言，其最为普遍的应用时空心砖，其具备减轻建筑结构自重的优势，同时空心砖的厚度相对比较高，所以在建筑中可以尽量多的使用砂浆，这也间接减少了施工周期，同时对于人工劳动力也有一定的节省作用；（2）施工工艺的发展。在建筑的建设过程中，为了更好的实现绿色节能环保的目的，整个建设周期都需要高度重视绿色节能理念[3]。因为建筑工程属于周期性的工程，往往需要较长的使用周期，施工过程中需要大量的人力物力资源，同时必然会形成大量的能源消耗，这也间接导致大量的污染与噪音的发生，与绿色节能理念存在冲突。对此，有必要对施工技术进行改革发展，采取具备一定科学性的施工工艺。例如，提升施工人员的节能环保方面的意识，提升其节能环保的施工技能，根据施工过程中所衍生出的问题采取绿色化的方式进行处理，将可持续性发展战略应用到施工项目当中。另外，对于监理部门而言，可以要求施工部门的施工工艺必须在噪音、粉尘等方面做到良好的控制，降低建筑项目对周边环境的影响。按照建筑工程的施工气候环境、地理环境等因素，制定具体的施工技术，同时在原本基础上进行发展。例如，在气候环境较为寒冷的地区，可以对建筑工程的施工工期与程序进行适当优化，墙体的施工尽可能规避大风大雨环境，从根本上提高施工效益；（4）环保与能源的发展。建筑建设过程中，节能环保与能源利用是突出施工项目经济价值与社会价值的关键，同时也是建筑施工技术当中最为重要的一项技术。建筑施工当中，节能环保的工作方向应当是以降低能源消耗与提升能源使用率两个方面为主。在气候环境相同的情况下，采取一些保温性能较差的材料必然会导致建筑使用过程中能源的额外消耗。 3.工程技术的发展前景探讨建筑施工技术行业的基本目标就是以最小的投资谋取最大的经济效益和环境效益。根据这一点，谈一下工程技术的发展趋势。 3.1 向高技术化方向发展新的技术已经在建筑领域多层次，多方面的得到了应用，在建筑行业中发挥了积极的作用。这种技术促使建筑技术体系的内涵和外延同步发展，向着运转长久化、功能多样化、操作智能化、结构精致化、驱动电力化为一体的高技术方向发展。技术也向着功能多样化，结构化和高技术方向发展。向这种发展趋势，施工单位应采取先进的技术和管理方法，施工高效化，合理化运转。 3.2 向生态化方向发展开发高性能质量，低消耗浪费，循环利用废弃物是走生态化道路的要求。所以建设单位要根据建筑设计的要求，对建筑工程的未来和对生态环境的影响充分的考虑，选择符合环保的材料，做到质量、成本和环保三者的平衡，走经济建设和生态保护相结合的可持续发展的道路。使建筑物和环境和谐统一。在这种情况下，对建筑技术者要求就更高了，不仅要考虑成本，注重质量，还要考虑到对环境的影响。在新形势下，要研发一种新的高科技材料，从而满足工程建设的要求。结束语
主要洋流概况与海流发电机设计
主要洋流概况与海流发电机设计 -----能源经济技术与管理期末作业（2） 洋流介绍：洋流是地球表面热环境的主要调节者。洋流可以分为暖流和寒流。若洋流的水温比到达海区的水温高，则称为暖流；若洋流的水温比到达海区的水温低，则称为寒流。一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流，由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。由于全球由于形成原因不同有各种各样的规模大小不一的洋流，以下将罗列出全球主要洋流的概况 规模名称线路流速流量 第一大洋流墨西哥湾暖流由北赤道暖流 及圭亚那暖流 汇聚于加勒比海 和墨西哥湾后， 经佛罗里达海 峡流出 流动速度最快时 每小时9.5千米 总流量每秒7400 万到9300万立方 米 第二大洋流太平洋的黑潮暖 流由北赤道发源， 经菲律宾，紧贴 中国台湾东部进 入东海，然后经 琉球群岛，沿日 本列岛的南部流 去 在南部海域为6 公里/小时，北部 海域减至1～2公 里/小时 平均流量3790万 立方米/秒 第三大洋流赤道逆流在南、北赤道流 之间与其流向相 反的由西向东流 动的表层海流 1.4- 2.6公里/小 时 4630-5390万立 方米/秒 第四大洋流厄加勒斯暖流沿非洲大陆以南 海域流动 0.9-2.8公里/小时3000左右万立 方米/秒 第五大洋流季风暖流位于印度洋北部 赤道以北海域0.9-2.8公里/小时2000—3000万立 方米/秒
海流发电机的设计1： （ 剖面图） 原理介绍：如图所示，我们用一个薄饼状的抗腐锈的制品，在其里边安装有涡轮发电机，在其边缘中间开槽处装有大型叶片，接缝处密封良好，不进水，而且用弹簧将发电机和叶片连接起来。当海流如图流动时，推动大型也叶片转动，从而使大型叶片拉动发电机转动进行发电。 大型叶片 发电机 海流 弹簧
高考地理总复习练习洋流及其对地理环境的影响
课练10洋流及其对地理环境的影响 双基达标 一、选择题(每小题4分，共44分) 下图是某副热带海区海水温度分布示意图。读图回答1～2题。 1．图中洋流可能是流经() A．美国东岸的寒流 B．澳大利亚东岸的暖流 C．南美洲西岸的寒流 D．北美洲西岸的寒流 2．若该洋流位于北半球，则它对地理环境的影响是() A．增加沿岸地区空气湿度 B．缩小海水污染范围 C．减缓向北航行油轮航速 D．降低沿岸地区气温 答案：1.C 2.A 解析：第1题，本题考查洋流的定位。图中洋流使等温线向北凸出，该洋流可能是北半球向北流的暖流，或是南半球向北流的寒流。结合题中选项，南美洲西岸的寒流导致大洋表层海水等温线向北凸出，故选C。第2题，该洋流若为北半球向北流的暖流，则可以加快向北航行油轮的航速，故C错误；随着洋流流动，污染物的污染范围会扩大，故B错误；暖流对沿岸地区的气候起到增温增湿的作用，故A正确，D错误。 下图为南纬15°的海洋表面水温变化曲线，M为水温最低点。据此回答3～5题。 3．M处的表层海水常年流向为() A．向南向东B．向南向西 C．向北向西D．向北向东 4．受洋流影响，M东岸陆地的气候特点是() A．多云雾B．多降雨 C．多降雪D．多高温 5．如果M点水温明显升高，则() A．海鸟大量增加 B．沿岸降水减少 C．洋流速度加快 D．鱼类大量转移
