大工20春新能源發(fā)電大作業(yè)題目參考答案

大工20春《新能源發(fā)電》大作業(yè)及要求注意：從以下5個題目中任選其一作答。題目五：溫差發(fā)電的利用溫差發(fā)電的利用一、海洋溫差發(fā)電原理海水隨著深度愈深，溫度愈低。根據(jù)調(diào)查，南太平洋的海水溫度在水面是攝氏三十度，水面下一百公尺處是二十三度，二百公尺處急降為十四度，五百公尺處就低到七度而已。也就是利用這種溫度差轉(zhuǎn)為能量的。它的基本原理是利用太陽輻射的熱量進入海面以下1米處，就有60%?68%被海水吸收掉了，而幾米以下的熱量已所剩無幾了，即使海面上有波浪攪動，水溫有所調(diào)節(jié)，但水深200米處，幾乎沒有熱量傳到。海洋溫差發(fā)電就是將海洋表面的溫水引進真空鍋爐，這時因壓力突然大幅度下降，溫度不高的溫水也立即變成蒸汽。例如，在壓力為0.031兆帕?xí)r，24℃的水也會沸騰。利用這種溫度不高的蒸汽可以推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，然后用深層的冷海水冷凝乏氣，繼續(xù)使用。從理論上說，冷、熱水的溫差在16.6℃即可發(fā)電，但實際應(yīng)用中一般都在20℃以上。凡南北緯度在20度以內(nèi)的熱帶海洋都適合溫差發(fā)電。例如，我國西沙群島海域，在5月份測得水深30米以內(nèi)的水溫為30℃,而1000米深處便只有5℃,完全適合溫差發(fā)電。二、海洋溫差發(fā)電的技術(shù)難題海洋溫差發(fā)電存在著若干技術(shù)難題，它們是制約技術(shù)發(fā)展的瓶頸。1）熱交換器表而容易附著生物使表而換熱系數(shù)降低，這對整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性影響極大。美國阿貢實驗室發(fā)現(xiàn)，每天進行1小時的間斷加氯，可有效控制生物體附著。但這種方法對環(huán)境有一定影響，因此仍有待于尋找更合適的方法。2）冷水管問題。冷水管是未來n'I'EC技術(shù)發(fā)展而臨的極大挑戰(zhàn)。因為海洋溫差僅200C,所以冷熱海水的流量要非常大才能獲得所希望的功率。而為了減小海水在管內(nèi)流動的壓頭損失，管道直徑必須非常大。據(jù)估計，商業(yè)規(guī)模電站的冷水管直徑應(yīng)在50左右。冷水管必須足夠長，以便其入曰能到達(dá)深層。尤其是岸式系統(tǒng)要求冷水管長度達(dá)2000m，才可到達(dá)600―900m深度。冷水管必須有足夠的強度，以保證30年使用壽命。冷水管的保溫性能也要好，以免冷海水溫度升高影響熱效率。這些問題現(xiàn)在還沒有完全解決。3）開式循環(huán)系統(tǒng)的低壓汽輪機效率太低，這也是開式循環(huán)系統(tǒng)還不能商業(yè)化的重要原因。要達(dá)到海洋溫差能的商業(yè)規(guī)模利用，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，除了解決技術(shù)上的難題以外，還需要考慮另外一些因素。如自然條件和地理位置，只有在赤道附近一定范圍內(nèi)的海域，表層海水溫度達(dá)到25℃以上，才適宜海洋溫差發(fā)電。如果發(fā)電位置與負(fù)荷中心距離太遠(yuǎn)，勢必加大輸電成本;風(fēng)速、海浪、洋流等影響表而溫度穩(wěn)定的因素都對裝置的整體效率帶來直接影響。三、國內(nèi)外溫差發(fā)電技術(shù)的發(fā)展（一）國外溫差發(fā)電技術(shù)的發(fā)展1973年石油危機以后，海洋溫差能的研究工作開始取得實質(zhì)性進展。1979年美國在夏威夷西部海岸建成了一座mini-OTCE發(fā)電裝置,額定功率50kW,凈功率15kW。這是世界上首次從海洋溫差能獲得有實用意義的電力。太平洋高技術(shù)國際研究中心⑴屋^^于1991年11月開始在夏威夷進行開式循環(huán)發(fā)電試驗,并于1993年4月建成發(fā)電功率210kW,凈輸出40~50kW,并產(chǎn)生淡水的裝置。PICHTR還開發(fā)了利用冷海水進行空調(diào)、制冷及海水養(yǎng)殖等附屬產(chǎn)業(yè),在熱帶島嶼顯示出良好的市場前景［9］。日本在海洋溫差能研究開發(fā)方面投資力度很大,并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術(shù)方面領(lǐng)先于美國，迄今共建造了3座海洋溫差試驗電站,均為岸基式。日本的日立造船和里見產(chǎn)業(yè)在印度試驗海水溫差發(fā)電，擬試驗成功后推廣用于發(fā)動機冷卻水和海水的溫差發(fā)電，以供船用發(fā)電設(shè)備。這樣不產(chǎn)生C02,大型化后使發(fā)電成本可達(dá)核電水平，是有發(fā)展前途的發(fā)電方式。