淺析新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)

李昕睿

摘 要：自進入21世紀以來，隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題變得日益突出，因此開發(fā)和利用新能源作為節(jié)約資源、改善環(huán)境的有效方式，進一步成為世界各國尋求經(jīng)濟持續(xù)增長的基礎(chǔ)。而新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)作為高效、節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)方法，得到了大量的開發(fā)與研究。本文簡單闡述了國內(nèi)外新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：新能源；發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1.引言

自全世界進入工業(yè)社會以來，傳統(tǒng)的能源行業(yè)主要以煤和石油為主要利用資源，來作為經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)能源物質(zhì)，此類化石類能源物質(zhì)不僅短期內(nèi)無法再生利用，而且也會給生存和生態(tài)環(huán)境造成不可估量的破壞和危害，例如全球溫室效應(yīng)、酸雨現(xiàn)象、臭氧層變薄等一系列環(huán)境污染問題，已成成為今后制約人類生存和全球經(jīng)濟社會發(fā)展的重要影響因素。因此，隨著人們生活水平和社會經(jīng)濟基礎(chǔ)的改善，全球各國對環(huán)境污染的程度越發(fā)重視，且開發(fā)和利用綠色環(huán)保新能源技術(shù)越來越來得到大家的共識。

新能源主要是指通?；茉匆酝獾目稍偕茉次镔|(zhì)，也指對環(huán)境污染程度較小和可持續(xù)再生利用的能源，其包括太陽能、風能、潮汐能、水火能、生物質(zhì)能、海洋熱能、波浪力能和頁巖能等新型技術(shù)和材料開發(fā)和利用而獲得的能源物質(zhì)。目前，較為普遍和廣泛開發(fā)利用的新能源，主要是太陽能、生物質(zhì)能、風能、地熱能等[1]。因此，開發(fā)和利用新型能源物質(zhì)來進行發(fā)電和供電，是電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級改造的必然趨勢，也是經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的必然基礎(chǔ)。

2.新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1太陽能發(fā)電技術(shù)

地球上的主要能源基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)換來源就是太陽的輻射能量，就僅是我國每年從太陽輻射得到的能量就相當于2.4萬億標準煤的燃燒能量。全世界的國家基本上都在利用和發(fā)展太陽能來進行發(fā)電，有三分之二的國家都屬于太陽能資源豐富的國家。

太陽能發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)主要有光熱發(fā)電技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)兩類。目前，這兩類發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)都得到了普遍的應(yīng)用和開發(fā)，實現(xiàn)了商業(yè)化的發(fā)展。光熱發(fā)電技術(shù)是指通過聚光器將太陽輻射能量聚集，利用其進行能量轉(zhuǎn)換，推動發(fā)電裝置產(chǎn)生電能，進行發(fā)電的技術(shù)。此類技術(shù)門檻較高，我國對此技術(shù)較為缺乏。而光伏發(fā)電技術(shù)是指利用光熱傳導(dǎo)獲取熱量能源，再通過相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出電能的技術(shù)系統(tǒng)，主要以離網(wǎng)型和并網(wǎng)型設(shè)備為主。光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)之所以能夠被全世界廣泛利用，是因為其設(shè)備能夠在不同環(huán)境和條件下發(fā)電和輸電。太陽能發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)是我國重點的能源項目，與傳統(tǒng)的能源物質(zhì)相比，具有綠色環(huán)保、節(jié)約資源、用之不竭的獨特優(yōu)勢。

2.2風能發(fā)電技術(shù)

風能發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)主要是利用將風能先轉(zhuǎn)換為機械能，再通過轉(zhuǎn)換裝置將機械能轉(zhuǎn)換為電能，將其輸出。簡單表述為自然風吹動轉(zhuǎn)動特殊的槳葉，通過槳葉的運動，產(chǎn)生機械能，再利用特定的能量轉(zhuǎn)換裝置，傳給發(fā)電機，最后形成電能。根據(jù)調(diào)查，我國的風能發(fā)電資源非常豐富，每年陸地上風能潛在開發(fā)量再25億KW左右，西北及東南地區(qū)有潛在能力具備建造多個千萬千瓦級別的風電基地。通過風能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有主要的風能發(fā)電技術(shù)，為恒速恒頻和變速恒頻兩類，相比較而言，變速恒頻的技術(shù)優(yōu)勢多，利用率高。

風能發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)主要是通過主控制器感應(yīng)風力動力的變化，調(diào)節(jié)前端設(shè)備的變距，來更好地適應(yīng)不同地風力和環(huán)境，達到最優(yōu)化風力產(chǎn)電的目的。目前，我國與世界發(fā)達風能發(fā)電技術(shù)國家相比，還有很大的技術(shù)差距，但最近幾年來，得到了較快的發(fā)展速度，初步擁有了可開發(fā)和建設(shè)千萬千瓦級的大型風能發(fā)電基地。風能發(fā)電技術(shù)對于新能源發(fā)電系統(tǒng)是一類能夠滿足全社會經(jīng)濟與能源發(fā)展實際情況的需求。

