2019年, 第7卷, 第2期　
刊出日期：2019-04-30

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  微藻固碳效能研究进展：关于能量转换的生物本征

  邓帅, 李双俊, 宋春风, 李洋

  新能源进展. 2019, 7(2): 105-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.001

  摘要 ( 61 ) PDF全文 ( 1396 )   可视化   收藏

  微藻光合固碳可看作生物学机制下太阳能与化学能的能量转换过程,对其能量转换生物本征特性展开研究有利于从本质上揭示并把握微藻高效固碳机制,探索提效增质的新途径与新方法。本文首先对近年来分散在不同学科的代表性研究进展进行了综述,重点关注机制与理论、量化计算方法两方面。其次,对该领域研究挑战中代表性问题进行了归纳,并从中提炼了在能量转换和自由能耗散机制方面的制约因素。再次,探讨了热力学在解决挑战中可以扮演的角色,主要从机制与理论、工作框架与方法角度对可能的解决方案进行了讨论,并从交叉研究角度对近年来代表性成果的贡献进行了回顾。最后,对所涉及的基因组学、微量热实验和数据采样方法等关键支撑技术进行了梳理,对基于热力学约束的代谢网络研究进行了展望。
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  烘焙条件对生物质烘焙特性的影响

  闻蕾, 王景甫, 韩恒超

  新能源进展. 2019, 7(2): 115-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.002

  摘要 ( 67 ) PDF全文 ( 869 )   可视化   收藏

  根据生物质种类,选取果实类生物质花生壳、木质类生物质锯末和草本类生物质竹子为对象,考察烘焙条件对生物质特性的影响。利用管式炉为烘焙实验主要装置,结合工业分析仪、元素分析仪等,考察三种生物质在烘焙温度为200 ~ 300℃和时间为30 ~ 90 min条件下烘焙产物的挥发分、固定碳含量、O/C和H/C、质量产率等,并引入烘焙程度指数来衡量烘焙前后的能量变化。实验结果表明：随着烘焙温度的升高,固定碳含量增加到40%以上,挥发分含量减少到50%以下,质量产率也随之下降。烘焙时间的影响弱于烘焙温度,随着烘焙温度的升高,烘焙时间对固体产率的影响逐渐显现,烘焙时间越长,固体产率越低。烘焙温度高于280℃、时间大于60 min时,烘焙后固体的能量产率仅为70%左右。O/C和H/C随烘焙温度升高而降低,草本类生物质竹子的能量产率受温度影响最大。果实类生物质花生壳、木质类生物质锯末的能量产率随烘焙程度指数增大而减小,而草本类生物质竹子的能量产率则呈先增后减的抛物线型,在烘焙程度为0.5时,竹子的能量产率达到最大值。各生物质烘焙程度指数的R²值均大于0.93,因此烘焙程度指数可被视为描述或预测生物质烘焙性能的可行指标。
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  叶顶间隙形状对Wells透平性能的影响

  范景润, 吴必军

  新能源进展. 2019, 7(2): 123-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.003

  摘要 ( 44 ) PDF全文 ( 731 )   可视化   收藏

  Wells透平对叶顶间隙的改变十分敏感,合理改造Wells透平的叶顶间隙有助于提高其能量转换效率。本文利用CFD技术在控制叶顶间隙大小相等的前提下研究了三种具有不同类型叶顶间隙形状的Wells透平,比较其出力、高效运行区和能量转化效率,考察其性能上的差异和适用范围,通过对流场和压场的分析找出其性能差异的根本原因。结果表明：渐扩型叶顶间隙的Wells透平具有较高的能量转化效率,但容易失速;均匀叶顶间隙的Wells透平具有最大的出力且高效运行区更宽;相较于前面两者,渐缩型叶顶间隙的Wells透平性能不突出。
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  冰浆技术及其应用进展

