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淺談我國新能源發(fā)電技術(shù)及其意義

發(fā)布日期： 2013-04-10 發(fā)布：  

  2013年第2期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘要：目前，由于全球受環(huán)境問題的影響，使得能源的開發(fā)和利用面臨新的瓶頸。
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　　人類開始不斷尋找新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。在一些發(fā)達國家，新能源發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成了他們解決電力系統(tǒng)問題的一種必不可少的手段。本文首先介紹了新能源的特點，接著詳細介紹了幾種新能源發(fā)電技術(shù)，包括風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，最后闡釋了新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)發(fā)展的重要意義。
　　關(guān)鍵詞：新能源；風(fēng)能；發(fā)電技術(shù)
　　隨著科學(xué)和社會的進步，全球所面臨的資源和環(huán)境問題也日益突出，由于傳統(tǒng)能源的存量有限，使得對其的開發(fā)和利用受到限制，只能尋找可以替代的新能源。目前，全球正在掀起一場以大規(guī)模開發(fā)和利用新能源為標志的革命。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的需求也不斷增大。現(xiàn)在我國所依靠的電力能源主要是煤、石油和天然氣等，這些能源在短期內(nèi)是不可再生的，開采得越多存量就會越少。同時，開發(fā)和利用這些能源會引起酸雨、溫室效應(yīng)等嚴重的環(huán)境問題，這也成為整個世界經(jīng)濟發(fā)展的重要限制因素。所以，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)迫在眉睫。
　　1 我國新能源的特點
　　我國的新能源資源和各地的能源需求呈現(xiàn)逆向分布的特征，且儲量豐富。生物質(zhì)能資源年產(chǎn)出8.99 億tce，據(jù)統(tǒng)計，波浪能資源的儲量為1285萬kW，潮汐能資源儲量為1.1億kW，潮流能為1.4億kW。從資源分布來看，風(fēng)能較豐富的地區(qū)除了東部沿海之外，其它的主要集中在內(nèi)蒙古、新疆以及甘肅和華北的北部。而太陽能資源只要分布在西藏、青海、新疆南部和內(nèi)蒙古的西部。但是我國75%以上的能源需求都是在東部和中部地區(qū)，所以資源需求和分布逆向性較明顯。
　　新能源資源都具有地域性，本身是無法實現(xiàn)直接供電，而是通過一定方式轉(zhuǎn)化為電能才能被大規(guī)模地利用。目前我國的新能源資源分布地區(qū)的用電量相對較少，當(dāng)?shù)夭⒉荒芡耆�消化，可以通過長距離的電網(wǎng)輸送到中東部用電量較多的地區(qū)。新能源資源的一個明顯特點是分散性，因為能流密度較低，分布到每單位面積上的能量并不多，風(fēng)電和太陽能發(fā)電站占用的空間比較大。新能源發(fā)電具有間歇性和波動性，受季節(jié)和氣候的影響比較大。
　　2 新能源發(fā)電類型
　　2.1 風(fēng)能發(fā)電
　　風(fēng)能資源既包括陸地資源，又包括近海岸資源。目前來看，風(fēng)能發(fā)電是非水可再生能源發(fā)電中技術(shù)相對比較成熟且開發(fā)規(guī)模較大的一種發(fā)電方式，也是現(xiàn)在新能源發(fā)電的一個重點發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)離不開槳葉、機械傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、電力電子裝置、升壓變壓器等這幾個部件。我國風(fēng)能資源十分豐富，我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然與發(fā)達國家相比還有一些差距，但是也取得了一些進步。目前，我國的風(fēng)電場的數(shù)量已有上百個，裝機總?cè)萘扛哌_260萬千瓦。2015年我國的風(fēng)能發(fā)電計劃達到1500萬千瓦，2020年將達到3000萬千瓦。
　　2.2 太陽能發(fā)電
　　太陽能是地球上永恒的一種能源，我國陸地面積每年接收的太陽輻射熱量較多，屬于太陽能資源比較豐富的國家。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）以及逆變器幾個部分組成。太陽能發(fā)電形式主要有兩種：光伏式和光熱式。光伏發(fā)電系統(tǒng)按照是否接入電網(wǎng)又分為離散型和并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)。離散型是可以直接利用直流電來供電，并網(wǎng)型則需利用一些裝置將直流電變?yōu)榻涣麟姾蟛拍芄╇�。光熱發(fā)電是首先將太陽能由低密度轉(zhuǎn)為高密度，再利用傳熱裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
　　2.3 海洋能發(fā)電
　　海洋能發(fā)電是利用海洋中儲存的大量能量來發(fā)電。海洋能屬于可再生資源，主要包括潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能等。海洋能對環(huán)境無污染，蘊藏量大，但是其能量密度較低，具有很強的地域性，限制了對其的開發(fā)，目前海洋能發(fā)電得到實際應(yīng)用的有潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用潮起潮落形成的水位差沖擊水輪機來帶動發(fā)電機進行發(fā)電。這種發(fā)電方式規(guī)律性較強，能量穩(wěn)定，便于電網(wǎng)的發(fā)電和配電的管理，但是由于成本較高，電價也高，我國的潮汐發(fā)電站還不多。波浪發(fā)電方式是將波浪能轉(zhuǎn)換成機械、氣壓或液壓的能量，然后再利用傳動機帶動發(fā)電機發(fā)電。我國的波浪能主要分布在廣東浙江等沿海地區(qū)。
