能源当量表
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油当量(oil equivalent)= 9000 Kcal/liter (大卡/升)
1Kg标准石油当量的热值,联合国按42.62MJ计算 = 1.1325升标准石油。
1公升(liter)柴油 = 0.9778油当量≈(43.8MJ/Kg @ 密度=0.73Kg/升),
1公升车用汽油 = 0.8667油当量≈(44.7MJ/Kg @ 密度=0.73Kg/升)。
1吨油当量 = 1.4286吨标准煤,
标准煤 = 7134.4大卡/公斤 = 29.8MJ/Kg,
1度电 = 3.6MJ, 1MJ = 238.9大卡,1大卡 = 1升水温度上升1度C
1度电 = 860升水温度上升1度C = 1.6升100度C水的蒸发热值
1W = 1J/sec,导热系数(W/m•Cº= J/sec•m•Cº= 0.24卡/sec•m•Cº)
PP导热系数k≈0.16W/ m•Cº→△T=1ºC、厚度1mm时,每平米可传热≈38卡/sec
(比热≈0.6)厚度0.3mm时,每平米可传热≈128卡/sec
水的导热系数≈0.6W/ m•Cº
一般工业用煤碳, 要求大于5500大卡/Kg(23MJ/Kg),
干燥无灰基的炼钢用焦炭coke, 其低热值为30-32MJ/Kg,>标准煤。
现价,焦炭>RMB1/Kg, 无烟煤约RMB0.8/Kg, 民用煤(贫煤,也用做发电的大宗用煤) 约RMB0.4/Kg。
天然气(瓦斯),约8500大卡/立方米(密度约0.72 @ 1大气压),≈ RMB4.6/立方米(RMB6.4/Kg)。
石油价每桶100美元计(50加仑的桶,密度0.88,合每桶200公斤),为每公斤约0.5美元。
按欧洲方面的数据, 其系统产出的轻油为19.5 MJ/Kg、炭粉(无烟的)为4420大卡(18.5MJ)/Kg。
以能量计价, 其轻油最多只得石油价之40%, 其炭粉则为无烟煤价之70%左右。
其瓦斯为9200大卡/Kg,约6200大卡/立方米, 应售市价之70% (虽然我们会以自产的瓦斯供应系统所需的运转能量)。
一、中国太阳辐照资源地区分布情况:
一类地区年太阳辐照总量6680-8400 MJ/㎡,相当于日辐照量5.1-6.4KWh/㎡。
这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。
尤以西藏西部最为丰富,最高达2333 KWh/㎡(日辐照量6.4KWh/㎡),居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。
二类地区年太阳辐照总量为5850-6680 MJ/m2,相当于日辐照量4.5-5.1KWh/㎡。
这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
三类地区年太阳辐照总量为5000-5850 MJ/m2,相当于日辐照量3.8-4.5KWh/㎡。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
四类地区年太阳辐照总量4200-5000 MJ/㎡,相当于日辐照量3.2-3.8KWh/㎡。
这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等
五类地区主要包括四川、贵州两省,是我国太阳能资源最少的地区,年太阳辐照总量3350-4200 MJ/㎡,相当于日辐照量只有2.5-3.2KWh/㎡。
二、以二类地区为例:
日均太阳辐照量平均约4.8kWh/m²≈1.7x104KJ/m²,按每天日照8小时计算,平均每小时太阳辐照量为:
Q=1.7x104/8=2.16x103 KJ/m², 1度电=3600KJ.
按目前真空集热管的吸收比为93%(即能吸收300nm-1300nm波段太阳光的比例),发射比为0.55%(即吸收了光能变为热能之后又发散到空气中的热量比例)。
以外径58mm集热管为例,内径约为47mm,有效吸热涂层长度为1700mm,假设每寸涂层都能被光照到,则每根管的有效吸热面积约为:
S=3.14x0.047x1.7=0.25 m²
把10升水从0℃烧到100℃需要的能量为10x100大卡≈4186KJ=1.16KWh,再全部汽化需要能量约为2260x10=22600KJ=6.28KWh,即10升水从0℃到完全汽化需要能量约为26. 8MJ或7.44度电。
虽然白天阳光仅仅照射真空管的一半面积,并且绝大半面积是斜射,但目前太阳能真空管集热器大多备有反射面以最大化收集太阳热能,数量级上可估算真空管集热器的有效吸热面积约为50%的利用率,则每管平均每天可收集的太阳能约为17MJx0.25x0.93x0.9945x0.5≈2MJ。
为此,每天若要产出10升蒸汽(仅依靠太阳能,而将0℃的水完全汽化)约需14根真空管。
假设汉邦蒸馏水机循环利用蒸发/凝结热的效率为1倍,也需用7根真空管以日产10升水,但电能、电费就几乎全省下来了。
(按每度电3升产水率估算,日用10升水则年节电约600元,估计安装8根真空管集热器仅需约500元,是则三类以上地区均可利用太阳能)。