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第1篇

關(guān)鍵詞：電力電子變流裝置；可再生能源；能量回收期；內(nèi)含能量

作者簡介：楊云虎（1973-），男，安徽蚌埠人，安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院，講師；費湘（1979-），女，安徽蚌埠人，安徽工業(yè)大學(xué)研究生學(xué)院。（安徽 馬鞍山 243032）

中圖分類號：TM60 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0204-02

隨著人類對能源需求的穩(wěn)步增長以及化石能源儲備逐漸的減少，人們逐漸意識到節(jié)約能源和提高能源變換效率的重要性。[1]目前，節(jié)約能源和提高能源轉(zhuǎn)換效率已成為全人類的公共課題。綠色能源具有無污染性、可再生性等特點，因此，可再生能源發(fā)電單元的建設(shè)得到了快速的發(fā)展。[2]作為電力網(wǎng)的主要接口裝置，電力電子變流器是一種電能處理和利用的變換裝置，其在節(jié)約能源和提高能源變換效率上扮演著重要角色。[3]電力電子變流裝置的能量回收期是評價和量化電力電子變流裝置對可再生能源系統(tǒng)貢獻的一個重要指標。本文試對電力電子變流裝置的能量回收期作詳細的闡述。

一、可再生能源系統(tǒng)的能量回收期

1.能量回收期（Energy Payback Time，EPT）

一個最重要且易理解的評價能源系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)是能量回收期。其定義如下：一個能源生產(chǎn)系統(tǒng)或設(shè)備在幾年內(nèi)能產(chǎn)出與建造、安裝系統(tǒng)時所消耗的等同能量。在實踐教學(xué)中，為了能讓學(xué)生對此概念理解透徹，筆者用一個類似的術(shù)語作比較，即經(jīng)濟學(xué)中的經(jīng)濟回收期概念，其定義就是一個經(jīng)濟體多久能收回投資成本。對照來說，EPT可理解為能源生產(chǎn)系統(tǒng)或設(shè)備需要多久才能產(chǎn)出與能源系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)所花費的等同價值。

2.內(nèi)含能量或固化能量（Embodied Energy）

其定義是一個能源系統(tǒng)在制造、安裝、以及工作中所消耗的能量之和。

3.能源系統(tǒng)的輸出能量（Energy Deliver）

其定義是能源系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)輸出的能量總和，通常以年輸出能量作為評價指標。

4.可再生能源系統(tǒng)的能量回收期

可再生能源系統(tǒng)的能量回收期的定義為需要多久能收回可再生能源系統(tǒng)的內(nèi)含能量。數(shù)學(xué)表示為：

由于系統(tǒng)能耗大為減少，節(jié)約的能量則遠大于電力電子變流裝置的內(nèi)含能量。因此可再生能源系統(tǒng)的能量平衡周期將會縮短，并且在能源系統(tǒng)中節(jié)約的能量還能用于滿足其他電氣負載設(shè)備運行。

四、結(jié)論

通過與經(jīng)濟回收期的對比，本文講解了能量回收期的概念；與生物系統(tǒng)能量平衡的對比，講解了可再生能源系統(tǒng)的能量平衡；以可再生能源的能量回收期為鋪墊，透徹講解了電力電子變流裝置的能量回收期。教學(xué)實踐表明，筆者所采取的教學(xué)方法不但拓寬了學(xué)生知識面，加深學(xué)生對相關(guān)概念的理解， 而且取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1].對中國能源問題的思考[N].新華網(wǎng)，2008-04-09.

