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[論文摘要]制造技術是發展制造業的關鍵技術,是創造財富和為科學技術發展提供先進手段的基礎。分析我國先進機械制造技術的特點及發展現狀,并闡述我國先進機械制造技術的發展趨勢。
在人類社會的發展中,制造技術不斷發展。從人類使用天然工具到制造工具,從簡單的手工制造到簡易機床的出現,人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術而努力。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
一、先進制造技術的特點
(一)是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
(二)是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(三)是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(四)是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
(五)是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
四、結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻:
[1]馬曉春,我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).
[論文摘要]隨著人類對自身健康的關注及生活水平的提高,冷凍技術被廣泛的應用到了食品加工技術上,主要對冷凍技術的發展和應用作闡述。
近年來,人類的生活水平的提高,高品質、高附加值產品日益增加,高檔飲料、果汁、生物制藥等也逐漸成為人們日常消費的主體。推動了食品的加工技術與方法的發展,食品原料中含有的營養成分與風味物質等要得到最大限度的保護就離不開冷凍濃縮技術。
一、冷凍濃縮技術國內外發展現狀
(一)國外發展概況
自上世紀50年代末學者們開始關注冷凍濃縮這一工藝以來,人類對冷凍濃縮技術的研究已有較長的歷史。荷蘭Eindhoven大學Thijssen等在70年代成功地利用奧斯特瓦爾德成熟效應設置了再結晶過程造大冰晶,并建立了冰晶生長與種晶大小及添加量的數學模型,從此冷凍濃縮技術被應用于工業化生產。依此制造的Grenco冷凍濃縮設備在食品工業中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的濃縮,得到了高質量的產品。
之后,Shirai等為降低成本在采用懸浮結晶冷凍法時將小冰晶凝聚成為大冰晶來減小單位體積冰晶的表面積。研究者以10%(質量分數)的葡萄糖溶液做試料,在0.212K的過冷卻度下,添加占溶液總量6%(質量分數)的種晶,經7h凝聚成直徑為0.77mm~2.85mm的大冰晶。他們還將此方法用于海水淡化及燒酒廢液處理等方面。MarinoRodriguez等[3]對比研究了反滲透法和冷凍濃縮法在從廢水中去除戊酸中的應用,兩種操作方法的經濟運算結果表明冷凍濃縮法的能耗雖是反滲透的五倍,但卻正好折中了反滲透中所用膜的代價。
F.A.Ramos將冷凍濃縮技術應用于一種生長于安第斯山脈的漿果,發現此技術并未改變其果肉的色澤及PH值,并明顯降低了揮發性物質的損失量,且很好地保留了漿果獨特的香味。
OsatoMiyawaki將管式結冰漸進式冷凍濃縮系統應用于咖啡萃取物可其溶液濃縮至30%,含果肉的番茄汁可濃縮至12.5%,而將夾帶有5%果肉的冰相溶解再次經過管狀結冰器濃縮后所得冰相的濃度低至0.25%,如果事先將果肉去除,則番茄汁可濃縮至40%,蔗糖水溶液可由41.8%濃縮至54.8%,且濃縮效果非常好。
(二)國內研究及應用現狀
由于冷凍濃縮的基本原理很簡單,我國傳統的老陳醋生產工藝中就曾應用過冷凍濃縮技術。近年來,該技術在國內已被廣泛應用于各行業中,并在相關理論和設備開發上取得了許多新進展。
