我国西北综合能源基地构建的意义及其潜在环境影响分析

发布时间：2017-03-18 12:08

  本文关键词：我国西北综合能源基地构建的意义及其潜在环境影响分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：能源利用技术的发展与社会文明的进步显著提升了人类的生活水平,但人类对于地球资源的过度开发及使用导致了资源枯竭并对地球环境造成了极大的破坏,威胁地球可持续发展的能力。随着风力发电、太阳能发电、特高压输电、储能等技术的不断发展,清洁可再生能源大规模替代化石能源已是必然趋势。国家主席习近平同志提出了构建全球能源互联网的倡议。在能源开发及能源消费上分别实现清洁替代和电能替代的能源革命不断加速,大型清洁能源基地建设与互联也逐步展开。全球能源互联网是迄今为止人类所提出的最宏大的工程设想,其构建不仅需要动用大量的人力、物力、财力资源,而且会对地球生态环境产生重要影响。迫切需要对全球能源互联网构建中可能产生的影响进行提前分析和评估。在全球能源互联的大背景下,本文主要论述了我国构建西北大型可再生能源基地的战略意义,研究了在西北戈壁地区建设大型光伏电站对地表环境的影响。主要内容包括以下三点：(1)在综述我国西北地区风能、太阳能资源分布情况以及风电、太阳能发电技术,电网技术和储能技术发展现状的基础上,提出了构建西北大规模清洁能源基地作为全球能源互联网可再生能源核心基地之一的构想,并系统论述了该基地的建设对于世界能源中心变迁所产生的影响以及在亚洲超级电网构建过程中的支撑作用。(2)我国西北地区土壤中的水平衡是影响生态状况的关键因素。针对大规模发展光电对地表土壤水汽蒸发影响问题,以地温为关键变量,建立了光电对环境影响的热力学模型；开发了相关程序,系统分析了戈壁大规模铺设光伏电池板后对土壤蒸发的影响。研究表明,大规模铺设光伏电池板使得当地地表温度降低,蒸发力减弱,有助于土壤保水。(3)针对大规模发展光电影响地表风速问题,本文利用了流体力学软件Airpak,建立了太阳能电站对地表风速影响的模型,并进行了多算例分析。研究结果表明,铺设电池板区域的风速明显低于未铺设电池板的区域。说明大规模太阳能电站建设有利于降低铺设区域风速,从而减轻土壤风蚀程度,有利于植物生长,缓解土地沙化趋势,最终改善环境。限于时间,相关工作仅是初步研究结果,后续还需进行更加细致深入的研究。
【关键词】：全球能源互联网 可再生能源 西北综合能源基地 地温 蒸发力 风速 荒漠化
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F426.61;X24
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 全球可持续发展面临的能源挑战11-15
• 1.2 全球可持续发展面临的环境挑战15-20
• 1.3 全球能源互联网构建的愿景和意义20-21
• 1.4 大规模集中开发可再生能源面临的问题21-23
• 1.5 本文的主要工作23-24
• 第2章 西北大型可再生能源基地对构建全球能源互联网的战略意义24-35
• 2.1 我国西北可再生能源发展潜力评估24-28
• 2.1.1 我国西北部地区发展大规模可再生能源的环境背景24-27
• 2.1.2 我国西北部地区发展大规模可再生能源的技术背景27-28
• 2.2 建设西北大型可再生能源基地潜在的问题28-30
• 2.3 西北大型可再生能源基地在全球能源优化配置中的意义30-34
• 2.3.1 西北大型可再生能源基地影响世界能源中心变迁30-32
• 2.3.2 西北大型可再生能源基地在构建亚洲能源互联网中的支撑作用32-34
• 2.4 小结34-35
• 第3章 大规模光电开发对地温及蒸发力的影响35-52
• 3.1 荒漠中大规模光电开发的环境问题35-36
• 3.2 大规模铺设光伏电池板对地表土壤水蒸发影响模型36-43
• 3.2.1 地温模型36-43
• 3.2.2 基于Penman修正公式的土壤蒸发力模型43
• 3.3 程序设计与算例仿真43-50
• 3.3.1 程序设计43-44
• 3.3.2 算例介绍44-45
• 3.3.3 仿真结果分析45-50
• 3.4 小结50-52
• 第4章 大规模光电开发对近地表风速的影响52-66
• 4.1 研究背景意义52
• 4.2 空气动力学背景52-53
• 4.3 基于AIRPAK软件的模型建立综述53-58
• 4.3.1 物理模型建立53-54
• 4.3.2 基本参数设置54-56
• 4.3.3 建立边界条件56-57
• 4.3.4 网格生成与计算57-58
• 4.4 算例仿真58-65
• 4.4.1 仿真结果生成58-59
• 4.4.2 仿真结果分析59-65
• 4.5 小结65-66
• 第5章 结论与展望66-68
• 5.1 本文总结66
• 5.2 工作展望66-68
• 附录68-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间取得的成果80-81
• 学位论文评阅及答辩情况表81

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