第2篇

關(guān)鍵詞：綠色變電站；環(huán)保節(jié)能；設(shè)計探討

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

1 綠色變電站的概念和評價指標

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會對能源的需要也越來越多，特別是對電能的需求更為迫切。為了滿足經(jīng)濟發(fā)展和人們生產(chǎn)生活的需求，變電站的建設(shè)就顯得尤為重要。但是，變電站建設(shè)也帶來了一些困擾，變電站在提供給我們電能的同時，也產(chǎn)生了很多的環(huán)境污染。那么，為了解決這個污染的問題，為了堅持建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的和諧社會，走綠色產(chǎn)業(yè)道路，建設(shè)綠色變電站就顯得極為重要，經(jīng)濟和社會的發(fā)展也日益的更加需要綠色變電站。為此，我們對于綠色變電站的建設(shè)進行了不斷的探索和研究，并取得了一定的成績。

1.1綠色變電站的概念

綠色變電站是指在變電站工作的全部過程中，能夠盡可能的節(jié)約土地、能源、水、材料等資源，環(huán)保、污染少，并且能夠提供安全、合適、穩(wěn)定的工作環(huán)境，能耗少效率高、保護環(huán)境、能夠做到人與自然和諧的變電站。綠色變電站就是要做到人與自然的和諧相處，做到對環(huán)境的少污染無污染，做到高效穩(wěn)定的供電，綠色變電站的設(shè)計理念充分體現(xiàn)了我國現(xiàn)階段的社會經(jīng)濟發(fā)展要求，同時也是我國現(xiàn)代化國家建設(shè)的必然要求，綠色變電站的建設(shè)理論研究和實踐不僅能夠推動我國經(jīng)濟和環(huán)境的不斷進步，而且能夠推動我國電力產(chǎn)業(yè)技術(shù)的突飛猛進。

1.2綠色變電站的評價指標

綠色變電站在我國屬于一個新興事物，在我國并沒有出臺一個綠色變電站的評價指標，雖然在世界上其他國家和地區(qū)起步較早，但是也沒有形成一個統(tǒng)一的評價標準。目前的情況就是，雖然綠色變電站的建設(shè)是大勢所趨，但是各個國家和地區(qū)都沒有一個統(tǒng)一的評價指標。在我國對于綠色變電站的建設(shè)指標，也只能參考綠色建筑的建設(shè)指標進行分析，同時借鑒外國綠色建筑的評價標準，從而盡可能的形成一個完整的、體系化的、可操作的評價指標。

我國從幾年前開始頒布了關(guān)于綠色建筑的標準，先后出臺了《綠色建筑評價標準》和《綠色工業(yè)建筑評價導(dǎo)則》等，與此同時部分省份也因地制宜的頒布了自己的評價指標。這些指標的出臺和實踐操作為我們進行綠色變電站的建設(shè)提供了標準，綠色建筑標準的主要評價內(nèi)容由以下幾個方面組成：節(jié)約用地和土地資源利用；節(jié)約能源和能源利用；節(jié)約水資源和水資源的利用；節(jié)約材料和材料的利用；環(huán)境質(zhì)量評價；運行管理評價等。綠色建筑的評價標準和綠色變電站的評價標準，重點都是走節(jié)約和環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展道路，達到以上指標也是綠色變電站的設(shè)計標準，綠色變電站的設(shè)計要圍繞這些相關(guān)指標展開，并力求充實完備。

2 綠色變電站設(shè)計探討

針對以上幾個參考標準，為了更好的保護環(huán)境，推動電力事業(yè)的發(fā)展，筆者對綠色變電站的設(shè)計進行了以下的探討。

2.1節(jié)約用地和土地資源利用

在變電站的建設(shè)過程中，無論怎么規(guī)劃，最終變電站都是要跟旁邊的環(huán)境共同構(gòu)成一個整體。因此，我們在綠色變電站的選址方面要做到人文和生態(tài)的綠色建設(shè)，因地制宜的利用當?shù)氐挠欣麠l件、氣候以及地形條件進行變電站的建設(shè)。另一方面，我們也要根據(jù)變電站的功能作用，結(jié)合城市建設(shè)規(guī)劃和人們使用的方便，進行合理選址，避免引起群眾抵制事件。

