10年計(jì)劃的目標(biāo)是新裝太陽能發(fā)電21 000 kW(21 MW)，此外還有風(fēng)力發(fā)電、太陽能熱利用、廢棄物燃燒發(fā)電、汽輪機(jī)的廢熱供熱等。折算為原油發(fā)電可節(jié)約82 195 kL/g。CO2減排量為31 130 t/g。提出的兩個(gè)口號(hào)是“清潔能源循環(huán)利用的城市”、“21 世紀(jì)新型都市———巖木市”。

　　3.2 前期工作

　　根據(jù)員怨怨苑年日本交通省的新能源規(guī)劃已將巖木市作為試點(diǎn)，具體是在學(xué)校、公園、道路、公共場所等引入太陽能發(fā)電裝置約300 kW，并形成新能源管理網(wǎng)絡(luò)。該設(shè)計(jì)已在1997—圓園園源年期間實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的概要圖如圖8 所示。圖中，每一設(shè)施均應(yīng)用太陽能電池板供電，系統(tǒng)之間用直流300 V母線連接，并經(jīng)逆變器變換為交流200 V。交流電經(jīng)升壓變壓器升至6 600 V，以構(gòu)成交流供電網(wǎng)絡(luò)。交流網(wǎng)絡(luò)一方面可與市電電網(wǎng)聯(lián)系進(jìn)行能量的雙向流動(dòng);另一方面將信號(hào)送至PV 管理中心，進(jìn)行電力的集中管理、分配、信息儲(chǔ)存，以便系統(tǒng)安全、連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)市電停電時(shí)，可由預(yù)先儲(chǔ)備的300 A·h蓄電池組供電，大約可以維持一天的基本用電。因此，該系統(tǒng)同時(shí)具備了城市防災(zāi)功能。

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　　上述工程費(fèi)用概算為8 億圓000 萬日元(折算人民幣為5 億元)，由國家、市政府、地區(qū)開發(fā)振興公司三方各負(fù)擔(dān)1/3。

　　3.3 新能源概要

　　根據(jù)10 年計(jì)劃走資源循環(huán)的路，建立全新的巖木市的總目標(biāo)，具體的實(shí)施和階段分解如下。

　　3.3.1 制定政策的背景

　　1)世界性的能源緊缺能源消耗逐年增大;對石油依賴過高;節(jié)省能源意識(shí)淡薄。

　　2)依靠新能源解決問題太陽能發(fā)電;太陽能熱利用;風(fēng)力發(fā)電;廢棄物燃燒發(fā)電;利用汽輪機(jī)產(chǎn)生的廢熱來供熱。

　　3)建立能源循環(huán)式都市的設(shè)想解決地球環(huán)保問題，環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng);抗災(zāi)能力增強(qiáng);未來成為能源供給長期穩(wěn)定的城市。

　　3.3.2 各種新能源經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)

　　1)從節(jié)能減排效果相比較太陽能發(fā)電寅風(fēng)力發(fā)電寅電動(dòng)汽車寅太陽能熱利用寅廢棄物發(fā)電。

　　2)從投資大小相比太陽能熱利用寅廢棄物發(fā)電寅電動(dòng)汽車寅太陽能發(fā)電。

　　3)從能源獲取開采量相比較太陽能熱利用寅太陽能發(fā)電寅風(fēng)力發(fā)電寅廢棄物發(fā)電。

　　4)綜合評(píng)價(jià)太陽能發(fā)電寅太陽能熱利用寅電動(dòng)汽車寅廢棄物發(fā)電寅風(fēng)力發(fā)電。

　　3.3.3 節(jié)能減排指標(biāo)

　　1)新能源發(fā)展新增功率和機(jī)臺(tái)數(shù)太陽能發(fā)電21 000 kW;太陽能熱利用15 100 kt;風(fēng)力發(fā)電3 500 kW;廢棄物熱利用760 kt;清潔能源或電動(dòng)汽車12 300 臺(tái);汽輪機(jī)廢氣供熱24 690 kW。