由于此技術(shù)適于在表層海水溫度高的地區(qū)實施，印度政府利用1000千瓦級發(fā)電試驗為發(fā)展2萬?5萬千瓦機組打下基礎(chǔ)。若規(guī)模達(dá)10萬千瓦時，單位發(fā)電成本可比火電低和核電水平相當(dāng)。美國洛克希德公司與美國能源部簽署了建造一個由玻璃纖維與合成材料建造的管道原型合同。2009年與美國海軍研究用溫差能解決關(guān)島上海軍陸戰(zhàn)隊用電和淡水的問題。（二）國內(nèi)溫差發(fā)電技術(shù)的發(fā)展中國的海洋溫差能儲量比較豐富，但研究工作起步晚。20世紀(jì)80年代初，中國科學(xué)院廣州能源研究所、中國海洋大學(xué)和天津國家海洋局海洋技術(shù)中心研究所等單位開始溫差發(fā)電研究。1986年廣州研制完成開式溫差能轉(zhuǎn)換試驗?zāi)M裝置，利用30℃以下的溫水，在溫差20℃的情況下，實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。1989年又完成了霧滴提升循環(huán)實驗研究，有效提升高度達(dá)20m，1989年，該研究所還對開式循環(huán)過程進行了實驗室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的實驗臺，霧滴提升高度為當(dāng)時同類設(shè)備的最高值。2004-2005年，天津大學(xué)完成了對混合式海洋溫差能利用系統(tǒng)理論研究課題，并就小型化試驗用200W氨飽和蒸汽透平進行了研究開發(fā)。國家海洋局第一海洋研究所在“十一五”期間重點開展了閉式海洋溫差能利用的研究，完成了海洋溫差能閉式循環(huán)的理論研究工作，并完成了250亞小型溫差能發(fā)電利用裝置的方案設(shè)計，2008年，承擔(dān)了“十一五”科技支撐“15千瓦海洋溫差能關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的研制”課題。四、海洋溫差能的利用理論上，OTEC的效率約為3%，扣除發(fā)電系統(tǒng)中的機械損失后，實際效率僅約2%，而燃煤火電廠的效率為30%，因此僅從發(fā)電上看比常規(guī)能源發(fā)電成本高。海洋溫差能是一種全面的資源系統(tǒng)，評價其開發(fā)利用在商業(yè)上取得成功的關(guān)鍵不僅要看發(fā)電，而且要考慮獲得淡水、海水養(yǎng)殖、制冷空調(diào)等的綜合效益。因此，要充分發(fā)揮海洋溫差能的優(yōu)勢，圍繞海洋熱能發(fā)電技術(shù)的開發(fā)，積極開展海洋資源的綜合利用。海洋溫差能的綜合利用途徑：1海水淡化開式循環(huán)和混合式循環(huán)系統(tǒng)本身就是一個海水淡化器，開式循環(huán)的冷凝水和混合式循環(huán)蒸發(fā)器的冷凝水就是淡水，可供人們飲用或農(nóng)業(yè)利用。在太平洋島嶼上，淡水的市場價格達(dá)到1-4.60美元/千加侖（0.27-1.21美元/升），在沒有地下水資源的地方價格會更高。而在太平洋島嶼上1.5MW（電）凈功率開式海洋溫差發(fā)電系統(tǒng)則可日產(chǎn)淡水300萬升。美國太平洋高技術(shù)研究國際中心設(shè)計了一個多功能的MW級OTEC系統(tǒng)，除發(fā)電以外，佑計每天可產(chǎn)淡水4750m3,足夠2萬人使用。2制冷和空調(diào)排放的深層冷海水一方面可以用來冷凝淡水，還可以用于冷水空調(diào)系統(tǒng)中。研究表明，一家有300間客房的酒店使用1MW的MP-OTEC系統(tǒng)的冷水用于空調(diào)，其運行費用僅為常規(guī)空調(diào)的25%。3海水養(yǎng)殖深海冷水含有豐富的氮、磷、硅等營養(yǎng)鹽類，十分有利于海水養(yǎng)殖。據(jù)計算，一座4萬kW的OTEC電站，其深海水流量約800m3/s。這些海水每年可輸送約8000噸的氮到海洋表層，能增產(chǎn)8萬噸干海藻或800噸魚。事實上，海洋養(yǎng)殖的開發(fā)是成功的。夏威夷海洋農(nóng)場用一種稱為“綜合養(yǎng)殖”的方法養(yǎng)殖鮮魚、鮑魚、海膽和牡蛹。實驗表明，鮮魚和海藻在一起都生長得很好，海藻為鮮魚提供氧氣，鮮魚的排泄物則成為海藻的肥料;而牡蛹食動物的作用，保持水池清潔;鮑魚和海膽放在不同的水槽內(nèi)，供海藻生長。目前在夏威夷，由OTEC派生的海水養(yǎng)殖業(yè)已投入5000萬美元，用于養(yǎng)殖龍蝦、比目魚、海膽和海藻。4熱帶農(nóng)業(yè)夏威夷大學(xué)首先提出把冷海水用于農(nóng)業(yè)的想法。在地下埋一排冷水管，創(chuàng)造出熱帶地區(qū)沒有的低溫氣候環(huán)境。此系統(tǒng)由于大氣中的水分子在管子表面上的冷凝還可以產(chǎn)生滴灌效果。使用此方法，可以在熱帶地區(qū)終年生產(chǎn)草荀和其他春季收獲的谷物和花卉。經(jīng)過幾年的研究，商業(yè)開發(fā)人員已建起一個占地4100m2的試驗點。