1.釀酒業。冷凍濃縮的優勢尤其可用于釀酒產業。冷凍濃縮技術最先在啤酒工業中應用,可在除去冰晶的同時除去形成混濁的多酚、丹寧酸等物質,從而減少啤酒的貯存容積,特別是對冷凍濃縮后的啤酒采用混合水技術可以完全恢復到原來的啤酒。后來,有人通過對葡萄酒進行冷凍分離試驗,發現酒精和還原糖比較易于利用冷凍法在液相中進行濃縮分離,通過冷凍濃縮技術改善了干白葡萄酒的品質。
2.果汁工業。我國是生產甘蔗的大國,將糖蔗改種果蔗并加工成甘蔗汁既解決了甘蔗的銷路,又滿足了人們對果汁日益增長的需要。甘蔗汁的熱敏性很強,對其進行普通的蒸發濃縮極容易使甘蔗汁焦糖化,喪失其特有的風味。應用冷凍濃縮工藝對甘蔗汁的處理,對濃縮前后的甘蔗汁進行了感官上的比較,發現濃縮后的甘蔗汁品質穩定,除了在顏色、氣味、甜味方面感覺更加濃重外,其它基本保持了冷凍濃縮前甘蔗汁的原有風味。
3.制藥業。冷凍濃縮已發展應用到制藥工業,因此它為開發新產品和改良品種大開方便之門,并且通過其高效的加工節省能源。用冷凍濃縮工藝對中藥水提取液進行中試規模的濃縮試驗制取口服液,試驗表明用冷凍濃縮工藝代替真空蒸發濃縮可免去某些口服液制造過程中的醇沉工序,從而改善口服液的口感。
由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脫水濃縮,如采用真空蒸發濃縮,可能導致低聚木糖在加熱管表面結焦變性,降低產品的質量。江華等研究了低聚木糖溶液冷凍濃縮時的冰晶生長動力學以及懸浮結晶法冷凍濃縮低聚木糖溶液過程中各因素對低聚木糖在固液兩相中分配的影響,為低聚木糖冷凍濃縮過程的開發利用提供了理論依據。二、冷凍技術發展方向
食品冷凍濃縮技術與傳統濃縮方法相比,其濃縮產品的質量是最好的,但仍存在某些問題。當物料粘度高時難以生成大冰晶,且由于迅速冷卻而形成的微小冰晶不能徹底從母液中分離出來,難以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分,從而限制了它的推廣與使用。
近年來有關冷凍濃縮的理論和技術又取得一些新進展。其中,將冰核細菌(IceNucleation-ActiveBacteria,簡稱INA細菌)用于食品冷凍濃縮中,是生物技術在食品中的一項獨特應用。國外已有相關文獻報道,表明INA細菌可顯著提高食品的過冷點,縮短冷凍時間,節省大量能源;還可促進較大冰晶的生長,使結晶操作成本降低,同時又使分離操作所需費用及因冰晶夾帶所引起的溶質損失減少。
Kumeno等用X.campestrisINXC-1對蛋清冷凍濃縮后加熱形成硬膠,其物理性質如起泡性、穩定性、硬度、粘彈性等均優于常規生產的產品。Minjung等用P.syringae冷凍濃縮蘋果汁,加入細菌的樣品在-2.2℃就出現冰核并開始結冰,而不加細菌的樣品則無結冰現象。
Watanabe等用海藻酸鈣包埋E.ananas制成活性膠囊,加入蛋清中做冷凍試驗,發現加了細菌的約在-3℃就有冰晶析出,而沒加的則在-18℃才有冰晶出現,熔化冰晶階段無顯著差異;又用E.ananas冷凍濃縮檸檬汁,濃縮汁的可溶性固形物回收率高,風味營養成分保持好,GC分析和感官評定均表明與原汁無異。
三、冷凍技術的發展前景
冷凍濃縮技術現已證明優質可靠,極具市場活力。隨著社會的進步,經濟的發展,人們生活水平的提高,冷凍濃縮這一低能耗、可生產高質量產品的加工技術具有很大的發展潛力。此方法除了用于濃縮,也可考慮用于有機廢水的處理,活性物質的回收再利用等方面。同時,整體的冰結晶又是很好的蓄冷、降溫用冷源。這些方面對于保護環境、促進資源的再利用都是很有意義的。
對食品冷凍濃縮技術來說,應在提高冰晶純度、減少固形物損失及降低生產成本方面加以深入研究,這樣才能充分發揮其自身的優勢。冰核微生物用于食品冷凍濃縮中,屬于生物技術與食品加工相結合的一項高新技術,極富應用潛力。
參考文獻:
[1]詹曉北.冷凍濃縮技術在啤酒工業中的應用[J].冷飲與速凍食品工業,1996(1):14-16.
