Net Energy Payback and CO2 Emissions from Three Midwestern Wind Farms: An Update     

Scott W. White 《Natural Resources Research》2006,15(4):271-281

This paper updates a life-cycle net energy analysis and carbon dioxide emissions analysis of three Midwestern utility-scale wind systems. Both the Energy Payback Ratio (EPR) and CO₂ analysis results provide useful data for policy discussions regarding an efficient and low-carbon energy mix. The EPR is the amount of electrical energy produced for the lifetime of the power plant divided by the total amount of energy required to procure and transport the materials, build, operate, and decommission the power plants. The CO₂ analysis for each power plant was calculated from the life-cycle energy input data. A previous study also analyzed coal and nuclear fission power plants. At the time of that study, two of the three wind systems had less than a full year of generation data to project the life-cycle energy production. This study updates the analysis of three wind systems with an additional four to eight years of operating data. The EPR for the utility-scale wind systems ranges from a low of 11 for a two-turbine system in Wisconsin to 28 for a 143-turbine system in southwestern Minnesota. The EPR is 11 for coal, 25 for fission with gas centrifuge enriched uranium and 7 for gaseous diffusion enriched uranium. The normalized CO₂ emissions, in tonnes of CO₂ per GW_eh, ranges from 14 to 33 for the wind systems, 974 for coal, and 10 and 34 for nuclear fission using gas centrifuge and gaseous diffusion enriched uranium, respectively.  相似文献   

山西沁水盆地煤层气成藏的微观动力能条件研究   总被引：2，自引：4，他引：2  

吴财芳  秦勇  傅雪海  曾勇 《现代地质》2005,19(3):449-457

煤层气成藏的微观动力能条件主要包括煤储层的孔隙—裂隙系统、煤储层的生气作用和储气作用两个方面。以山西沁水盆地为例,深入剖析了煤储层的孔隙—裂隙系统及其发育历程、煤储层的生气作用与能量聚散,阐明了煤层气成藏的微观动力能对成藏效应的控制作用。结果表明:构造作用对储层渗透率具有明显的控制作用,成烃增压致使能量聚集,成为盖层突破作用的主要驱动力,而能量放散则主要是通过煤储层孔隙—裂隙系统的产生、发展。根据上述研究成果,沁水盆地煤层气成藏的地质区划结果为:盆地南部的有利区带为阳城和晋城的北部地区,包括潘庄、樊庄、郑庄等地区;盆地中部的有利区带为安泽—沁源地区,位于盆地西斜坡的中南部;盆地北部的可能有利区带为寿阳东南部地区,位于榆次东北部和阳泉西南部之间。  相似文献   

注水煤体应力能 V-f 转化与释放机理研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

李宗翔  孙平  刘海义 《中国地质灾害与防治学报》2005,16(2):67-70

文章分析了在煤层注水湿润后煤体弹性能的转化与消耗过程，给出在湿润状态下能量由体变弹性能向形变弹性能转化进而自耗释放的理论模型。指出在坚硬干燥煤体中，注水后在水压力和毛细力的切割作用下，裂隙大量扩展，丰富了自由裂隙，产生更多的裂隙启发(裂隙切口)，使原来近似的刚性煤体变成由裂隙分割的块体组成的组合体或半组合体。裂隙中水的粘滞作用及水分子吸附力使块体问粘性结合、刚度降低、形变增大。煤体形变弹性能自身消耗释放的形式有3种：产生剪应力导致自由裂隙问错动摩擦；强度降低，使裂隙启发被劈裂成自由裂隙；湿润煤体蠕变性增强，产生整体性移动作功。初步给出能量消耗的量化表达式。通过这一理论，能建立煤层注水湿润度与冲击地压灾害发生的更直接的关系，使进一步量化该关系成为可能。从更深层次解释煤层注水防治冲击地压的机理。  相似文献   

东中国海海温的一维模式研究     

秦正坤  孙照渤 《南京气象学院学报》2005,28(4):477-482

根据近海深度浅、热容量小的特点，建立了一个一维能量平衡模式，对东中国海年平均海温进行了模拟。模式较好地模拟出了平均海温的经向分布与纬向分布情况，结果与观测基本相符。同时还检验了模式对海温年际变化的模拟能力，得到了较好的结果。最后简要分析了能量平衡模式应用在近海上的优缺点。  相似文献   

温度变化对夏季降温耗能的影响   总被引：12，自引：1，他引：12       下载免费PDF全文

陈峪  叶殿秀 《应用气象学报》2005,16(Z1):97-104

该文采用降温度日数作为评估夏季降温耗能的指标 ,分析了我国夏季降温度日分布和长期变化特征。温度与降温耗能相关分析表明 ,两者相关密切 ,相关程度随气温升高而增加 ;降温耗能的 1℃效应量 ,北方大于南方。文章最后 ,利用气温距平与降温度日变率建立了夏季降温耗能评估模型。  相似文献   

