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LY混动车构成的微电网,是一种新的分布式能源

2019-04-01 09:31
lightyear
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LY混动车构成的微电网,是一种新的分布式能源(未经许可,请勿转载)。

摘要:

A LY混动车存在发动机小,热效率低的缺点。通过发动机余热利用可以弥补,能量利用效率更高。

B LY混动车、各种燃料,余热利用和电能使用构成了新的分布式能源系统。

C 小功率发电电动机、小排量发动机的效率仍有提升效率的空间。

LY混动车构成的微电网,是一种新的分布式能源

图 1 LY混动测试车结构框图

如图1、LY混动车存在一个非常大的缺点,那就是小排量的发动机效率相比较火力发电厂、燃气发电厂低。而LY混动车发电机需要适合驱动工况、还要适合发电。二者兼顾其电能转换效率会低一些。

有一种能源系统可以弥补LY混动车的缺陷。

LY混动车构成的微电网,是一种新的分布式能源

图 2 LY混动车组成的分布式能源

这种能源系统是“分布式能源”(distributed energy resources),其广泛被接受的定义如下: 分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主,可再生能源为辅,利用一切可以利用的资源;二次能源以分布在用户端的热电冷(值)联产为主,其他中央能源供应系统为辅,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用,并通过中央能源供应系统提供支持和补充;在环境保护上,将部分污染分散化、资源化,争取实现适度排放的目标 ;在能源的输送和利用上分片布置,减少长距离输送能源的损失,有效地提高了能源利用的安全性和灵活性。

LY混动车将会构建一个分布式发电的微电网系统,这样的分布式发电系统将会取代充电桩。LY混动车的能源可以是管道天然气、煤气、沼气、汽油、柴油、二甲醚、甲醇、乙醇等等燃料。

车载发动机通常是汽油、柴油等液态燃料为主。而非车载发动机以气态的燃料如沼气,煤气,天然气为主。非车载发动机可以做得非常笨重、热电效率高。还可以充分利用余热。

下面通过简单易懂的举例说明。科普说明LY混动车构建一个分布式能源微电网系统是有效率的。

以生活有机废弃物,如餐厨垃圾、粪便、厨余垃圾为原料发酵,每一吨餐厨垃圾、或菜市场变质蔬菜可以产生80~120标方沼气。每标方沼气发电1.6~2.2度电。沼气池容积需要100~150立方米,外加一个气柜。需要一辆LY混动车作为发电平台,发电能力是15KWe。每天发电时长约12~18小时,发电128~264度。发电效率28%~40%,余热利用40%~30%,也就是还可以获得640~720MJ的余热。可以作为取暖或热水供应。这样的整体利用效率超过70%。目前所有废弃有机物都是需求成本去处理的,而LY混动车和沼气利用,将使得处理成本降低,并获得较大收益。

如果是天然气,或者煤炭就地气化得到的水煤气,其利用效率也是一样的。煤炭自热重整制水煤气,然后利用LY混动车发电,并给寒冷的冬天供暖。将会是一个非常有竞争力的方案,能源利用效率高,有可能是煤炭清洁利用的一个方向。利用天然气与LY混动车发电,发电量仅供车载电池充电。那么所产生的热水足够家庭热水供应,每标方天然气可发电3~5度,按最低3度计算,折合每度电燃料成本1元。还可以获得免费的热水。

由上面的分析知道,非车载发电增程系统,主要通过利用更便宜的燃料,并将余热进行利用。降低了成本,提高了能源利用效率。可是车载发电呢?

而车载发动机发电机效率30%,也比煤电40%,天然气60%低很多。这样的发电还是有效率的吗?车载发电的燃料运送不计入的话(车载燃料种类多,多取自能源消耗地附近燃料,运送成本低)。整体效率车载发电机仍比煤电高,煤电40%热电效率是当前最高水平了。电网输送需要成本(平均电网输配电成本在电价的28%以上)。电网输配电还会有损耗。按权威数据全国平均电网损耗在6%左右,而电能经过充电桩到电池,电池到电动机入口端的效率目前整体数据在80%。也就是说煤电从煤热能到电动机入口效率是0.4*0.94*0.8=0.3。也就是说煤电的只有约30%效率到电动车。而车载发动机发电直接接入电动机,并且车载发动机较好的热效率也可以达到40%,发电效率达到36%是较容易的。

以上的假设、分析的非常肤浅。只是作为目前在做LY测试车的预判,最终LY测试车将会测量上面所写的效率数据。

本分所写的分布式能源,及沼气利用、小排量发动机等技术,在当前技术水平下均不具备经济竞争力。但是,一旦LY混动车这一个热电联产免费平台建立。这些技术将获得较优的经济价值。

作者介绍:lightyear

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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