分布式能源技術是中國可持續發展的必須選擇。中國人口眾多,自身資源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是絕對不可能支撐13億人的“全面小康”,使用國際能源不僅存在著能源安全的嚴重制約,而且也使世界的發展面臨一系列新的問題和矛盾。中國必須立足于現有能源資源,全力提高資源利用效率,擴大資源的綜合利用范圍,而分布式能源無疑是解決問題的關鍵技術。
今年以來,美國和加拿大、英國、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國的相繼發生的大停電事故,深刻說明傳統能源供應形式存在著嚴重的技術缺陷,隨著時代的發展,特別是信息社會的發展,已經不可能繼續支撐人類文明的發展進程,必須加快信息時代的新型能源體系的建立,分布式能源是該體系的核心技術。
分布式能源技術的發展,為中國與世界發達國家重新回歸同一起跑線創造了一個新機遇,如同手機和家電一樣,它有可能使中國依據市場優勢迅速占據世界領先地位。
所謂“分布式能源”是指分布在用戶端的能源綜合利用系統。一次能源以氣體燃料為主,可再生能源為輔,利用一切可以利用的資源;二次能源以分布在用戶端的熱電冷(植)聯產為主,其他中央能源供應系統為輔,實現以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用,并通過中央能源供應系統提供支持和補充;在環境保護上,將部分污染分散化、資源化,爭取實現適度排放的目標;在管理體系上,依托智能信息化技術實現現場無人職守,通過社會化服務體系提供設計、安裝、運行、維修一體化保障;各系統在低壓電網和冷、熱水管道上進行就近支援,互保能源供應的可靠。分布式能源實現多系統優化,將電力、熱力、制冷與蓄能技術結合,實現多系統能源容錯,將每一系統的冗余限制在最低狀態,利用效率發壞發揮到最大狀態,以達到節約資金的目的。
分布式能源技術的基礎科學主要在以下幾個方面:
1、動力與能源轉換設備;
2、一次和二次能源相關技術;
3、智能控制與群控優化技術;
4、綜合系統優化技術;
5、資源深度利用技術。
動力與能源轉換設備:
主要是指一些基于傳統技術的完善和新技術的發展。
(1)小型燃氣輪機——在小型航空渦輪發動機技術的基礎上,實現地面發電和供熱的聯產技術。目前中國在這一技術上已經可以開發相應產品,主要的問題是需要提高設備的能源轉換效率,提高可靠性,延長設備檢修周期,提高設備的自動智能控制水平;
(2)微型燃氣輪機——這是基于汽車發動機增壓渦輪技術的延伸,關鍵技術在于精密鑄造和燒結金屬陶瓷轉子,空氣或磁懸浮軸承,高效回熱利用技術,永磁發電技術,可控硅變頻控制技術等。由于技術層次并不高,其中許多項目已經有專家在研究,只要國家真正重視,中國完全可以趕超世界先進水平;
(3)燃氣內燃機——內燃機技術對于中國已經非常成熟,但是燃氣內燃機的制造水平與國際先進設備還存在比較大的差距,主要是轉換效率、排放控制、電子控制和設備大修周期等,此外,國外正在發展的預燃、回熱、增壓渦輪技術,以及電子變頻等技術,都是發展的重要方向;
(4)斯特林發動機——外燃式斯特林技術中國已經有了比較大的突破,上海711所已經可以生產該技術的產品,目前主要是提高設備可靠性和發電效率,以及自動化控制水平;
(5)燃料電池——該技術有質子交換膜、固體氧化物、熔融硅酸鹽和氫氧重整等多種技術方式,該技術應用極為廣泛,污染極小,而且可以同燃氣輪機技術整合,發電效率將可能達到80%,是未來最具有發展價值的技術;
