新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢研究

劉帆

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國對于能源需求也越來越大，除了傳統(tǒng)意義上所使用的不可再生能源之外，需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)新能源的開發(fā)。該文將針對新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢研究這一課題進(jìn)行分析，從而提出相應(yīng)的思考，希望能夠促進(jìn)新能源行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源 技術(shù)水平 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TK01 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（a）-0108-02

事實(shí)上我國的新能源行業(yè)發(fā)展仍然處于起步階段，技術(shù)以及理論研究上仍然存在著相應(yīng)的限制，所以在新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的方面還需要較長的發(fā)展時(shí)間。該文將針對目前新能源行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從而對目前新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)所存在的問題，加強(qiáng)研究，并且提出推動(dòng)新能源行業(yè)發(fā)展以及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的具體措施。

1 新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國在新能源的發(fā)展過程之中，發(fā)展范圍普遍較廣，不僅僅涉及到傳統(tǒng)的水能、風(fēng)能、太陽能、核能，還有逐漸發(fā)掘的海洋能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能等，這些都為新能源行業(yè)的發(fā)展提供了更多的可能。從未來發(fā)展前景上來看，無疑是廣大的，并且有國家政策的支持，能夠進(jìn)一步為新能源行業(yè)的發(fā)展提供政策保證，也是我國目前重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。目前我國在新能源產(chǎn)業(yè)方面進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃的地區(qū)有吉林、黑龍江、山東以及酒泉等多個(gè)地區(qū)，主要以風(fēng)電建設(shè)、光伏供電基地建設(shè)為主，試點(diǎn)工作也在不斷開展，截止到2017年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了近60個(gè)村落的試點(diǎn)工程，進(jìn)行了光伏扶貧的項(xiàng)目，以新能源行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對于電網(wǎng)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安排。

但是同時(shí)也存在著一定的障礙與不足，從技術(shù)角度進(jìn)行分析，目前，對于新能源的技術(shù)開發(fā)并不是十分完善，依然存在了較多的技術(shù)障礙，比如說核能運(yùn)用較為廣泛，但是核能管理的不確定性較大，其他國家核泄漏的事故也頻繁發(fā)生，造成了相當(dāng)巨大的環(huán)境影響。而且技術(shù)的應(yīng)用程度不是十分熟練，還會(huì)存在著棄水、棄風(fēng)、棄電等現(xiàn)象。從投資上來看，新能源行業(yè)前期的投資往往相對巨大，投資規(guī)模要求程度相當(dāng)之高[1]，雖然后期上投資回報(bào)率會(huì)高，但是因?yàn)榍捌诘耐度?，?huì)使得一部分投資企業(yè)與投資單位望而卻步。而已經(jīng)實(shí)現(xiàn)投資了的新能源企業(yè)也面臨著產(chǎn)能過剩的問題，很多的企業(yè)仍然以低水平的重復(fù)建設(shè)來實(shí)現(xiàn)對于市場的競爭。但是發(fā)展新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用仍然是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策下的發(fā)展主流，只有進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)行業(yè)結(jié)構(gòu)改善，促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的提升，才能夠從根本上促進(jìn)新能源的應(yīng)用與發(fā)展。

在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程之中，有很大的提升空間，以太陽能為例，自動(dòng)化技術(shù)能夠更加有效并且智能地控制太陽能電池板的陽光捕捉能力，或者進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化率等，風(fēng)力發(fā)電在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程之中，最大的障礙就是不能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的穩(wěn)定化，對于風(fēng)力的獲取能力不足，所以整體的棄風(fēng)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，整體的電網(wǎng)調(diào)頻能力也普遍存在缺憾。目前新能源產(chǎn)業(yè)最大障礙就是無法明確技術(shù)革新發(fā)展目標(biāo)，技術(shù)也無法滿足新能源終端用戶與工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)提供商的合作需求[2]，所以如何突破技術(shù)障礙也是目前新能源行業(yè)需要攻克的重要課題。

