水能

水能资源禀赋

长江宜昌段九月(丰水期)流量约为 $8800m^3/s$^[1]^。 从全年来看,长江丰水期与枯水期的水流量之比约为 $7:3$^[2]^,水能资源丰富。

水能利用

我们的团队计划在长江上开发一座水电站以利用长江的水力资源。我们设计的大坝类型为混凝土重力坝,外侧用超强水泥浇筑,整体采用混凝土分缝灌装技术。而水电站将采用河床式布局。项目计划安装 $20$ 台 Forster Hydroelectric Kaplan 型水轮机,每台机组的额定发电功率为 $320$ 千瓦^[3]^,除去检测维修的时间,每年可运转 $350$ 天,年发电量 $320\times 20\times 24\times 365=5376$ 万千瓦时。

太阳能

太阳能资源禀赋

宜昌 GHI 约为 $1180kwh/m^2$^[4]^,每日平均日照时间 $4.5$ 小时^[5]^,有一定的开发潜力。

太阳能资源利用

我们组计划安装 Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems 研发出的新型太阳能电池。在 $665$ 个太阳下,其光电转化效率可达 $47.6\%$,在单个太阳下可达到约 $40\%$^[6]^。考虑具体情况,我们取 $30\%$。此外,我们计划将太阳能板进行旋转以充分利用太阳,因此日照功率修正参数约 $1.03$。取太阳能板覆盖面积 $10625m^2$,年发电量可达 $1080\times 1.03\times 0.3\times 10625≈387.4$ 万千瓦时。

化石能源

由于现在金属冶炼工业中未出现完全无污染的技术,我们组不得不采用化石能源进行金属冶炼。具体数据详见工业。

踩踏发电

踩踏发电详见创新设计。

储能技术

主要采用抽水蓄能方式,利用水为储能介质,用多余的能量将水低处的水抽到水库中,效率可达 $78\%$^[7]^。

剩余部分采用蓄电池蓄电。

参考文献

[1] http://www.cjh.com.cn/sqindex.html#60107300

[2] https://www.toutiao.com/question/6807087936044007688/?wid=1727426525345

[3] https://saintwah.en.made-in-china.com/product/qEvRXdYcbGrh/China-Hydroelectric-Kaplan-Turbine-Generator-Price-for-Low-Head.html?pv_id=1i8fkpd9uf94&faw_id=1i8fkpsmhf6d

[4] https://apps.solargis.com/prospect/map?show-registration=1&c=30.809827,111.018906,12&s=30.82443,111.049079&m=solargis-ghi&l=true

[5] http://www.gisrs.cn/infofordata?id=12a4e313-0f15-4e48-959f-bcf66a8221dc

[6] https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2022/fraunhofer-ise-develops-the-worlds-most-efficient-solar-cell-with-47-comma-6-percent-efficiency.html

[7] https://zhuanlan.zhihu.com/p/607418607