(6)微型蒸汽輪機——蒸汽輪機是非常傳統的技術,但是利用一部噪音小、振動小、運行方便可靠的小型蒸汽輪機代替熱交換器,將其中一部分能量轉換為價值較高的電能,或者利用蒸汽管網中較低品位的蒸汽為制冰機組提供低溫冷能,可以更好地利用蒸汽中的能量;
(7)微型水輪機和微型抽水蓄能電站——小型、微型水輪機組不僅可以在任何有水位落差的地方使用,而且可以廣泛利用在分布式能源項目上。利用自來水管網的水能壓力,或者建筑物可能產生的落差進行發電,并在用電低谷進行抽水蓄能,新型的微型水輪發電機組將何以采用電子變頻控制技術,調整電能品質;
(8)太陽能發電和太陽熱發電——利用太陽能量的發電技術,關鍵是降低成本,同時需要研究與其他能源利用方式和載體進行整合,將太陽熱發電與沼氣利用整合,將光伏電池與建筑材料整合,利用光導纖維與照明技術整合等等;
(9)風能——風力發電是世界能源發展的一個重要方向,在大型風場大量利用大型風機發電將何以代替現有的火力發電系統,但是對于居住分散的用戶小型高效的風力發電系統更加具有普及意義,小型風力發電系統主要需要解決的是成本、可靠性和蓄能問題;
(10)余熱制冷系統——利用動力機產生的余熱供熱制冷是分布式熱電冷三聯供系統的重要環節,尤其是制冷,可以采用吸收式制冷,也可以采用吸附式,以及余熱——動力轉換——低溫制冷等技術,這些技術均比較成熟,關鍵是系統的集成和提高效率,以及降低造價等問題;
(11)熱泵——利用地源、水源和其他溫差資源的能源利用技術,重點在于提高效率和增強于其他能源利用技術的整合能力;
(12)能量回收系統——諸如將建筑物內電梯下行、汽車制動、自來水減壓等能量回收的技術以及應用設備的研發。
與分布式能源系統相關的一次和二次能源相關技術:
(1)天然氣系統的優化利用,以及管道輸送技術;
(2)液化天然氣的生產和利用——分散化的液化天然氣生產技術可以充分利用石油開采中的伴生氣資源,減少溫室氣體排放,提高資源的綜合利用率,液化天然氣利用中對于冷能的有效利用可以有效節能等等,在液化天然氣利用中,將產生大量的新課題;
(3)煤層氣和礦井瓦斯利用,世界上可能有60%以上的礦工是死在中國的礦井里,而瓦斯爆炸是元兇之一,減少礦工死亡和提高煤層氣和礦井瓦斯資源的利用有著密切關聯,利用煤層氣和礦井瓦斯發電等技術不僅可以挽救無數礦工的生命,還能有效減少溫室氣體排放,緩解全球變暖問題;
(4)可燃冰——存在于海底和高寒地區的天然氣水化合物是人類未來的主要能源,它是為分布式能源系統提供燃料的重要途徑;
(5)煤地下氣化——中國目前有100億噸以上的煤炭資源在開發過程中被遺棄在地下,如何利用可控地下氣化技術將其變為氣體燃料回收利用是中國煤炭工業的重要課題;
(6)地熱——利用和開發地熱資源,將地下低品位熱能轉換為高品位的電能或冷能是技術的關鍵;
(7)深層海水冷能——利用沿海深層海水的低溫資源,解決沿海城市的制冷問題,并降低城市熱島效應;
(8)水能——利用水利資源,特別是小型水電設施解決農村以水代柴,保護植被;
(9)沼氣——利用城市垃圾、農村廢棄物資源等進行發電或熱電聯產,減少溫室氣體排放,提高資源綜合利用水平;
(10)甲醇——利用煤等礦物資源生產甲醇,以代替石油。甲醇可以滿足燃料電池對氫的需要;
(11)乙醇——利用植物資源生產乙醇,以代替石油和其他礦物燃料,乙醇可以作為燃料直接使用,也可以作為燃料電池的氫分離的原料;
(12)氫——對于氫的利用將決定人類的未來,如何從水中低成本地重整氫氣將是技術的關鍵;
(13)壓縮空氣——利用低估電力或其他能源生產高壓空氣,作為汽車和其他動力設備,以及分布式能源的動力源,主要解決高增壓比壓縮技術、設備小型化、材料和效率等問題。
智能控制與群控優化技術:
(1)分布式能源機組和系統自身的智能化控制——解決設備“無人職守”問題,能夠根據需求進行調節,自動跟蹤電、熱、冷負荷;