2 加強(qiáng)新能源行業(yè)及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的具體措施

2.1 將新能源自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來

僅僅發(fā)展新能源自動(dòng)化技術(shù)，在研究動(dòng)力和研究資金的方面還存在著不足，而新能源自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合不僅僅能夠在技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)互相促進(jìn)、共同進(jìn)步，并且在行業(yè)發(fā)展上帶動(dòng)工業(yè)市場與新能源市場的壯大。除了傳統(tǒng)意義上的發(fā)電產(chǎn)業(yè)之外，新能源仍然可以用在更多的商業(yè)產(chǎn)品之中。比如說一汽東風(fēng)在發(fā)展的過程之中除了實(shí)現(xiàn)平臺化與模塊化的技術(shù)革新之外，還要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)新能源的智能網(wǎng)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電池的燃料化以及輕量化，實(shí)現(xiàn)新能源汽車的發(fā)展規(guī)劃，在《“十三五”國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中就重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了新能源產(chǎn)業(yè)與商業(yè)產(chǎn)業(yè)的有機(jī)結(jié)合[3]，并且新能源產(chǎn)業(yè)也被列入了新興產(chǎn)業(yè)之中。比如寶馬公司就利用新能源自動(dòng)化技術(shù)，為新能源汽車提供了發(fā)展方向，基本上所有寶馬品牌的車系都能夠具備電動(dòng)的選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車及插電式混合動(dòng)力車的銷售，并且在可預(yù)見的未來推出相應(yīng)的續(xù)航力車較短的燃料電池車。所以在自動(dòng)化技術(shù)的選擇上，除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的智能化控制，還采用了相對動(dòng)態(tài)的充電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)充電的同時(shí)也能夠擴(kuò)大充電范圍。豐田則強(qiáng)調(diào)發(fā)展氫燃料電池車，進(jìn)一步強(qiáng)化零排放的目標(biāo)。目前的新能源汽車需要進(jìn)行技術(shù)突破的系統(tǒng)有電機(jī)及其控制系統(tǒng)、電附件、新能源專用發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)電耦合系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)等。

另外，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了發(fā)電量的迅猛增長，一些光伏并網(wǎng)發(fā)電的項(xiàng)目，比如說青海龍羊映水光互補(bǔ)項(xiàng)目就成功突破了并網(wǎng)發(fā)電的傳統(tǒng)電量，在光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用過程之中還可以與農(nóng)業(yè)結(jié)合起來，比如說漁光互補(bǔ)電站項(xiàng)目等，都為農(nóng)業(yè)的發(fā)展及創(chuàng)新奠定了相應(yīng)的基礎(chǔ)。只有從根本上實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)革新，才能夠促進(jìn)新能源行業(yè)以及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的加強(qiáng)。

2.2 實(shí)現(xiàn)新能源自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的深化

目前我國在新能源的發(fā)展方向上過于追求不同能源的開發(fā)，而不能夠針對可用的新能源實(shí)現(xiàn)深化，所以比起開發(fā)更多可以利用的能源，對于生物質(zhì)能、地?zé)岚l(fā)電、海洋能等人們沒能掌握應(yīng)用技術(shù)的探索，而更應(yīng)該將廣泛應(yīng)用的新能源開發(fā)落在實(shí)處，比如說風(fēng)力發(fā)電，這一新能源在開發(fā)之初存在著一些問題，比如不穩(wěn)定性等，但是目前一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)克服了這一問題。彌補(bǔ)了風(fēng)力資源因?yàn)槠溟g歇性的基本特征而造成的風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際障礙，利用雙向變流器等，控制機(jī)組不需要頻繁進(jìn)行啟動(dòng)或者切換，以一個(gè)相對穩(wěn)定的待機(jī)狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)電力收集與供應(yīng)。我國在風(fēng)力發(fā)電的過程之中通常采取的是并網(wǎng)發(fā)電的模式[4]，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中需要使用相應(yīng)的發(fā)電系統(tǒng)以及變流系統(tǒng)等，為了深化其自動(dòng)化技術(shù)，可以加強(qiáng)研究，提升其系統(tǒng)的智能化與自動(dòng)化，并網(wǎng)發(fā)電是目前我國風(fēng)力發(fā)電需要形成的，需要多重進(jìn)行風(fēng)電的消納，實(shí)現(xiàn)對于功率以及頻率運(yùn)行等方面的調(diào)節(jié)，比如說加強(qiáng)風(fēng)電短期預(yù)測功能、數(shù)據(jù)分析功能等，將大型風(fēng)電場進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)行，便利抽水蓄能電站的發(fā)展等。還有在太陽能發(fā)電上，目前太陽能在電力的提供上普遍無法與燃料消耗所提供的電能相比并且在自動(dòng)化技術(shù)上也存在著一定的滯后性，所以可以從綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制上著手，加強(qiáng)集熱與儲熱的功能，優(yōu)化聚光子系統(tǒng)等。目前我國在太陽能發(fā)熱發(fā)電試驗(yàn)系統(tǒng)的研究上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了突破，就是能夠針對目前定日鏡出現(xiàn)的偏差進(jìn)行相應(yīng)的矯正，通過傳感器所傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)據(jù)，處理與分析的同時(shí)進(jìn)行記錄，然后能夠更加智能化地實(shí)現(xiàn)對于太陽的追蹤。只有從根本上深化系能源自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，才能夠從根本上提升新能源行業(yè)的效能。