答案：3.C 4.A 5.D 解析：第3题，本题考查世界洋流的分布。结合经纬网知，M位于南美大陆西海岸低纬度地区，为秘鲁寒流，向西、向北流动。第4题，本题考查洋流对气候的影响。M点纬度较低，水汽蒸发旺盛，由于受寒流影响，多云雾天气。寒流对沿岸气候的影响是降温减湿，排除其他三项。第5题，本题考查洋流变化对沿岸生物及环境的影响。如果M点水温明显升高，意味着水温异常升高，使得海洋鱼类数量大大减少，也使得以此为食的海鸟数量减少，因此D项正确，A项错误；水温升高，寒流的降温减湿作用大大减弱，相反会带来降水，排除B项；洋流的流速与水温升高没有直接的关系，排除C项。 读印度洋某海域及马六甲海峡示意图，完成6～8题。 6．图示时段最可能是() A．3～5月B．6～8月 C．9～11月D．11月～次年2月 7．马六甲海峡海水的流速具有明显的季节变化，大致是冬季快于夏季，原因是() A．冬季北赤道暖流与季风洋流流向叠加 B．冬季赤道逆流与季风洋流流向叠加 C．冬季北赤道暖流与南赤道暖流流向叠加 D．冬季赤道逆流与南赤道暖流流向叠加 8．7月，图中R处的天然橡胶运往我国上海，货轮在马六甲海峡中() A．逆风逆水B．顺风顺水 C．无风顺水D．无风逆水 答案：6.D7.A8.C 解析：第6题，本题考查季节的判断。北印度洋海域盛行季风洋流，5～9月，盛行西南季风，洋流呈顺时针方向流动；10月～次年4月，盛行东北季风，洋流呈逆时针方向流动。第7题，马六甲海峡内，冬季北赤道暖流与冬季风吹拂下形成的季风洋流流向叠加，使海水流速加快；夏季两者流向相反，使海水流速变慢。赤道逆流自西向东流，与冬季季风洋流的流向相反；南赤道暖流对赤道以北地区影响很小。第8题，7月，北印度洋海区的季风洋流呈顺时针方向流动，海水整体上由西向东流，使马六甲海峡海水整体上由西北向东南流动；马六甲海峡地处赤道附近，终年受赤道低压带控制，全年风力微弱。 伞式洋流发电是通过“伞”带动工作索周而复始的运动，进而带动发电机运转发电。下图为某海域的伞式洋流发电站示意图。读图回答9～11题。 9．如果该伞式洋流发电站位于南半球，那么该洋流G的性质和地理位置分别可能是() ①暖流②寒流③大洋东岸④大洋西岸 A．①③B．①④ C．②③D．②④ 10．如果该伞式洋流发电站位于美国本土附近某海域，那么该洋流G对相邻陆地环境的影响是()
低碳趋势下建筑施工技术的发展方向 王鹏
低碳趋势下建筑施工技术的发展方向王鹏 发表时间：2018-09-17T11:47:53.747Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：王鹏[导读] 摘要：现阶段，建筑工程呈现出迅速发展的趋势，逐渐成为我国国民经济中的重要组成部分。 山东金城建设有限公司山东淄博 255000 摘要：现阶段，建筑工程呈现出迅速发展的趋势，逐渐成为我国国民经济中的重要组成部分。但是建筑工程在快速发展的过程中还存在材料浪费严重的问题，对环境产生严重的污染，因此，建筑工程在发展过程中需要创新施工技术，使用低碳环保的施工技术，从而减少资源浪费，将国家温室气体的排放减少到最低，实现国家经济发展和生态环境保护的双赢局面。 关键词：低碳环保；建筑施工技术；发展方向 引言 在低碳环保理念的引导下，先进的科学技术与施工理念不断被运用在建筑工程施工建设中，实现建筑工程发展的一体化、现代化、智能化与科技化。因此，在低碳环保理念的以引导下，我国建筑施工技术正朝着智能化、节能化的方向发展。 1我国建筑行业能源消耗现状 1.1社会关注度 随着我国城市化进程的不断加快，人口流动加大，城市人口问题压力越来越大，为了满足更多人口的居住和生存，房地产行业就会得到飞速发展，据相关数据显示我国每年的建筑行业所有的工作量中住宅建筑打到了一个涨幅最大的地位，当然这些建筑全都是消耗量较大的建筑物，在这样的趋势发展下去，我国的建筑能耗将会达到世界人均水平的最高水平，这对于我国的资源总量来说是一个巨大的压力和挑战。 1.2当前资源消耗情况 建筑行业在我国的各个行业中，一直属于能源消耗的重头，从施工技术上来分析，由于当前的施工技术相对落后，没有很适应当前社会的低碳需求，简单来说就是会产生极大的污染和浪费，不论是水资源还是电能以及土地资源都形成了一定的威胁，生产过程中产生的粉尘，废水，建筑垃圾也会全方位全方面的污染环境，是不符合当前社会的低碳环保需求的一个发展方向。 1.3施工技术分析 因为考虑到建筑行业近年来的发展状况，谈到建筑行业的施工技术，应该是一个很正面的话题，建筑行业近年来得到了国家政策支持实现了飞跃式的发展，当然也离不开建筑行业工作人员兢兢业业的探索，他们很努力的对设备进行翻新，也很努力的降低能源消耗，但是还是很难对多年以来的操作形式进行扭转，加强环保意识在整个建筑过程当中，已有了一定的效果，但是还是存在一定的不完善。 2低碳趋势下建筑施工技术的发展方向 2.1加强对节能建筑材料的使用 建筑工程施工技术的重点内容就是对节能建筑材料的使用，因此，在低碳背景下，建筑企业要想实现可持续发展，就需要在施工中加强对节能建筑材料的使用，保证建筑材料可以反复使用，从而节约资源，实现节能环保的目标。通常情况下，施工人员加强对节能建筑材料的使用需要从以下两个方面展开:一方面，建筑企业材料采购人员在进行材料采购过程中，需要采购一些性能高、节能性强的复合材料，增加对这些材料的使用，避免传统的高耗能材料使用过程中产生严重的资源浪费情况，实现建筑节能目标。另一方面，建筑施工人员需要对拆除建筑中的一些建筑材料进行循环使用，从而减少建筑材料浪费，实现保护环境的目标。 2.2智能化技术在建筑施工中的应用 21世纪是智能化时代，各种先进的人工智能技术被广泛运用到社会发展的各个领域。建筑行业作为我国经济发展的重要领域，通过运用人工智能技术能够有效降低建筑施工中施工人员的工作量，提高施工质量，降低人力资源的使用量，科学落实人力、物力、材料的管控工作。