(2)分布式能源與載體的信息互動——解決分布式能源系統成為智能化建筑的一個組成部分,與建筑系統的需求進行優化整合,提高建筑的能源可靠性和節能性;
(3)分布式能源機組的聯合控制——分布式能源采用模塊化組合設計,需要對模塊組合聯合控制,根據需求變化進行智能調節,決定每一模塊的運行狀態和模塊之間的調節優化關系;
(4)遠程遙控——通過電話線、因特網、無線網絡和電源線對設備進行遠程監視控制,需要解決安全和協議統一等問題;
(5)群控優化——根據一個區域內各種用戶對于電力、熱力、制冷等需求的變化,以及燃料、氣溫變化趨勢、蓄能量庫存等等因素,優化控制各個用戶的分布式能源系統,以及公共能源系統,進行多系統容錯優化,減少冗余,提高各系統的安全性和需求適應性,降低造價,提高效率;
(6)智能電網技術——必須建立電網信息化管理系統,對于電網特別式近用戶低壓供電電網的信息化控制,流量平衡控制、網內分布式能源智能管制系統、智能保護系統等;
(7)信息化計量與結算系統——建立網絡化能源系統的各種能源產品和各個用戶與分布式能源設施擁有者之間、各時段間根據預約定價進行計量和結算的智能系統;
(8)自動信息系統——對于用戶與臨近用戶能源使用狀態、用戶與臨近用戶的分布式能源系統伺服狀態、以及燃料系統和公共能源供應系統的運行狀態信息進行,以便智能化建筑、用戶能源管理系統、分布式能源設施、儲能設施、設備運行服務機構、以及燃料供應者和公共電網能夠根據每一信息源所的實時信息進行狀態優化調整,實現資源共享。
綜合系統優化技術:
(1)多種能源系統整合優化——將各種不同的能源系統進行聯合優化,例如:將分布式能源與傳統能源系統整合后,進行聯合優化;或者,將分布式能源系統與冰蓄冷系統整合并進行聯合再優化,將微型燃氣輪機與熱泵系統整合優化,以及太陽能與分布式系統的優化整合等等,達到取長補短的目的,充分發揮各個系統的綜合優勢;
(2)將分布式能源與交通系統整合優化——利用低谷電力為電動汽車蓄電或燃料電池汽車儲氫等,將燃料電池和混合動力汽車作為電源形成隨著人流移動的電源和供水系統。實現節約投資經費,降低高技術產品使用成本等目的;
(3)分布式能源系統電網接入研究——解決分布式能源與現有電網設施的兼容、整合和安全運行等問題;
(4)蓄能技術——通過蓄能技術的開發應用,解決能源的延時性調節問題,提高能源系統的容錯能力,其中包括蓄電、蓄熱、蓄冷和蓄能四個技術方向。蓄電包括化學蓄電:電池;物理蓄電:飛輪和水能、氣能。蓄熱包括項變蓄熱、熱水、熱油和蒸汽等多種形式。蓄冷:冰和水。蓄能包括物理蓄能:機械蓄能、水蓄能、以及記憶金屬蓄能等多種方式;
(5)地源蓄能技術——利用地下水和土壤將冬季的冷和夏季的熱蓄能儲存,進行季節性調節使用,結合熱泵技術進行直接利用,減少城市熱島效應;
(6)網絡式能源系統——互聯網式的分布式能源梯級利用系統是未來能源工業的重要形態,它是由燃氣管網、低壓電網、冷熱水網絡和信息共同組成的用戶就近互聯系統,復合網絡的智能化運行、結算、冗余調整和系統容錯優化;
資源深度利用技術:
(1)天然氣凝結水技術——利用天然氣燃燒后的化學反應結果回收水,解決部分城市水資源緊缺問題;
(2)將分布式能源與大棚結合的技術——將分布式能源系統發電設備排除的余熱、二氧化碳和水蒸汽注入大棚,作為氣體肥料和熱源,解決城市綠化和蔬果供應,同時減少溫室氣體和其他污染物排放問題;
(3)利用發電制冷的冷卻水生產生活熱水的技術——利用熱泵的技術,將低品位熱源轉換為較高品位的生活熱水,減少能源消耗;
(4)空調系統廢熱回收技術——發展全新風空調系統中有效利用回風中的余熱和余冷,減少能耗;