五、結(jié)論海水溫差能作為一種清潔、可再生的能源，具有很好的發(fā)展前景。其開發(fā)、利用對我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要的現(xiàn)實意義。迄今為止，海洋溫差發(fā)電技術(shù)的研究在熱動力循環(huán)方式、高效緊湊型熱交換器、微型透平、工質(zhì)選擇以及海洋工程技術(shù)等方面均已取得長足的發(fā)展，很多技術(shù)已漸趨成熟。對海洋溫差發(fā)電及其相關(guān)技術(shù)展開研究，是一項考慮長遠(yuǎn)可持續(xù)能源需求的高技術(shù)投資項目。雖然不能指望它很快見到實效，但是它在未來能源資源的多樣化、可持續(xù)化中的作用，以及它的環(huán)境效益和長遠(yuǎn)經(jīng)濟效益都將難以估量。以下內(nèi)容可以刪除：（一）非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系產(chǎn)生的原因非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系是從標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系發(fā)展而來。標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系是一種典型的勞動契約關(guān)系，產(chǎn)生于資本主義社會，并一直延續(xù)至今。自20世紀(jì)60年代始，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，信息技術(shù)的普遍應(yīng)用，各國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，進而要求勞動力作為生產(chǎn)要素流動性增強，靈活就業(yè)、彈性就業(yè)需求增大。因為，在工業(yè)、機械制造業(yè)占主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式下，固定用工制度、長期就業(yè)合同是主流的用工和就業(yè)形式，但隨著商業(yè)、服務(wù)業(yè)的不斷擴大，簡單、統(tǒng)一的傳統(tǒng)就業(yè)形式已經(jīng)不能滿足勞動關(guān)系雙方主體的自身需求，取而代之的應(yīng)是形式靈活、富于彈性的就業(yè)形式，非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系也就應(yīng)運而生。一方面，企業(yè)可以根據(jù)市場的需求變化，通過靈活多樣的用工形式來雇傭非核心員工，彈性用工能夠降低企業(yè)勞動力成本，提高企業(yè)競爭力，追逐利益最大化?！捌髽I(yè)想要更好的迎接全球化帶來的巨大的挑戰(zhàn)，人力資源的運用必須要有彈性，也就是勞動彈性化。”另一方面，隨著社會的發(fā)展，人們的就業(yè)觀念發(fā)生了重大變化，更多的人認(rèn)為工作的目的不僅僅是為了生存，而是為了實現(xiàn)自身的價值，人們不再愿意從事那種傳統(tǒng)的束縛于單位的就業(yè)形式，而更愿意尋找一種適合自己意愿的、滿足自己愛好的、更加自由的就業(yè)方式，從而擁有更多屬于自己的自由時間和空間來安排自己的生活、實現(xiàn)個人的價值，近年來興起的SOHO一族就是典型例證。SOHO是SmallOfficeHomeOffice（小辦公室、居家辦公室）的縮寫，它是指個人以自己的家或小型場所為辦公室而從事工作的小型事業(yè)體（個體戶）。SOHO代表了一種自由的新型就業(yè)方式，其工作場所不固定，工作時間自由，收入高低也不確定，特別適合與高新科技、信息技術(shù)相關(guān)工作的勞動者，如軟件程序員、網(wǎng)絡(luò)工程師、記者、編輯、自由撰稿人、音樂制作人、廣告工作者、咨詢師等。（二）非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系面對的挑戰(zhàn)我國的非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系是在市場經(jīng)濟快速發(fā)展，就業(yè)形式日益嚴(yán)峻的大背景下產(chǎn)生并發(fā)展起來的，更多的是緩解就業(yè)壓力的產(chǎn)物。由于國有企業(yè)改革，我國的城鎮(zhèn)失業(yè)率一直居高不下，而傳統(tǒng)的僵化的固定就業(yè)模式剛性太大，不利于緩解就業(yè)壓力。非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系對于降低用人單位的用工成本、方便勞動者自由選擇勞動時間、緩解就業(yè)壓力、擴大就業(yè)機會等作用越來越突出，正成為就業(yè)的重要渠道，使勞動關(guān)系呈現(xiàn)出多元化、復(fù)雜化格局。