建筑施工中运用人工智能技术开展建筑施工工作时，需要施工人员利用计算机、互联网、物联网等先关技术，通过网络进行沟通与交流，对建筑工程施工的具体情况进行科学控制、合理分配，使施工人员能够及时了解建筑施工中的具体情况，及时对建筑施工中所存在的问题进行科学处理与整治，提高建筑工程质量与效率。 2.3建筑节能施工技术在建筑外墙保温中的应用 从我国传统建筑施工情况来看，为落实建筑外墙保温工作，需要将苯板等具有保温性能的材料运用在建筑墙体。但是这种保温措施无法达到理想的保温效果，冬季人们依然会感到十分的寒冷，需要通过燃煤等方式达到供暖的目的；夏季墙体达不到隔热目的，导致室内温度过高，人们需要依靠电扇、空调达到通风、散热的目的。在现代化建筑工程发展中，通过运用节能技术，夏季能够对施工气温进行有效调节，使室内温度能够达到一个恒定状态，减少电能的消耗；冬季能够控制室内温度流动速度，达到室内保温的目的。其次，建筑施工人员可运用先进的节能施工技术，降低能源的消耗，减少资源浪费，尽可能降低建筑施工中污染物的产生量。另外，可选用具有较高保温性能的材料，防止混凝土轻体出现裂缝，提高建筑墙体质量，保证建筑墙体的安全性与稳定性，促进建筑行业长远、高效的发展。 2.4建筑施工创新化 在建筑施工过程中，如果采用陈旧的建筑施工技术，会对环境造成一定的污染，那么，就需要创新施工技术，采用国际最前沿的现代化信息技术以及环保施工技术，确保建筑施工采用科学的创新方法以及机械自动化技术，使得整个建筑施工朝向可持续性方向发展。在具体的建筑施工过程中，可以采用节水与土地资源利用技术，控制好建筑土地面积以及水资源使用量。计算好建筑施工对占地面积的需求，并结合现场条件、员工数量以及生产规模情况，合理提高土地使用效率。由于建筑施工对水资源的需求较大，这就需要建筑施工队伍对水资源做好水资源管理工作，避免大量水资源流失，在具体的建设施工中采取节水措施，做好水资源管线的维护，避免水资源浪费。 2.5对建筑工程施工用地合理进行选择 目前，在建筑工程施工过程中存在最严重的问题就是建筑工程施工用地选择不合理。因此，在低碳背景下，建筑工程企业需要加强对建筑工程施工用地的选择工作，保证施工用地使用合理，从而提高国家土地使用效率，推动建筑工程实现快速发展。一般情况下，建筑工程企业对建筑工程施工用地合理选择需要从以下两个方面展开:一方面，建筑企业需要加强对建筑工程项目的设计环节工作的重视程度，在建筑施工地点选择之前，合理规划建筑施工场地，设置施工提示牌。另一方面，建筑企业需要需要根据施工规模对施工占地面积进行确认，保证所占用的施工场地面积合理，从而提高国家土地使用效率。
海洋能发电技术研究
海洋能发电技术研究 【摘要】海洋能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。海洋能多种多样，主要包括波浪能、潮流能、潮汐能和温差能等。利用海洋能发电能够改善能源结构和环境，有利于海洋资源开发，受到许多国家的重视。文中对各种海洋能发电系统的主要技术原理、特点和国内外技术现状作了综述，最后指出海洋能利用的意义和前景。 【关键词】海洋能;海洋能发电;可再生能源 Abstract：This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology，and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment. Key word：Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy 1.引言 2008年全球一次能源消费量为143851TWh，其中81.2%来自化石燃料。随着矿物燃料的日趋枯竭，世界主要海洋国家纷纷将目标转向蕴藏丰富能源的海洋，不断加大科技和资金投入，以期在海洋可再生能源开发利用的“争夺战”中抢得先机。海洋能主要指波浪能、潮流能（海流能）、潮汐能、温差能和盐差能等可再生能源。海洋能总量是巨大的，据估计与全球一次能源消费能源的50%相当，其中，全球海浪发电的理论储量为29500TWh/年左右，全球潮汐（含潮流）发电的理论储量为7800TWh/年左右，全球海洋热发电转换的理论储量为44000TWh/年左右，全球盐差能的理论储量估计为1650TWh/年左右。虽然海洋能源分布不均匀，但在每一个海岸，往往不止一种形式可以供应当地的电力需求。我国重视海洋可再生能源的开发利用，将包括海洋能在内的新能源产业视为引领我国未来经济社会可持续发展的七大新兴战略性产业之一。近年来，我国先后设立了“908专项（我国近海海洋可再生能源调查与研究项目）”和“海洋可再生能源专项资金”支持计划等，支持海洋能的海岛独立发电系统与并网示范工程、关键技术产业化、新技术研究试验以及公共支撑服务体系建设等，并拟在海洋能资源丰富地区建设海洋能示范电站，开展万千瓦级潮汐电站建设工作。 2.国外海洋能发电技术现状 2.1 波浪能发电技术 现阶段，波浪能发电技术的基本原理是：利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能，或利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能。波浪能转换系统一般包括三级能量转换机构：一级能量转换机构将波浪能转换成某个载体的机械能;二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机
海流发电系统发展现状