綠色變電站的選址規(guī)劃要跟當?shù)氐某擎?zhèn)建設(shè)規(guī)劃、工業(yè)園區(qū)建設(shè)規(guī)劃、自然保護區(qū)等的規(guī)劃建設(shè)保持和諧統(tǒng)一，要留出一定的預(yù)留用地，方便后期的建設(shè)使用。綠色變電站的建設(shè)不能占用耕地和道路，不能破壞具有開采價值的礦產(chǎn)資源和水流源泉。要盡量避開文物古跡和古墓葬地區(qū)。要積極努力的進行廢棄場地和污染區(qū)域的改造處理，讓這些廢棄的土地成為能夠建設(shè)綠色變電站的新型土地。另一方面，綠色變電站要確保穩(wěn)定的、長期的供電，必須要選址在地殼穩(wěn)定的區(qū)域，避開不穩(wěn)定的區(qū)域。

2.2節(jié)約用水和利用水資源

水資源十分珍貴，我們在建設(shè)綠色變電站的時候也應(yīng)該更加關(guān)注水資源的利用和節(jié)約用水。在變電站的設(shè)計中，應(yīng)該根據(jù)國家的相關(guān)標準進行定額用水，做到合理的使用水資源，避免生活用水的浪費和污染。要積極采用先進的設(shè)備進行生活用水的控制和節(jié)約，同時要做到水資源的充分和循環(huán)使用。

綠色變電站在運行過程中產(chǎn)生的廢水、污水等，要根據(jù)國家規(guī)定的標準進行排放，必須對排污進行嚴格的控制和把關(guān)，做到入口和出口的無一紕漏。

2.3節(jié)約能源和能源的利用

現(xiàn)代社會對能源資源的需求日益突出，能源問題也日益嚴峻，從出現(xiàn)能源危機至今，世界范圍內(nèi)都在呼吁節(jié)約能源，利用可再生能源和走可持續(xù)發(fā)展道路。隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，對能源的消耗和浪費現(xiàn)象也十分嚴重，特別是在建筑方面的能耗不斷增加，變電站的建設(shè)也是其中的一個很大部分。因此，對于我們國家來說，要樹立節(jié)約能源資源的觀念，合理的節(jié)約和使用能源處于十分重要的地位。筆者在此提出了一些關(guān)于綠色變電站建設(shè)中節(jié)約能源和能源利用的建議。

首先，綠色變電站的設(shè)計，要充分考慮當?shù)氐臍夂驐l件、太陽輻射情況、建筑物的方位、以及風(fēng)向和濕度問題等。要根據(jù)建筑物的熱量得失，來進行最終的設(shè)計規(guī)劃，選擇最適合的一種方案。

其次，要通過使用節(jié)能技術(shù)來節(jié)約能源。綠色變電站在施工設(shè)計的時候，要盡可能的使用光伏發(fā)電技術(shù)，做到對太陽光的充分利用，為照明等輔用電提供電能。雖然光伏發(fā)電節(jié)能環(huán)保，但是造價較高，在經(jīng)濟情況能夠滿足的情況下可以在一定的范圍內(nèi)使用該技術(shù)。

最后，綠色變電站應(yīng)該采取自動控制裝置。應(yīng)該在變電站的排風(fēng)系統(tǒng)上設(shè)置具有自動控制功能的裝置，利用該裝置根據(jù)室內(nèi)的溫度自動打開和關(guān)閉風(fēng)機。并且要盡可能的采用新技術(shù)和新設(shè)備來提高能源的利用率，避免能源的浪費和過度損耗。

結(jié)語

綜上所述，在日益進步的今天社會，綠色變電站將能夠發(fā)揮更大的作用，將擁有更加廣闊的發(fā)展前景。綠色變電站的發(fā)展進步需要進行更加深入的探討和研究，也需要更加先進的科技和設(shè)備的投入，綠色變電站應(yīng)該做到大力的推廣和應(yīng)用，為我國的經(jīng)濟發(fā)展增添新的動力。

參考文獻

[1]吳琛.綠色變電站評價指標體系的初步研究[D].華東理工大學(xué)碩士論文，2011（12）.

