新能源发电技术的现状及应用前景分析
刘旭
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刘旭,. 新能源发电技术的现状及应用前景分析[J]. 能源学报,2023.10. DOI:10.12721/ccn.2023.157336.
摘要: 煤炭、石油是我国一次能源的重要组成部分,然而,由于煤炭、石油等资源的大量使用,对生态系统带来了严重的危害。随着人们的生活品质逐步提升,其对于环保的认识也越来越深。为满足社会对能源的需要,也为减轻传统能源对环境的污染,当前出现并发展了多种新型绿色能源,特别是在太阳能发电、风能发电、生物质能发电等方面都有了很大的进展。
关键词: 新能源发电;技术分析;太阳能发电;发展趋势
DOI:10.12721/ccn.2023.157336
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引言:近年来,我国能源消耗快速增长,能源供应十分紧张,这对于经济社会的可持续发展是非常不利的。为此,在大力发展新能源发电技术的同时,应积极利用其他资源进行发电。我国在这方面已取得了一定成果,但由于起步较晚、技术不够成熟等因素的影响,目前仍存在一些问题。因此,需要对新能源发电技术进行深入的分析和研究,以推动我国新能源发电技术的不断完善和发展。

1.新能源发电技术概念及现状

能源紧缺和环境污染严重,已经是一个全球性问题,并且这些问题也已经成为影响全球经济发展的重要因素,因此,开发新能源并利用新能源来满足社会发展的需求已是刻不容缓。当前,风能、水能、生物能等已被开发和利用,而新能源发电就是将这些自然可再生的清洁能源用于电力生产,以满足社会的需求。因为新能源的分布比较分散,并不具有对其进行集中开发和利用的优点,因此,使用新能源进行发电的方式,就是在资源分布比较多的地区,建设中小型发电设备,将新能源中所包含的能源转换成电能。新能源的产生既可以向用户提供电能,又可以接入公共网络,把电能由公共网络输送到用户的负载。到现在为止,通过新能源发电技术生产电能的规模还很小,远不能满足社会的需要,在现实中,它也仅仅是对传统能源的补充。然而,朝着绿色可持续发展道路前进的趋势却没有改变,新能源发电极大地减轻了环境污染,并提高了能源的利用效率,增强了社会效益,为社会的发展打下了坚实的基础[1]

2.主要的新能源发电技术形式

2.1太阳能发电

近几年,世界各国都在大力发展太阳能,以缓解自身的能源危机。因此,我国特别设立了金太阳示范工程,并且,为了激励发电企业积极地使用太阳能,推动光伏发电的迅速发展,国家还出台了一系列的法律和规定,这为我国的太阳能发电提供了更多的途径。太阳能发电的形式有两种,一种是光热发电,一种是光伏发电。

(1)光热发电

光热发电,指的是将阳光中的能量集中起来,用太阳能将一些液体的物质转变成气体物质,然后,用气体物质中的能量来驱动蒸汽发动机,从而获得我们所需的电力。当前,光热发电系统的种类有碟式、槽式以及塔式三种,其中以槽式光热发电为主。由于受诸多技术因素的制约,目前国内光热发电的开发还非常滞后,相关的研究也不多。

(2)光伏发电

光伏发电指的是使用太阳能电池将电能进行输出,再经过对应的变化设备,直接将其连接到电网或向负载供电。目前最常见的有两类:离网型和并网型。离网型光伏发电的太阳能电池既可以为直流负载提供动力,也可以通过对应的逆变器将直流电转换成交流电提供动力。并网型光伏发电系统是一种直接与电网相连的光伏发电系统,它可以被划分成两种,一种是可调度式,另一种则是不可调度式,其中,可调度式并网光伏发电系统与不可调度式并网光伏发电系统之间最大的差别就在于其是否配置了储能装置[2]。图1为天津地区光伏发电。

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图1天津地区光伏发电

2.2风力发电

风电发电系统指的是把风能转换成电力的系统,其转化过程可以用一句话来表达:风吹动桨叶,带动桨叶旋转,将风能转换为机械能,再经过一定的机械系统,将机械能传递到发电机,从而产生电能,而这种电能能够直接或间接地接入到电网之中。当前,风电的主流技术有两种,一种是恒速恒频,另一种是变速恒频,其中,变速恒频风电具有风能捕获、转速高、灵活多变等十分显著的优点,因此,它已是风力发电的主流形式。