　　2)CO2減排量太陽能發(fā)電3 820 t;太陽能熱利用10 910 t;風(fēng)力發(fā)電280 t;廢棄物發(fā)電及熱利用5 430 t;電動(dòng)汽車36 000 t;汽輪機(jī)廢氣供熱7 090 t;合計(jì)31 130 t。

　　3)節(jié)省原油(折算后) 太陽能發(fā)電5 285 kL;

　　太陽能熱利用15 100 kL;風(fēng)力發(fā)電380 kL;廢棄物發(fā)電及熱利用7 510 kL;汽輪機(jī)廢氣供熱43 690 kL;合計(jì)之后為82 195 kL;占原油總消耗量的19.2%。

　　3.3.4 全市多部門分工

　　1)政府、行政部門形象工程和示范工程展示，提供信息、提供后援。開發(fā)順序?yàn)樘柲馨l(fā)電寅熱利用寅風(fēng)力發(fā)電寅廢棄物處理寅電動(dòng)(或清潔能源)汽車等。

　　2)市民主要是在各自住宅安裝太陽能發(fā)電裝置和太陽能熱水器，使用清潔能源(如天然氣)或電動(dòng)汽車等。

　　3)企業(yè)太陽能發(fā)電和電動(dòng)汽車開發(fā);提供各種節(jié)能技術(shù)、信息;開辦向市民普及“新能源技術(shù)”的各種培訓(xùn)班。

　　3.4 前期工作節(jié)能效果

　　巖木市1997 年已建立300 kW太陽能發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)將節(jié)能效果綜述如下：

　　1)年發(fā)電量29 萬5 800 kW·h(約80 戶家庭的年用電量);

　　2)CO2減排折算量56 t;

　　3)節(jié)省原油(核算)苑2 000 t。

　　按發(fā)展計(jì)劃，2004 年起計(jì)劃增加560 kW 的太陽能發(fā)電裝置和350 kW的風(fēng)力發(fā)電裝置。

　　形象化的展示該市的PV管理中心于2001 年12 月員員日和員圓日開通，如圖9 所示，顯示了2001 年員圓月員圓日日照強(qiáng)度和每日緣：00耀19：00的不同發(fā)電量。

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　　4 對我國太陽能發(fā)電發(fā)展的一些設(shè)想

　　在國際上，發(fā)達(dá)國家(如美、日、德)為促進(jìn)太陽能發(fā)電的發(fā)展一般有兩種途徑：一是給私人用戶購置新能源裝置(部件)，給予一定金額補(bǔ)助，例如日本補(bǔ)助50%;二是私人設(shè)置的太陽能發(fā)電站可以把富余的電力送入國家電網(wǎng)，俗稱“賣電”，但需辦理一定的申請手續(xù)，如訂合同書，由電力公司安裝“逆潮流供電”電表，檢驗(yàn)太陽能發(fā)電裝置技術(shù)上是否符合上網(wǎng)條件等。如果裝置容量足夠大，業(yè)主可從賣電中得到相當(dāng)?shù)睦妗?/p>

　　我國至今對新能源發(fā)展未制定優(yōu)惠政策，但從2009 年開始“節(jié)能”、“減排”呼聲很高，有關(guān)部門已開始論證此問題。有關(guān)專家認(rèn)為，可以從將大電網(wǎng)集中供電改為分布式供電入手。

　　在現(xiàn)代社會(huì)中，用戶不滿足于傳統(tǒng)的供電方式，對供電的可靠性和穩(wěn)定性的要求越來越高。以新能源為主的分布式電源，由于可以設(shè)置在用戶附近，又可以作為中、小規(guī)模工廠的自備電源，正在世界范圍內(nèi)迅速普及。在這種新的形勢下，為實(shí)現(xiàn)高供電可靠性、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廉價(jià)電能，同時(shí)減少對環(huán)境的影響，有必要構(gòu)建符合時(shí)代要求的分布式發(fā)電系統(tǒng)。在我國能源供需矛盾增加、環(huán)保壓力增大的情況下，分布式發(fā)電有著良好的發(fā)展前景。