　　2.4 生物質(zhì)發(fā)電
　　生物質(zhì)能是蘊含在生物質(zhì)中的能量，生物質(zhì)能發(fā)電方式是一種以農(nóng)作物秸稈和木屑為燃料的火力發(fā)電方式。生物質(zhì)能是直接或者間接地利用植物的光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)為化學(xué)能儲存在生物體內(nèi)的能量。它與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，既環(huán)保又節(jié)能，因此，越來越受關(guān)注。并且，生物質(zhì)能分布很廣泛，從儲量上來說，總量僅次于地球上的煤、石油和天然氣。現(xiàn)在利用生物質(zhì)能發(fā)電的方式有多種，包括直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、沼氣發(fā)電等。
　　2.5 地?zé)崮馨l(fā)電
　　地球本身就是一個非常大的熱倉庫，據(jù)推算，全球的地?zé)崮茉纯偭考s為現(xiàn)在全球能耗的45萬倍。地?zé)崮芤矊儆谝环N較清潔的可再生資源。地?zé)岚l(fā)電是利用高出沸點的中、高地?zé)幔ㄕ羝�）來推動汽輪機，從而帶動發(fā)電機來發(fā)電，或者是通過熱交換用地?zé)醽斫o一些沸點低的流體加熱，使其變成蒸汽后再同以上原理一樣來發(fā)電。我國的地?zé)豳Y源十分豐富，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的熱點高達5000處，地?zé)崽镉?5個。已在廣東、湖南、西藏等地建立了地?zé)犭娬荆�其中的西藏羊八井地�(zé)犭娬臼悄壳拔覈�最大的地�(zé)犭娬尽?
　　3 新能源發(fā)電對我國未來電力發(fā)展的意義
　　3.1 提高電網(wǎng)的可靠性
　　目前新能源發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)取得一定的進展，有的地區(qū)已經(jīng)投入實際應(yīng)用中。由新能源組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠提高我國電網(wǎng)的可靠性，并且能夠改善電能的質(zhì)量。我國的經(jīng)濟發(fā)展早已步入了數(shù)字化的時代，隨著各行各業(yè)用電量的增大，只有為他們提供優(yōu)質(zhì)且可靠的電力供應(yīng)才能為經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。大電網(wǎng)在高峰期的脆弱性就會表現(xiàn)出來，而新能源發(fā)電能夠在一定程度上緩解這種狀況，這樣不僅節(jié)約了成本，還能提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能，又能避免因超負荷停電帶來的經(jīng)濟損失，從而為我國經(jīng)濟的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。
　　3.2 有利于擴大我國電網(wǎng)覆蓋面
　　在新能源發(fā)電未出現(xiàn)之前，我國利用煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源的發(fā)電方式形成的電網(wǎng)覆蓋面受地理環(huán)境的制約，使得一部分偏遠地區(qū)并未實現(xiàn)通電，用電的限制在一定程度上制約了這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。新能源出現(xiàn)后，可以利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能或者太陽能等能源來設(shè)計合理的微電網(wǎng)系統(tǒng)，在這些地區(qū)實現(xiàn)微電網(wǎng)供電。這樣在充分發(fā)揮我國的資源優(yōu)勢的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了電力建設(shè)的快速發(fā)展。擴大了我國整個電網(wǎng)的覆蓋面積，使我國電力系統(tǒng)朝著較好的方向發(fā)展。
　　3.3 節(jié)約成本，提高安全性
　　傳統(tǒng)的發(fā)電方式形成的供電系統(tǒng)一般實行的是遠距離的高壓輸送，這要求必須有一些相應(yīng)配套的輸變電設(shè)備，不但占地面積大，而且成本高。而利用新能源中的燃料發(fā)電方式可以把電池建在終端用戶的附近，一些家用電源甚至可以直接裝在居民的家里，這樣就大大降低了輸送成本。在一些偏遠的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當(dāng)?shù)厥褂萌剂想姵匕l(fā)電，從而節(jié)約電網(wǎng)的建設(shè)費用，降低了供電的成本。
　　另外，傳統(tǒng)電網(wǎng)存在一定的安全隱患。如果發(fā)生戰(zhàn)爭或者自然災(zāi)害，或者是一些技術(shù)上的故障等，這些因素都會造成電網(wǎng)系統(tǒng)的大范圍的停電。而利用新能源發(fā)電形成的小網(wǎng)絡(luò)就能避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高電網(wǎng)的抗破壞能力，在一定程度上保障電網(wǎng)的運行安全。
　　參考文獻：
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