非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系突破了標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系的內(nèi)涵，對原有的勞動關(guān)系法律調(diào)整機制提出了新的挑戰(zhàn)。隨著非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系的不斷發(fā)展，我國傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系法律調(diào)整體系已經(jīng)越來越不適應(yīng)非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系調(diào)整的需求。非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系對傳統(tǒng)法律的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：.法律適用和勞動主體方面我國現(xiàn)行的勞動法律主要以標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系為主，很多非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系被排斥在基本法律調(diào)整的范圍之外。止匕外，我國《勞動法》主要覆蓋的是傳統(tǒng)行業(yè)的勞動者，范圍狹窄。非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系就業(yè)人員中有些是在《勞動法》或者《勞動合同法》調(diào)整范圍之內(nèi)，如勞動者派遣關(guān)系中的勞動者等，但還有很多人被排斥在這兩部法律的調(diào)整之外，如家政人員等。我國非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系調(diào)整的現(xiàn)狀要求勞動主體適用范圍必須擴大。.勞動關(guān)系的建立方面根據(jù)《勞動法》的規(guī)定，只有用人單位與勞動者之間才能建立勞動關(guān)系。用人單位可以是企業(yè)也可以是個體經(jīng)營者，但不能是個人。但是在非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系領(lǐng)域，用人的一方有可能是個人、家庭和自營經(jīng)濟實體等。不屬于《勞動法》規(guī)定的用人單位，因此這種法律關(guān)系不受勞動法的調(diào)整。因此，很長時間以來，非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系就業(yè)人員與用人方之間僅被視為具有平等主體之間的民事權(quán)利義務(wù)關(guān)系。發(fā)生民事權(quán)益問題，按民事訴訟的程序處理。實際上，無論是標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系就業(yè)還是非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系就業(yè)，都是具有勞動能力的公民從事為國家和社會承認(rèn)的社會工作，并以此獲得用以維持本人及家庭生活的勞動報酬或者經(jīng)營收入。因此，將非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系放在勞動關(guān)系調(diào)整之外不符合非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系的本質(zhì)特征，也容易導(dǎo)致非標(biāo)準(zhǔn)勞動關(guān)系就業(yè)人員喪失本該享有的勞動權(quán)利。.勞動關(guān)系和雇傭關(guān)系的處理勞動關(guān)系中對勞動者的保護比較全面，它包括了勞動過程中的各項權(quán)利，除法定的勞動標(biāo)準(zhǔn)外，還包括無過錯責(zé)任的工傷保護原則和接觸勞動關(guān)系的補償原則等。而雇傭關(guān)系中的勞動者的權(quán)利僅受私法的調(diào)整，按照平等主體之間的民事權(quán)利義務(wù)關(guān)系來處理，如出現(xiàn)勞動中的人身傷害，只能根據(jù)過錯程度來分擔(dān)責(zé)任。但實際上，雇傭關(guān)系跟勞動關(guān)系在本質(zhì)上是相同的，因為兩種關(guān)系中間的勞動者都不擁有生產(chǎn)資料且勞動的目的都是生產(chǎn)過程和獲得勞動報酬，而且雇傭關(guān)系和勞動關(guān)系一樣，具有從屬性，雇員接受雇主