新能源应用与电气工程节能技术分析
王仲恺
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王仲恺,. 新能源应用与电气工程节能技术分析[J]. 低碳研究,2024.11. DOI:10.12721/ccn.2024.157104.
摘要: 电气系统在现代社会中扮演着至关重要的角色,其对能源效率和环境可持续性的影响至关重要。然而,传统的电力生产和分配方式存在许多不足之处,包括高能源浪费和环境污染。近年来,电力新能源的应用已经取得了显著进展,例如太阳能和风能。这些新技术为电气节能技术的发展提供了机会,有望改善电气系统的效率,减少能源浪费,降低碳排放。
关键词: 新能源开发;电气工程;自动化技术;节能措施
DOI:10.12721/ccn.2024.157104
基金资助:

随着全球经济的快速发展和人口的不断增长,对能源的需求量也日益增加,传统能源的使用带来的环境污染和资源枯竭等问题,推动新能源的开发和应用已成为当今世界各国共同关注的重要议题。电气工程自动化在新能源开发中具有重要作用。随着电气技术的不断进步和自动化技术的发展,对新能源开发过程进行优化,可以大幅提高新能源的开发效率和利用效率,实现节能减排的目标。

1新能源开发中电气工程自动化节能原则

1.1安全性原则

安全性原则要求在新能源开发过程中,确保设备和系统的稳定运行,同时保护人员和环境的安全。在电气工程自动化中,可以采用多种技术手段来实现设备的安全控制和监测,如故障检测与诊断、设备状态监控、自动停机保护等。在新能源开发过程中,必须注重人员的安全。对从业人员进行培训和教育,增强他们的安全意识,提升操作技能,确保他们能够正确使用设备和系统。

1.2环保性原则

环保性原则要求减少排放物的产生,电气工程自动化技术可以通过智能化的排放控制系统,实现对排放物的监测和控制。在新能源开发中,电气工程自动化技术可以通过智能化的能源管理系统,实现对能源的精细化调节和管理。这包括对能源的合理分配和利用,调整设备功率和运行模式,避免能源的浪费和过度消耗。例如,在光伏发电系统中,电气工程自动化技术可以通过实时监测太阳辐射强度和天气状况,自动调节光伏组件的倾角和方向,以获得最大发电效益。通过减少能源的消耗,降低对传统能源的依赖,实现可持续能源的开发和利用。

1.3可持续性原则

可持续性原则要求在新能源开发过程中,充分考虑资源的可再生性和可持续性。新能源开发应优先选择可再生能源,如太阳能、风能、水能等,以减少对有限资源的依赖,并确保能源供应的长期稳定性,在资源利用过程中,要精细管理和高效利用资源,减少浪费和损耗,提高资源利用效率。自动化技术可以精确控制设备的运行状态和能耗,实现节能目标。

2新能源应用与电气工程节能技术分析

2.1变频调速技术

在变频调速技术体系中,变频器作为核心设备,主要是将电源频率转化为可输出、可调控的频率,作为电力调节装置可以改变电机的供电频率和电压,对电机转速进行精确控制。变频器包含直流变频器和交流变频器两大类型,借助电子元器件和控制算法,对频率和电压进行调节。而变频调速技术借助先进的控制算法,结合传感器系统,可以感应电机使用状态,对扭矩进行管控。相关控制算法可根据电气设备的负载需求调整设备的转速和输出扭矩,达到最佳的能源使用状态,可以,避免电机在低效区域高速运行。变频调速技术还能够实现无速调节,使电机在不同负载条件下能够保持最佳的运行状态,相较于传统定速驱动系统,变频调速技术可显著降低设备能耗,可降低约20%~60%。而变频调速技术还能够对电气设备的启动和减速进行控制,在传统设备启动或减速过程中会产生较大电流和惯性冲击,会导致能源浪费和设备损坏,此时利用变频调速技术可以增加或减少电机的供电频率、电压,实现平稳高效运行,减少能源消耗。因此,在电气节能技术领域,可借助变频调速技术降低能源消耗,提高整个系统的综合运行水平。

2.2高效能源转换技术

高效能源转换技术是另一个关键的路径,有助于将电力新能源更有效地转化为电能。在这个领域,重点是提高太阳能电池和风能涡轮机等新能源设备的能效。通过研究材料科学、工程设计和制造技术,可以提高这些设备的转化效率,并降低能量损耗。此外,储能技术的创新也是关键,以便在不同时间段存储和释放可再生能源,从而提供更稳定的电力供应。高效能源转换技术的发展将使电力系统更具能源效率,减少能源浪费,从而实现电气节能技术的目标。

2.3发展可再生能源

随着传统化石能源的消耗和排放,环境问题日益严重,包括全球变暖、空气污染等,这给人类社会和生态环境带来了巨大的威胁。而可再生能源具有资源丰富、环境友好、可持续利用等特点,其利用不仅可以减少对传统能源的依赖,还能够减少温室气体的排放,从而有效应对能源危机和环境问题。传统的电力系统主要依赖于化石能源,其发电过程不仅消耗大量资源,还会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境造成严重污染。而利用可再生能源,如太阳能、风能等进行发电,则可以避免这些问题的产生。通过智能化技术和自动化控制系统,可以对可再生能源进行精准管理和调度,实现能源的高效利用,减少能源浪费,从而达到节能减排的目的。发展可再生能源也能够提高电力系统的稳定性和可靠性,通过可再生能源建设分布式发电系统和微电网,降低对传统电力系统的依赖,提高电力系统的抗干扰能力和抗灾能力,保障电力供应的稳定性和可靠性。与传统的电力系统相比,不存在因依赖于集中式发电和长距离输电,导致输电损耗大、能源浪费多、电网安全性低等问题。

2.4能源回收技术

能源回收技术是电气节能技术体系中常见的一类,在电力新能源发展环节,工程师需要合理构建和布局整个系统中的能源回收板块。电力新能源,如风能、太阳能在发电过程中会出现能量浪费损失,此时利用能量回收技术可以有效利用此部分能量,提高资源利用水平。在电力新能源领域,要想有效减少并网所带来的谐波冲击,需要有效管控并网量,此时需要利用能量回收技术回收多余的能量。具体来说,电力新能源输出通常会受到天气条件和季节变化影响,导致能量波动过大,而利用能量回收技术,可以将电力系统中剩余的能量储存,结合蓄电池储存、压缩空气储存、水能储存等多元化方式,可将电力储存在另一种介质中,在有需求时可通过释放转化能量,保障电力供给平衡。能量回收技术还可以对电力系统中的能量损失进行精准控制,在电力传输和分配环节会存在能量损失和线路阻抗,此时利用能量回收技术可以对电力系统中的能量损失进行监测和优化,减少能量浪费和损耗,提高系统的综合运行水平。

2.5节能设备的选用

在电力新能源开发利用中,对供电系统的节能措施是非常重要的,因此要选择合适的设备。首先需要注意的是,对于一些大型发电工程来说,由于其规模较大、投资费用较多等特点,所以必须选用具有相应配套设施和技术条件以及经济合理地施工方案;其次就是选购符合国家政策标准及行业规范要求且价格相对较为低廉、质量可靠,并且环保无污染以及能高效利用电能的供电电源装置或用电系统;最后则是要选择适合当地实际情况与电网规划相匹配的节能设备。

结束语

综上所述,持续的技术创新与政策的有力支撑,将为电气节能技术及电力新能源在未来扮演更关键角色提供动力,这对推动可持续发展及构建绿色经济体系具有重要意义。

参考文献

[1]王炳杰.电气节能技术与电力新能源的应用[J].光源与照明,2023(02):243-245.

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