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光伏发电与生物质发电哪个好?  

2015-02-16 15:13:54|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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光伏发电与生物质发电哪个好?

光伏发电高于植物光合作用光能利用率

余姚皇竹草写于2015216

太阳能发电效率按照目前平均值15%计算,缺少光合作用的光能利用率。

首先,按照目前世界上单位面积固定二氧化碳最多的皇竹草为例来计算。按照常规亩产鲜草25吨,含水量75-80%,那么晒干后,得到5-6.2吨干草。按照5吨计算。参照玉米杆热值3700 KCal/Kg计算,5吨干草可以放出热量:5x1000kgx3700 KCal/Kg=18.5百万千卡。太阳平均辐射强度1kw /m2,每天太阳辐射时间按照8小时计算。皇竹草生长时间按照51日到111日,6个月,180天,1440小时。1亩草按照667平方米计算。

1440小时=1440x3600=5.184 x10^6

折算成1平方米,太阳光能量=1kwx5.184x10^6=5.184x10^6 KJ

5.184x10^6 KCal /667=7772 Kcal =32534kJ          ( 1=4.186焦耳)

效率=32534kJ /5.184x10^6 Kcal=0.00627=0.627 %

那么按照太阳能发电效率(按照目前平均值)15%计算,是植物(皇竹草)光利用效率的24倍。

但是:太阳能冬天也能发电,而皇竹草不能,也就是说,皇竹草积累的太阳能(生物质能)按照全年360天计算,光利用率=0.627 %/2=0.3135%

所以效率是光伏发电是48倍皇竹草的利用率。

含义也可以理解为:1平方米太阳能光伏电池吸收的太阳能相当于48平方米皇竹草种植面积。也可以理解为:1亩皇竹草固定二氧化碳8.14吨,释放氧气5.92吨计算,从生物质发电角度,按照发电效率33%(即1/3)计算,那么1亩面积光伏电池=固定二氧化碳8.14x48x3=1170吨和释放氧气5.92x48x3=852吨。也就是说,光伏发电=144倍生物质发电效率(按照单位面积计算)

 

附录:参考知识

 

1、光合作用效率要注意与光能利用率相区分

光能利用率较光合作用效率的概念外延增大了,即光合作用效率属于光能利用率的范畴,提高光能利用率包括提高光合作用效率(包括光照强弱的控制、二氧化碳的供应、必需矿质元素的供应)、延长光合作用时间、增加光合作用面积。光合作用效率=光合作用制造的有机物中的能量/光合作用中吸收的光能;光能利用率=光合作用制造的有机物中的能量/种植面积内所照射的光能。延长光合作用[2] 时间、增加光合作用面积、套种、间种都能提高光能利用率,但不能提高光合作用效率。合理密植(考虑通气、增大了叶面积)二者都能提高。

2、太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高,已达20%以上,但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到12美元时,便足以同其他的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。

当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵,只能限于在卫星上使用。

 

3水分不大于8%,玉米杆颗粒热值3700KCal/Kg

4、火力发电厂

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E5%8A%9B%E7%99%BC%E9%9B%BB%E5%BB%A0

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