2.3生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)

隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，也伴隨產(chǎn)生了大量的社會和生活廢棄物，嚴重浪費著全球的資源和危害著周邊環(huán)境。而生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)就可以利用這些廢棄物的能量來發(fā)電，使其再次利用，達到節(jié)約資源，保護環(huán)境的目的。目前，廣義上的生物質(zhì)能主要是指水生動植物、農(nóng)林廢棄物、工業(yè)廢棄物及城市生活垃圾和廢物等，生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)就是利用此類物質(zhì)本身具備的能量，通過轉(zhuǎn)換設(shè)備帶動發(fā)電機而發(fā)電，進而產(chǎn)生電能供用戶使用。主要的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)方式有熱化學(xué)法、直接燃燒法、生化法、物理化學(xué)法等。

現(xiàn)今，美國和日本等一些發(fā)達國家對生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)擁有絕對先進的技術(shù)優(yōu)勢，由于我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，生物質(zhì)資源非常豐富，因此，大力開發(fā)和研究生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)是十分具有前景的技術(shù)項目。秸稈和生活垃圾發(fā)電技術(shù)項目已經(jīng)在我國較大城市逐步發(fā)展利用起來，提供的電能能夠緩解城市供電短缺，也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟和社會效益。

2.4地熱能發(fā)電技術(shù)

地熱能發(fā)電技術(shù)是利用大地蒸汽的熱能將其先通過汽輪機轉(zhuǎn)換為機械能，再帶動發(fā)電機產(chǎn)電和供電，提供電能的技術(shù)。目前利用的蒸汽熱能主要是天然蒸汽和熱水的熱能，也將地熱能發(fā)電分為蒸汽型和熱水型地熱發(fā)電技術(shù)兩類。

我國地熱資源相當豐富，已經(jīng)查明的地熱地點就有5000余處，且分布較為廣泛，如山東招遠、江西溫湯和最為著名的西藏羊八井等，羊八井地熱電站每年發(fā)電量可達9700萬千瓦時。目前，全球各國都在大力發(fā)展地熱發(fā)電技術(shù)，我國應(yīng)須加大對地熱資源的勘探與開發(fā)，進一步加強和擴大對地熱資源的利用。

2.5海洋能發(fā)電技術(shù)

海洋能發(fā)電技術(shù)是指利用海洋中所擁有的能量轉(zhuǎn)化進行發(fā)電的技術(shù)。地球表面百分之七十的面積都是海洋，因此，海洋資源十分豐富，且海洋中所蘊含的大部分資源都是可再生資源，主要有波浪能、潮汐能、海水溫差能等。目前，全球范圍內(nèi)能夠普遍實際利用的主要是潮汐發(fā)電技術(shù)和波浪發(fā)電技術(shù)，此類技術(shù)具備清潔對環(huán)境友好、資源豐富可再生等優(yōu)勢，但地域性強，投資成本大等缺點。

潮汐能發(fā)電技術(shù)是利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差勢能來進行產(chǎn)電，其特點是可再生、蘊含量豐富、運行成本低等，屬于清潔能源，對環(huán)境無污染，是海洋能發(fā)電技術(shù)中最為成熟且利用廣泛的發(fā)電技術(shù)。波浪發(fā)電技術(shù)是通過能量轉(zhuǎn)換設(shè)備將海水波浪的機械能等驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)電，此技術(shù)發(fā)電成本較高。我國沿海地區(qū)如福建、海南、浙江等地已經(jīng)建設(shè)和運行了波浪發(fā)電站。

3.新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

當今世界經(jīng)濟和社會快速發(fā)展，研究開發(fā)和利用新型能源利用技術(shù)是一種國家前沿戰(zhàn)略思想，是國家可持續(xù)、可高速發(fā)展的重要的基礎(chǔ)力量。目前對于新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有：第一，加快電力企業(yè)轉(zhuǎn)型，從化石資源消費產(chǎn)電向低污染、可再生的風能、地熱能、水力能等發(fā)電方式轉(zhuǎn)變；第二，新型能源發(fā)電技術(shù)需保證安全性原則、鼓勵性原則、經(jīng)濟型原則、協(xié)調(diào)性原則，加強電網(wǎng)之間的兼容聯(lián)網(wǎng)，使新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)能夠更好為社會帶來更加高效和高質(zhì)的電能；第三，考慮因地制宜，加大政策和經(jīng)濟支持，積極開發(fā)和發(fā)展風能、太陽能光伏、生物質(zhì)能、海洋能發(fā)電技術(shù)。

4.結(jié)語

新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)是我國走綠色環(huán)保、社會和諧之路的基礎(chǔ)力量，是優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)、節(jié)約能源利用、保護生態(tài)環(huán)境、促進經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要選擇，廣泛開發(fā)和利用新能源發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)是未來電力行業(yè)和社會發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻：

[1]王朝華.國際新能源發(fā)展的主要趨勢及對我國新能源發(fā)展的思考[J].經(jīng)濟論壇，2011（10）：84-89