第3篇

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計;藝術(shù);概念設(shè)計;能源;環(huán)境

引言

由于受傳統(tǒng)的觀念的束縛和經(jīng)濟的制約,結(jié)構(gòu)設(shè)計存在兩大誤區(qū),其一,認為結(jié)構(gòu)設(shè)計就是為建筑物設(shè)計空間骨架,使所設(shè)計的房屋滿足結(jié)構(gòu)的功能要求即可。其二,認為只要貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策,在保證安全可靠的前題下,越經(jīng)濟越好。

以上兩種觀點,只考慮安全、經(jīng)濟,束縛了結(jié)構(gòu)工程師創(chuàng)造性思維。隨著時代的變遷、經(jīng)濟的發(fā)展,人們的精神文明程度和物質(zhì)生活水平不斷提高,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該不僅僅是滿足建筑物結(jié)構(gòu)的功能要求了,還需要滿足建筑的藝術(shù)要求,實現(xiàn)建筑師的構(gòu)想;隨著新技術(shù)、新材料的發(fā)展,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該與時俱進,有所創(chuàng)新;隨著全球的能源問題、環(huán)境問題的日益嚴重,結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)該重視節(jié)約能源、保護環(huán)境等問題。

所以,結(jié)構(gòu)設(shè)計藝術(shù)是結(jié)構(gòu)工程師永遠值得探討的問題。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計的藝術(shù)性

在建筑設(shè)計領(lǐng)域,人們通常認為,結(jié)構(gòu)工程師只能被動地配合建筑師進行工作。 加之我國現(xiàn)行的傳統(tǒng)設(shè)計體制造成結(jié)構(gòu)工程與建筑專業(yè)之間一直存在著技術(shù)共識上的制約,尤其是在建筑設(shè)計的方案階段,往往都毋需結(jié)構(gòu)工程師的參與(或結(jié)構(gòu)工程師就根本不參加),這就進一步限制了結(jié)構(gòu)工程師和筑師之間創(chuàng)造性合作的可能性。這種制約會導(dǎo)致建筑空間形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計理念之間的整個關(guān)系不協(xié)調(diào),并給后續(xù)的設(shè)計階段埋下了種種障礙和矛盾,來回返工,以致最后反過頭來限制和約束了業(yè)主最想要的空間形式及其功能。

習(xí)慣性的傳統(tǒng)設(shè)計往往會給結(jié)構(gòu)工程師造成一種錯覺,以為結(jié)構(gòu)設(shè)計就是“規(guī)范+計算。另外一種更為錯誤的觀點就是將結(jié)構(gòu)設(shè)計理解為“規(guī)范十一體化計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計程序”,充當一個計算機程序的操作者。

實際上,要創(chuàng)造一個令業(yè)主滿意、有效的建筑物,建筑設(shè)計人員和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的能力發(fā)揮是相互關(guān)聯(lián)的,而且應(yīng)該是建筑師和結(jié)構(gòu)工程師創(chuàng)造性合作的共同成果。因此,對一個結(jié)構(gòu)工程師來講,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員絕對不能僅僅是“規(guī)范+計算”,更不是“規(guī)范十一體化計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計程序”,而應(yīng)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計概念、經(jīng)驗、悟性、判斷力和創(chuàng)造力。

在現(xiàn)實中,往往因結(jié)構(gòu)工程師不重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計,對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不進行優(yōu)化,而導(dǎo)致不能滿足業(yè)主需求的實例比比皆是。例如某些大樓中的會議廳中間立數(shù)個直徑一米多的大柱、某些教學(xué)樓教室中墻邊突出較大的柱子等,嚴重影響到使用功能的要求。

真正的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅是一門專業(yè)技術(shù),更是一門藝術(shù),沒有惟一解。結(jié)構(gòu)工程師只有不斷地探索去尋求相對的最優(yōu),才能更好的幫助建筑師開拓空間形式與功能。