2.3海洋能发电

(1)波浪发电

波浪发电是指通过特定的转换设备,将波浪中的能源转化为其他的机械能、气压或是液压能,并将能量传输到发电机,从而产生电能。目前国内最具代表性的一座100kW摆动波流发电系统,在广东已建成。福建和海南已经建成了一座波浪发电厂,而且已经有了一定的进展,正在朝着100kW的规模发展。尽管该项目投资巨大,技术上也存在着一定的困难,但它与国家的发展需求相适应,具有很好的发展前景。图2为波浪发电。

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图2波浪发电

(2)潮汐发电

海水的涨落,会受到月球和太阳的影响,从而产生巨大的波动,这就是所谓的潮汐。潮汐能是指根据潮流水位之间的差异,把潮流所具有的潜能转换为电力。潮汐能是一种可再生能源,具有资源量大,在进行电力生产时不会对生态造成损害等特点,但是由于其造价相对较高,就会导致电力价格上涨,阻碍潮汐能的广泛应用。

3.新能源发电技术的发展趋势

3.1新能源发电是发展可再生能源的有效形式

“十二五”时期,国家大力推进并支持可再生能源的发展,这也是国家的一项重大发展策略,利用新能源来生产电力,将极大地促进国家能源结构的优化,这对于环境保护,西部开发,农村和偏远地区的电力供应,都有着十分重要的作用。所以,伴随着新能源发电技术的发展,它将逐步成为国家开发新能源的一种行之有效的方法。利用新能源作为电能,可以实现新能源在电力系统中的高效利用,构建微型电网。比如,利用本地的风力、太阳能等资源,在我国的某些边远地区,可以为其提供微网供电,从而推动我国的电力建设发展。

3.2由新能源组成的微电网可以改善电能质量

采用新能源作为动力,其所构成的新能源微网能够有效地提升我国电力系统的总体可靠性,对改善国家电力系统的电力品质起到很大作用,这也是新能源发电技术的重要发展方向。21世纪,随着国家的发展,我们国家正逐步步入数字社会,高质量地能源供给是我们国家经济发展的一个主要保证。在此基础上,提出了这种更为合理的电源配置方案,可以为国家的发展和国民经济的发展提供了更为可靠的电源保障。而且,由于新能源的使用,还能够减少电力生产的费用,所以在今后,将会有更多新能源的电力生产技术在国内得到更多的开发与应用。

3.3阻碍新能源发展的因素和解决建议

目前,在新能源开发过程中,还存在着诸多制约因素。其主要体现为:①信息障碍。从信息化角度看,最重要的是,我们国家新能源的人才储备很少,它对新能源技术的发展产生了极大的影响。在新能源产业中,我国既缺少相关领域的高端技术人才,又缺少复合型人才,这就造成了新能源技术在发展中容易受到技术、资金和市场的信息障碍。面对这种情况,国家必须强化对各种重大技术的突破,强化人才的培训,不断地发展和完善已有技术,并将其转化为有关的产品。②新能源的发展受到很大的制约。目前,由于对新能源基础技术的推广力度不足,造成了对新能源的综合利用与开发程度低下。此外,在新能源项目中使用的风能、太阳能、潮汐能和生物能等资源,尽管它们都具备了某种可再生的特性,然而,对它们的开采却会受到自然气候条件、国土资源条件等多种因素的制约。因此,要加大对新能源的开发和应用力度,营造全社会使用新能源的良好环境,使基础技术得到最大程度的推广。在开发的过程中,还要加大技术研发力度,从而达到对新能源技术的高效开发与应用[3]

总结语:总而言之,我们国家在新能源发电技术方面,已经获得了相当可观的成果,特别是太阳能发电和光伏发电,它们已经被广泛地运用到了现实生活中,这既提升了能源的利用效率,又对我们的生态系统进行了有效地保护,为我国的经济发展打下了坚实的基础。在科技进步的今天,新能源生产技术将越来越完善,电力系统的新能源发电方式也将更加有效。

参考文献:

[1]汪浩.新能源发电技术的现状及应用前景分析[J].工程建设与设计,2016(16):104-105.

[2]周海波,李家坤.新能源发电技术的现状及应用前景分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2011,16(01):82-85.

[3]唐健.新能源发电技术的现状及其应用趋势[J].四川水泥,2019(01):159.

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