风光互补路灯的设计—论文.doc

风光互补路灯的设计 系别 班级 专业 学号 姓名 指导老师第1章绪论 1.1研究背景及意义 随着人类对能源消费的日益剧增，化石燃料能源面临着逐渐枯竭的危险，严重制约着我国经济的可持续发展，同时由于化石燃料能源大量燃烧，造成了人类生活环境的日益恶化，在经济可持续发展环境下迫使人们不得不思考开发利用新能源。人类生存依赖能源，社会发展离不开能源，能源资源是国民经济发展的重要基础之一。随着我国经济的高速发展，能源的缺口增大，能源安全及能源在国民经济中的地位越显突出。因此，党中央和国务院再三指出：要注重能源资源节约和合理利用，要大力倡导节约能源资源的生产方式和消费方式，加快建设节约型社会。能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题，快速发展的经济对能源的需求日益增加，巨大的电力缺口导致对煤、石油、天然气等不可再生资源的消耗迅猛增长，而这些资源的储量越来越少。能源危机日趋严重。新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。科学技术的不断发展使太阳能逐渐走入我们寻常的生活，太阳能光伏发电及应用解决了路灯耗电、建设成本高的问题，配合以风力发电机的风光互补路灯更是充分利用了自然能源。 我国是世界上能源结构以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国。我国能源资源“高增长、高消耗、高污染”，使我们正面临严峻的能源形势。近10年来，我国石油消费增长率达到7%，而同期石油产量年增长速度仅为1.8%，石油供应形势十分严峻。2003年我国进口原油9112万吨，对外依存度达35%。面对50%的进口石油，我国石油安全形势令人担忧。我国煤炭资源总藏量位居世界第一，可采储量2406亿吨，位居世界第二。煤炭约占我国化石能源的95%和储量约90%。尽管我国煤炭资源丰富，但形势不容乐观。一是煤炭资源勘探程度低，已查明资源中精查和详查资源只有42%，煤炭供给能力不足。二是经济可采储量少，人均占有量仅145t，低于世界平均水平。三是煤炭资源利用率低，资源浪费严重。全国煤炭回收率仅15~20%，与国外85%的先进水平相比相差甚远。四是我国煤炭超过60%的产量用于发电，即世界每使用3t煤，其中就有1t是在中国烧掉的。而燃煤造成了环境的严重污染，目前我国二氧化硫排放量位居世界第一，二氧化碳、氧化亚氮等温室气体的排放量位居世界第二。五是煤炭生产安全隐患多，事故频繁发生。 必须清醒地看到，我国能源资源形势是严峻的。石油、煤作为重要的化石能源，是不可再生的资源，总有一天会消耗殆尽。因此，从我国目前能源生产和能源消费的实际情况出发，积极调整我国能源结构，在合理开发、综合利用和注重节约能源资源的同时，大力开发新能源和可再生能源，是保障我国经济可持续发展的要求。新能源和可再生能源对环境生态不产生或很少产生污染，既是近期急需的补充能源，又是未来能源结构的基础。世界各国越来越认识到，一个能够持续发展的社会，应该是既能满足社会的需要，又不危及后人前途的社会。因此，节约能源、提高能源利用效率、尽可能多地使用清洁能源替代含碳量高的矿物燃料，坚持走社会、经济、资源、环境协调发展道路，应是我国能源建设所必须遵循的原则。太阳能和风能是目前开发利用程度比较高的两种可再生能源，但它们都有不稳定性和间歇性等缺点，而风光互补可以很好地解决这一问题，由此拉开了风光互补应用这一崭新的大幕，风光互补路灯就这样应运而生了。 建设风光互补路灯，可以实现太阳能和风能的互补利用，显著提高能源的利用率，对于解决偏远地区人们的生产生活用能问题具有重要的现实意义。同时可以减少环境污染，保护生态环境，实现有害气体的“零排放”，实现经济的可持续发展。具有良好的社会效益、经济效益、环境效益和生态效益。 1.2我国太阳能资源概述 在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。从中国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，这里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如人们称为日光城的拉萨市，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68%，年平均晴天为108.5d、阴天为98.8d，年平均云量为4.8，年太阳总辐射量为8160MJ/m2，比全国其他省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小，尤其是四川盆地，那里雨多、雾多、晴天较少。为了按照各地不同条件更好地利用太阳能，20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少，将全国划分为如下5类地区： (1)一类地区 全年日照时数为3200~3300h。在每平方