亚洲赤道地区大气动能的纬向传播   总被引：7，自引：1，他引：7  

高辉  陈隆勋  何金海  陶诗言  金祖辉 《气象学报》2005,63(1):22-29

基于 1980～ 1997年 85 0hPa逐日NCEP/NCAR再分析资料讨论了亚洲赤道地区 (0°～ 5°N)大气动能的纬向传播特征。结果表明 ,在亚洲季风区内 ,赤道地区大气动能 (K)的最强中心位于 75°～ 90°E ,次强中心在索马里急流区 (5 0°E附近 )。在 0°～ 5°N ,90°E以东 ,平均的大气动能扰动和赤道上经向风扰动主要起源于西太平洋 ,并向西经南海传播到孟加拉湾。而在孟加拉湾动能中心与索马里急流区之间 ,动能传播方向比较复杂。以上事实说明赤道地区东亚季风系统确实是存在的 ,与印度季风系统中扰动的传播方向不同 ,东亚季风系统中动能和经向风扰动在东西方向上主要受西太平洋的影响。在亚洲赤道季风区 ,这两个系统的交界处约在 95°～ 10 0°E附近 ,比过去界定的偏西 5～ 10个经度。  相似文献   

波包传播诊断的理论基础和计算方法   总被引：16，自引：1，他引：16  

缪锦海  肖天贵  刘志远 《气象学报》2002,60(4):461-467

文中提出了一种新的利用实际观测资料研究波包传播的诊断方法 (WPD) ,并通过理想资料和实际资料的计算证明了该方法的可用性和广泛性  相似文献   

土壤热异常对地表能量平衡影响初探   总被引：3，自引：1，他引：3  

郭维栋  孙菽芬 《气象学报》2002,60(6):706-714

将来自土壤深部的热通量引入off line的陆面过程模式 (NCAR—LSM ) ,通过长达 2a的数值试验对比分析了它对各层次土壤温度和地表能量平衡的影响。　　在土壤底部引入 5W /m2 的热通量使底层土壤显著升温 ,但升温随着接近表层而迅速衰减。积分 3个月后 ,由地下进入地表的热流量增幅可达 1W/m2 以上 ,并持续增大到 5W /m2 ,地表最大升温约 0 .5K ,同时地表感热、蒸发潜热及长波辐射通量均有 1W /m2 左右的正异常 ;若将土壤热传导系数放大一个量级以加速热量交换 ,则地表升温提高到 1K以上 ,长波辐射增加 3W /m2 以上 ,超过了气溶胶全球平均的辐射效应。结果表明 :一定量值的土壤热异常对地表能量平衡和短期气候变化 (10 -1～ 10 1a)有着不可忽略的影响。同时 ,深入的资料分析、完善的陆面过程模式以及它与大气模式的耦合试验也是亟待进行的相关工作。  相似文献   

土壤热异常影响地表能量平衡的个例分析和数值模拟   总被引：6，自引：0，他引：6  

Guo Weidong  Sun Shufen  Qian Yongfu 《大气科学进展》2002,19(3):500-512

The statistical relationship between soil thermal anomaly and short-term climate change is presented based on a typical case study. Furthermore, possible physical mechanisms behind the relationship are revealed through using an off-line land surface model with a reasonable soil thermal forcing at the bottom of the soil layer.In the first experiment, the given heat flux is 5 W m-2 at the bottom of the soil layer (in depth of 6.3 m)for 3 months, while only a positive ground temperature anomaly of 0.06℃ can be found compared to the control run. The anomaly, however, could reach 0.65℃ if the soil thermal conductivity was one order of magnitude larger. It could be even as large as 0.81℃ assuming the heat flux at bottom is 10 W m-2. Meanwhile, an increase of about 10 W m-2 was detected both for heat flux in soil and sensible heat on land surface, which is not neglectable to the short-term climate change. The results show that considerable response in land surface energy budget could be expected when the soil thermal forcing reaches a certain spatial-tem poral scale. Therefore, land surface models should not ignore the upward heat flux from the bottom of the soil layer. Moreover, integration for a longer period of time and coupled land-atmosphere model are also necessary for the better understanding of this issue.  相似文献   

旋转流地转适应过程与能量转换规律     

Fang Juan  Wu Rongsheng 《大气科学进展》2002,19(5):845-854

利用一维线性浅水模式从一个比较普遍的角度对地转适应过程中能量转换的特点进行分析。中首先考虑了两类不同的初始不平衡流的适应问题。一个是Gill所采用的质量不平衡模型，即初始场是静止的，只有水面扰动；另一个是Rossby中所考虑的动量不平衡模型，其初始不平衡流中只有风场的扰动，对这两个模型的适应过程而言，一个显的 特点就是能量转换率始终不会大于1／2或小于0，即适应过程中有位（动）能的释放和向动（位）能的转换，但释放出的能量最多只有其中的一半可以保留在最后的平衡场中。另外，本对任意初始不平衡流适应过程中的能量学特征也进行了分析，指出对于偏差场（相对于一定基本态）的动能和位能而言，上述能量转换关系依然成立。  相似文献