清潔能源發(fā)電技術(shù)的雙重性

羅鑫錦

摘要：隨著自然資源的枯竭，傳統(tǒng)火力發(fā)電方式逐漸被淘汰，清潔能源發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步。西北地區(qū)作為光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的主力場(chǎng)，在超級(jí)存儲(chǔ)電能設(shè)備尚未發(fā)明的當(dāng)今世界，西北地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電既存在其強(qiáng)大的資源優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又存在發(fā)電時(shí)間不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：清潔能源;光伏發(fā)電;風(fēng)力發(fā)電

一、基于的原理

風(fēng)力發(fā)電原理：風(fēng)機(jī)把風(fēng)的能量轉(zhuǎn)變成風(fēng)機(jī)的機(jī)械能，再通過(guò)各種轉(zhuǎn)換操作把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是通過(guò)大力風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)增速機(jī)將風(fēng)力旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。

光伏發(fā)電原理：太陽(yáng)光照射到半導(dǎo)體的P-N結(jié)上，形成新的空穴和電子對(duì)，由于P-N結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的作用下，空穴由N區(qū)向P區(qū)移動(dòng)，電子由P區(qū)向N區(qū)移動(dòng)，最后連接好電路后就形成了電流。太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，①光—熱—電轉(zhuǎn)換途徑：是利用太陽(yáng)光輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，通常是利用太陽(yáng)能集熱器將其所吸收的熱能轉(zhuǎn)變成工質(zhì)的蒸氣，最后驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。②光—電直接轉(zhuǎn)換途徑：是利用光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射的能量直接轉(zhuǎn)變成電能，光—電轉(zhuǎn)換所應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)備就是太陽(yáng)能電池。

二、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

風(fēng)能資源在我國(guó)非常充沛。最近幾年，中國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非常迅猛，當(dāng)今我國(guó)新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量是世界最多的國(guó)家了。我們國(guó)家領(lǐng)土面積廣闊，還有巨大的風(fēng)力資源等待開發(fā)，西北地區(qū)甘肅省酒泉市規(guī)劃進(jìn)行中的千萬(wàn)千瓦級(jí)特大型風(fēng)電基地，當(dāng)所有的風(fēng)力資源發(fā)掘后，其裝機(jī)總?cè)萘康囊?guī)模可以被稱作“路上三峽”。自從2013年開始在我國(guó)政府和光伏企業(yè)的共同努力下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)憑借良好的產(chǎn)業(yè)配套優(yōu)勢(shì)、人力資源優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)以及國(guó)家的大力扶持政策，通過(guò)自主創(chuàng)新與引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新相結(jié)合，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)逐步形成了具有我國(guó)自主特色的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。隨著太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、微納級(jí)激光精密加工等技術(shù)的進(jìn)步，光伏發(fā)電的度電成本進(jìn)入下降通道，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。隨著光伏發(fā)電技術(shù)逐漸進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)完善、市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，光伏發(fā)電成本應(yīng)將在全世界范圍內(nèi)連續(xù)呈下降趨勢(shì)，2010-2015年光伏發(fā)電成本降低了約60%。隨著光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏發(fā)電成本正在迅速下降，2020年左右光伏發(fā)電對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，其單價(jià)將降低到火力發(fā)電的水平，中國(guó)未來(lái)將有望實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。

三、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電存在的短板

風(fēng)能和太陽(yáng)能是用不盡的資源，它在自然界中一直處于變化運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，風(fēng)能和太陽(yáng)能存在間歇性和不穩(wěn)定性，所以其產(chǎn)生的風(fēng)電和光伏電在并入電網(wǎng)后會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生很大的沖擊，導(dǎo)致電能質(zhì)量低;風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)威脅到一些鳥類生存，導(dǎo)致生態(tài)破壞，風(fēng)機(jī)噪聲較大對(duì)周邊環(huán)境造成干擾;西北地區(qū)的風(fēng)沙比較強(qiáng)，沙子進(jìn)入風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸損壞風(fēng)機(jī)，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板很難及時(shí)清理，造成發(fā)電效率急劇降低;由于我國(guó)儲(chǔ)電技術(shù)的限制，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)展也受到了極大的阻礙。

四、應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

風(fēng)能和太陽(yáng)能設(shè)施日趨進(jìn)步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能成本已低于其它發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電是可再生能源，很環(huán)保，很潔凈。而且風(fēng)能和太陽(yáng)能在地球上分布廣泛，只要有風(fēng)和光照的地方就可以使用風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，不受地質(zhì)因素的限制，能源隨處可得獲取，而且可就近供電，避免了長(zhǎng)距離輸電時(shí)電能的損耗;不會(huì)遭受能源危機(jī)或燃料市場(chǎng)不穩(wěn)定而造成的沖擊，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，是真正綠色環(huán)保的新型可再生能源。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)不斷發(fā)展，煤炭資源將不斷枯竭，在此情況下，風(fēng)能和太陽(yáng)能必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式發(fā)電并且穩(wěn)定的并入電網(wǎng)，照亮千家網(wǎng)戶，而且像風(fēng)能和太陽(yáng)能這樣的清潔能源，不會(huì)引起環(huán)境污染，隨著儲(chǔ)能技術(shù)不斷發(fā)展，未來(lái)必將在市場(chǎng)上開拓出一片屬于它們自己的天地，前景可謂大好！

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