An Up-to-Date Review of Large Marine Tidal Current Turbine Technologies Zhibin Zhou1,2,3, Franck Scuiller1, Jean Frédéric Charpentier1 1French Naval Academy, EA 3634 IRENav, Brest, France Email: zhibin.zhou@ecole-navale.fr Mohamed Benbouzid2 and Tianhao Tang3 2University of Brest, EA 4325 LBMS, Brest, France 3 Shanghai Maritime University, Shanghai, China Email: Mohamed.Benbouzid@univ-brest.fr, thtang@https://www.wendangku.net/doc/b614949034.html, Abstract—Owning to the predictability of tidal current resources, marine tidal current energy is considered to be a reliable and promising renewable power source for coastal areas or some remote islands. During the last 10 years, various original horizontal axis and vertical axis marine current turbines (MCT) have been developed around the world. Although various projects have been reported in the state-of-the-art research papers in recent years, many of these projects were only at the design stage when the papers were published. In fact, some projects do not have any further developments during the several years after the first reporting. In this paper, up-to-date information about large tidal turbine projects over 500 kW is focused. The newest achievements of these large tidal current turbine technologies are presented. These technologies represent the industrial solutions for several pre-commercial MCT farm projects in the coming years. This paper provides a useful background for researchers in the marine turbine energy domain. Keywords—Tidal current turbine, large machine, up-to-date review. I.I NTRODUCTION One of the main advantages of marine current energy is related to the predictability of the resource. The astronomic nature of tides is driven by the gravitational interaction of the Earth-Moon-Sun system and makes marine tidal currents highly predictable with 98% accuracy for decades [1]. There are basically two ways of generating electricity from marine tidal energies: either by building a tidal barrage across an estuary or a bay, or by extracting energy from free flowing tidal currents. The main drawback of the solution is that large barrage system would change the hydrology and may have negative impacts on the local ecosystem [2]. Therefore during the last few decades, developers have shifted towards technologies that capture the kinetic energy from tidal-driven marine currents. The exploitable marine current energy with present technologies is estimated about 75 GW in the world and 11 GW in Europe [3]. In fact, various original horizontal axis and vertical axis marine current turbines (MCT) have been developed around the world in recent years [4-6]. The majority of MCT devices