  宋文吉, 冯自平, 肖睿

  新能源进展. 2019, 7(2): 129-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.004

  摘要 ( 159 ) PDF全文 ( 1932 )   可视化   收藏

  冰浆是一种良好的载冷和储冷介质,也是安全廉价的高效换热介质,因其独特性而在众多领域有很好的应用前景。本文综述了冰浆技术的发展简史,并对各冰浆制取技术的研发和应用现状进行了介绍,对工程化应用过程的技术难点和关键技术进行了阐述。
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  无机钙钛矿太阳能电池研究进展

  刘红莎, 郇昌梦, 肖秀娣, 毕卓能, 陆源, 齐帅, 詹勇军, 徐雪青, 徐刚

  新能源进展. 2019, 7(2): 142-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.005

  摘要 ( 54 ) PDF全文 ( 3157 )   可视化   收藏

  钙钛矿太阳能电池是一种新兴的全固态平面型太阳能电池,从2009年第一次出现到现在发展迅速。据报道,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已超过24%,全无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率也超过17%。相比于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池,无机钙钛矿材料由于热稳定性好而成为钙钛矿太阳能电池研究领域的热点之一。本文主要综述了全无机钙钛矿太阳能电池的基本知识及最新的研究成果,尤其是提高全无机钙钛矿太阳能电池的效率及稳定性方面的成果,对钙钛矿薄膜层的改进、电子传输层及空穴传输层优化方面的成果作了详细的介绍和评述。
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  户用光伏系统发电量与系统综合效率分析

  陈涛, 陈世杰, 刘永生

  新能源进展. 2019, 7(2): 149-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.006

  摘要 ( 66 ) PDF全文 ( 1134 )   可视化   收藏

  为了解户用光伏系统发电量和系统各效率衰减情况,持续跟踪、记录容量为6 kW的户用光伏系统近几年的发电量相关数据。通过理论计算和电站记录的各项数据分析发现：上海地区2015 ~ 2017年发电量逐年增加;在这三年中,组件方阵每年衰减率在4.5% ~ 6.5%之间,系统综合效率总的相对衰减不超过4%;晴天各时段方阵转换效率与系统综合效率变化趋势相同;雨天各时段逆变器效率、方阵转换效率、系统综合效率变化趋势几乎相同。
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  强化太阳能相变蓄热技术的研究进展

  孟娟, 吴文潇, 成蒙, 关欣

  新能源进展. 2019, 7(2): 155-160. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.007

  摘要 ( 45 ) PDF全文 ( 1199 )   可视化   收藏

  为解决太阳能的间歇性问题,常将其与相变蓄热技术进行结合。与传统显热蓄热相比,相变蓄热可将蓄热能量提高数倍以上,具有巨大的研究和应用价值。本文总结分析了相变蓄热的传热机制及在强化太阳能相变蓄热技术上的研究手段,如变换蓄热结构、添加肋片、使用相变胶囊、充注多相变材料、蓄热材料中添加高导热物质等。分析结果显示,相变传热机制中,融化过程主要考虑对流换热,凝固过程热传导占主导;使用肋片、相变胶囊等,主要增大相变材料接触面与蓄热体的比值,进而改善传热;蓄热材料添加高导热物质,可以改善相变材料的团聚、结核及使用寿命,从而提高导热性能,其中添加泡沫金属效果最为显著。
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  单井地热采暖系统岩石温度特性模拟研究

  冉运敏, 卜宪标

  新能源进展. 2019, 7(2): 161-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.008

  摘要 ( 45 ) PDF全文 ( 889 )   可视化   收藏

  建立了单井地热采暖取热及热恢复过程的数学模型,利用该模型重点分析了岩石温度的恢复特征。结果表明：在同一深度条件下,距离井壁越近,岩石温度恢复率越大,温度恢复程度越高;岩石温度恢复并不是一个均匀平稳的过程,在开始恢复后60 d左右,距井中心0.1 m处温度恢复率就已经达到85%,100 d左右达到90%;随着换热进行,岩石温度逐年降低,出口温度和取热功率也随之逐年降低。第一个采暖季平均采出水温度为295.87 K,取热功率为724.80 kW,第二个采暖季平均采出均温度为295.18 K,取热功率为696.49 kW。
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  冷热电联供系统运行策略及优化控制研究进展