2.3 明確新能源自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向與發(fā)展目標(biāo)

新能源自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該明確發(fā)展的目標(biāo)以及方向，才能夠有矢放的，比如說自動(dòng)化產(chǎn)品在新能源產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展，PCL就是一種工業(yè)級的產(chǎn)品，因?yàn)轱L(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行的過程之中對于運(yùn)算速度和存儲量有較大的需求，就會(huì)要求大型化的機(jī)組實(shí)現(xiàn)縮小，就可以實(shí)現(xiàn)PCL的有機(jī)結(jié)合[5]，實(shí)現(xiàn)過程控制的同時(shí)，讓新能源的行業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。所以換句話說，因?yàn)橛辛税l(fā)展目標(biāo)，在向目標(biāo)發(fā)展的過程之中，不斷克服障礙，就會(huì)形成新能源自動(dòng)化技術(shù)的突破[6]。比如說太陽能光伏發(fā)電的方面，因?yàn)楣夥l(fā)電主要利用了光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的關(guān)系，但是難以克服的問題是集熱與儲熱的功能還是無法實(shí)現(xiàn)完全的控制，存在著一定的滯后性，所以太陽能光伏發(fā)熱可以向集熱控制技術(shù)方面進(jìn)行發(fā)展，增強(qiáng)并網(wǎng)逆變器的高效率運(yùn)行，在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定與快速的同時(shí)，也能夠擁有智能化的控制系統(tǒng)，比如說當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障的時(shí)候，系統(tǒng)能夠及時(shí)反應(yīng)，并且停止逆變器，避免出現(xiàn)更大的電力問題。

在新能源產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品在發(fā)展的過程之中還要綜合考慮影響因素，比如因?yàn)榘l(fā)電站會(huì)無人看管，在這種情況下，新能源產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的產(chǎn)品就會(huì)自動(dòng)向特殊設(shè)計(jì)發(fā)展，比如防霧、防煙、防濕氣等，另外想要實(shí)現(xiàn)光伏以及風(fēng)電等發(fā)展目標(biāo)，就會(huì)在其產(chǎn)品的研發(fā)過程之中自動(dòng)自覺增強(qiáng)對于防護(hù)性的研究，如果是產(chǎn)品應(yīng)用于高原地區(qū)時(shí)，就會(huì)加強(qiáng)產(chǎn)品的散熱功能等。

而新能源行業(yè)的整體發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是取代傳統(tǒng)能源，實(shí)現(xiàn)新能源的普及化，突破技術(shù)瓶頸[7]，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的同時(shí)還能夠增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。國家應(yīng)該鼓勵(lì)使用并且發(fā)展新能源行業(yè)以及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)大型的公共建筑去使用清潔能源以及新能源，實(shí)現(xiàn)對于電力使用的科學(xué)合理調(diào)配，以一種完善協(xié)調(diào)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)能源開發(fā)與電力規(guī)劃，在加強(qiáng)我國的能源安全的同時(shí)，進(jìn)一步推動(dòng)我國新能源行業(yè)的進(jìn)步。

3 結(jié)語

目前我國在新能源開發(fā)以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用上還存在著不足，需要在明確其發(fā)展現(xiàn)狀的同時(shí)，將新能源自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，深化目前現(xiàn)有的新能源技術(shù)，明確發(fā)展方向與發(fā)展目標(biāo)，從而提出更加優(yōu)質(zhì)的能源開發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)新能源行業(yè)的技術(shù)突破與技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)管理機(jī)制的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，不再將新能源行業(yè)的發(fā)展問題局限在技術(shù)層面上，而是需要整體來看，實(shí)現(xiàn)政策、制度、行業(yè)機(jī)制、能源開發(fā)等方面的綜合發(fā)展。

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