are horizontal axis turbines with rotation axis parallel to the current flow direction. The main disadvantages associated with vertical axis turbines are relative low self-starting capability, high torque fluctuations and generally lower efficiency than horizontal axis turbine design. Currently, only horizontal axis MCTs appear to be the most technologically and economically solution for large-scale marine current turbines with power capacity over 500 kW. Although various turbine projects have been reported in some state-of-the-art research papers, many of these projects were only at the design stage when the papers were published [4], [7]. However, some projects are abandoned or never have been built, for instance, the Lunar Energy Tidal turbine. And some projects do not have further developments during the several years after the first announcement, such as Atlantis Resource Nereus and Solon turbines. Therefore, an up-to-date review of industrialized turbine technologies is necessary. In this paper, up-to-date information and the newest achievements of industrialized large tidal current turbine technologies (over 500 kW) will be focused. In Section II, the pilot pre-commercial MCT farms information and the industrialized large turbine technologies are presented. The conclusion and perspective are then given In Section III. II.L ARGE M ARINE C URRENT T URBINE T ECHNOLOGIES Several horizontal axis turbine technologies are developed more than one or two generations and have been chosen by the industrial communities to realize pilot demonstrative MCT farms before the final commercial stage. These projects illustrate the up-to-date developments of large MCT technologies which will provide electricity to coastal or island areas in the coming years. Table I summarizes the main information about some of these pilot MCT farm projects and their planned/estimated operational dates. From this table, it can be seen that most of these turbine technologies have attended megawatt-level power capacity. A.OpenHydro Turbine Technology OpenHydro is an open-center turbine technology; a 250 kW prototype was installed and tested at European Marine Energy Center (EMEC) off Orkney islands in Scotland and was connected to the UK national grid in 2008. This turbine technology has been chosen by the French companies EDF and DCNS to build a demonstrative MCT farm off the coast of Paimpol-Bréhat in Brittany, France. This work is supported by Brest Métropole Océane (BMO) and the Shanghai Maritime University.