  张凯真, 柳善建, 刘亚亚, 祁志强

  新能源进展. 2019, 7(2): 168-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.009

  摘要 ( 68 ) PDF全文 ( 2346 )   可视化   收藏

  随着世界范围内能源的日益减少以及环境的急剧恶化,调整能源结构、寻找新能源、提高能源利用率已经成为全世界能源可持续发展战略的重要方向。冷热电联供（combined cooling heating and power, CCHP）系统可同时满足用户冷、热、电三种能量需求,实现了能量梯级有效利用,极大地提高了能源利用效率,同时具有节能减排、缓解电网压力等诸多优点,得到了世界各国的广泛重视。本文在介绍CCHP系统常见的集成组合方案的基础上,着重对其优化控制策略热点研究问题进行了介绍和总结,包括热经济性分析、经济性分析、评价指标研究、变工况运行特性、系统仿真与优化、运行策略等。
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  改进型微热管平板太阳能空气集热器性能分析

  季文寒, 刁彦华, 赵耀华, 陈传奇, 王泽宇, 朱婷婷

  新能源进展. 2019, 7(2): 176-183. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.010

  摘要 ( 68 ) PDF全文 ( 791 )   可视化   收藏

  近年来,以空气作为换热介质的太阳能集热器越来越受到重视。本文以微热管阵列为核心传热元件,设计并搭建了改进型微热管平板太阳能空气集热器性能测试系统。通过实验研究了不同空气流量和不同进口温度对集热器集热性能的影响,获得相应参量对集热器的出口空气温度、集热效率和微热管阵列蒸发段温度的影响特性,分析对比了改进前后集热器的集热性能,得到了集热器效率的归一化曲线。实验结果表明,改进型微热管平板太阳能空气集热器在夏季240 m³/h空气流量时集热性能最佳,改进后的集热器相比原集热器在夏季的平均集热效率最高同比提升13.8%;在240 m³/h风量下的平均集热效率最高达到了74%,对应集热器的压降为9.2 Pa。
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  电动汽车大功率快充对充电电缆温度的影响

  张维江, 曹文炅, 曾志坚, 胡承彬, 蒋方明

  新能源进展. 2019, 7(2): 184-189. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.011

  摘要 ( 61 ) PDF全文 ( 1464 )   可视化   收藏

  电动汽车大功率快充时,充电电缆会承受较大的电流,同时产生大量的热量,使得电缆因热量累积而升温,缩短电缆使用寿命,甚至造成物理损坏而引发漏电等事故。本文建立充电电缆热过程的数值模型,对其温度场进行仿真模拟,发现在保持额定充电电流的情况下,标准电缆的安全性是可靠的,但若要进一步加大充电功率、充电电流,电缆绝缘层的温度会超出安全上限,无法安全工作,需要辅以额外的散热措施。
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  中国区域能源转型与低碳发展战略及政策研究

  赵黛青, 蔡国田, 廖翠萍, 王文军, 黄莹

  新能源进展. 2019, 7(2): 190-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.012

  摘要 ( 51 ) PDF全文 ( 1525 )   可视化   收藏

  能源转型与低碳发展是可持续发展的重要内容,需要多学科交叉研究的支持。研究能源发展与转型规划、城市绿色与低碳发展、体制机制的创新与应用是支撑区域落实经济发展方式向绿色低碳转型的战略性研究工作。本文梳理了中国能源战略工作的部分重点内容与发展方向、气候变化风险下城市低碳发展模式、体制机制创新需求和热点问题,并简介本课题组从事的一些区域能源转型与低碳发展过程中的战略性研究和体制机制创新工作。提出在全新技术革命时代,能源战略的理论研究和应用实践都存在创新需求;规划方法学和模型工具的开发、大数据挖掘和应用、变革性技术的预见和评估、跨学科和领域的协同战略规划等都是今后能源软科学研究亟待深化的方向。