　　分布式發(fā)電所利用的新能源包括太陽能、風(fēng)能、潮汐、波浪和地?zé)岬茸匀荒茉?。分布式發(fā)電有個(gè)概念叫作“自己發(fā)，自己用”，減少發(fā)電上網(wǎng)比例，會(huì)有效緩解阻礙能源發(fā)展的上網(wǎng)瓶頸問題。另外，分布式發(fā)電還能為推廣新能源開拓全新途徑。

　　因?yàn)椴徽擄L(fēng)電、太陽能還是其他發(fā)電形式，都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是能源密度低、發(fā)電設(shè)備占地面積大。而分布式發(fā)電利用了每家每戶的屋頂和其他地方，使其成為一個(gè)個(gè)小的電源點(diǎn)，正好解決了新能源密度低、占地面積大的問題。

　　目前，我國發(fā)展分布式發(fā)電有三大問題需要解決。

　　一是對開展分布式發(fā)電的意義認(rèn)識(shí)不足。由于分布式發(fā)電在國外剛開始普及，所以我國的許多科技人員都不熟悉分布式發(fā)電的基本概念，更提不上積極去推動(dòng)該項(xiàng)工作。基于上述原因，首先需要普及分布式發(fā)電的概念，做法和意義，讓相關(guān)人員了解什么是分布式發(fā)電，以及分布式發(fā)電在提高電力系統(tǒng)的可靠性、節(jié)能和環(huán)保中的作用。

　　二是缺少相應(yīng)的法律和法規(guī)。分布式發(fā)電系統(tǒng)的建立，需要解決電力系統(tǒng)對分布式發(fā)電設(shè)備的準(zhǔn)入問題。應(yīng)制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更需建立相關(guān)的法律和法規(guī)，這些目前為系統(tǒng)中某些電力企業(yè)的利益所制約。此外，要制定考慮各方利益的分布式發(fā)電電能的上網(wǎng)電價(jià)。對于相關(guān)的投資、回報(bào)等也都要制定相關(guān)的法規(guī)。

　　三是缺少前期研究。傳統(tǒng)的輸電方式中，潮流基本穩(wěn)定，而分布式發(fā)電則會(huì)發(fā)生潮流的頻繁改變，因而分布式電力系統(tǒng)的保護(hù)和控制要滿足相應(yīng)的要求。國外雖然已有許多相關(guān)研究和設(shè)備的開發(fā)，但在引進(jìn)國外技術(shù)的同時(shí)，還需要開發(fā)適合我國國情的分布式發(fā)電技術(shù)和設(shè)備。

　　電力電子和變頻技術(shù)工作者在新能源發(fā)展過程中要作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。以最熱門的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電來說，最重要的主角自然是風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池的研制。但控制器也是排第二位的不可缺的重要部件。這正是電力電子技術(shù)人員大顯身手發(fā)揮作用的機(jī)會(huì)，例如太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際上是一臺(tái)變頻器(含上網(wǎng)、能量雙向流動(dòng)以及多種保護(hù)，例如“孤島效應(yīng)”防止等)。一個(gè)變頻器廠轉(zhuǎn)產(chǎn)該類產(chǎn)品并非難事，但需要重新開廠，重新研制，不是簡單的在電路板和軟件上改動(dòng)一下即可，起碼它是雙PWM系統(tǒng)。如日本富士、日立都在十多年前就有系列化產(chǎn)品。我國目前一些重要的太陽能光伏形象工程多是進(jìn)口日、美、德定型產(chǎn)品。因此，“太陽能光伏控制器廠(或公司)”，應(yīng)當(dāng)可以掛牌亮相了。不僅有利于經(jīng)濟(jì)增長，還可擴(kuò)大就業(yè)機(jī)會(huì)。一舉兩得，何樂而不為。