一個結(jié)構(gòu)工程師的首要任務(wù)就是在每一項工程設(shè)計的開始,即建筑方案設(shè)計階段,用概念設(shè)計去幫助建筑師開拓或?qū)崿F(xiàn)該建筑物業(yè)主所想要的,或已初步構(gòu)思的空間形式及其使用、構(gòu)造與形象功能。并以此為統(tǒng)一目標,與建筑師一起構(gòu)思總結(jié)構(gòu)體系,并能明確結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系之間的最佳受力特征要求。實踐證明,世界上那些著名的工程實例若在建筑方案設(shè)計階段沒有結(jié)構(gòu)工程師憑借自身擁有的結(jié)構(gòu)設(shè)計概念、悟性、判斷力和創(chuàng)造力去參與構(gòu)思、開拓,是根本無法充分地去實現(xiàn)業(yè)主的理想的。

結(jié)構(gòu)設(shè)計的藝術(shù)性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計方面。概念設(shè)計是展現(xiàn)先進設(shè)計思想的關(guān)鍵,主要任務(wù)就是在特定的建筑空間形式、功能和地理環(huán)境條件下,以結(jié)構(gòu)工程師自身確定的理想承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標,用整體構(gòu)思來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計,并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的之間的最佳受力特征與協(xié)調(diào)關(guān)系。

同樣一個工程項目,可以有著不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,因而可以人為的造成工程造價上的懸殊,得出不同的評價結(jié)果。凡能夠科學(xué)地運用概念設(shè)計,使各項設(shè)計技術(shù)指標在安全可靠、經(jīng)濟合理的范圍之內(nèi),這就是結(jié)構(gòu)設(shè)計的藝術(shù)之處。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計對節(jié)約能源、環(huán)境保護的影響

目前,建筑能耗占全社會商品能耗近30%,并將持續(xù)上升,建筑能源需求快速增長問題已成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展和全面建設(shè)小康社會的主要因素之一。

因此,從節(jié)約能源、保護環(huán)境的角度考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計問題,是這個時代賦予結(jié)構(gòu)設(shè)計的新內(nèi)涵。選擇不同的結(jié)構(gòu)類型對節(jié)約能源、環(huán)境保護有著的明顯的影響。例如,混凝土結(jié)構(gòu),需要耗用大量自來水、大量模板,耗能大。施工時產(chǎn)生噪音,拆除時混凝土不可再生利用,造成大量建筑垃圾,污染環(huán)境。與混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)或鋼―混凝土組合結(jié)構(gòu)等,承載力高,能耗少,大量鋼材可再生利用,施工方便省去模板和支模工序,不會造成嚴重的環(huán)境污染。鋼―混凝土組合結(jié)構(gòu)雖然造價超過混凝土結(jié)構(gòu),但符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。

此外,采用蜂巢空腹樓蓋砼結(jié)構(gòu)體系新技術(shù),可減少熱量的傳遞,隔熱、保溫性能顯著提高,建筑節(jié)能效果尤為顯著。同時還大大減少了樓層噪音的傳遞,克服了上下樓層間的撞擊噪音干擾,對于圖書館、教學(xué)樓、住宅、醫(yī)院、娛樂場所、療養(yǎng)院等建筑,應(yīng)用蜂巢空腹樓蓋砼結(jié)構(gòu)體系新技術(shù),能有效解決噪音問題,特別是撞擊噪音問題。

結(jié)語

能源是國家經(jīng)濟的生命線,能效是可持續(xù)發(fā)展能源政策的基石。未來20年中國將實行“節(jié)能優(yōu)先、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、環(huán)境友好”的可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略,節(jié)約資源已經(jīng)提升到了基本國策的高度。我國建筑能耗由于長期快速增長的趨勢和增量在能源需求增長中的主導(dǎo)地位確定了其在中國能源戰(zhàn)略中的核心地位。

所以,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該和建筑師及其他設(shè)備工程師共同努力,善于與業(yè)主溝通,多宣傳國家建筑節(jié)能降耗的方針、政策。在今后的設(shè)計中,采用新材料、新技術(shù),選擇有利于建筑節(jié)能、減少環(huán)境污染的建筑結(jié)構(gòu)形式。造福于子孫后代,造福于人類。

參考文獻

[1] 高立人等 高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計 中國計劃出版社2005