新能源發電技術的現狀及應用前景分析

汪浩

（中國能源建設集團浙江省電力設計院有限公司，杭州310012）

新能源發電技術的現狀及應用前景分析

汪浩

（中國能源建設集團浙江省電力設計院有限公司，杭州310012）

隨著全球化石資源越來越少以及環境問題的日益突出，如何更多更好地利用可再生能源，并使可再生能源逐步替代化石能源滿足人類社會的能源需求，成為目前能源領域亟待解決的問題。論文從新能源的概念出發，對當前比較成熟的新能源發電技術進行簡單的介紹，希望能夠對相關從業者提供參考。

新能源；發電技術；現狀

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.148

1 引言

傳統的一次能源主要以煤和石油為主，但是這些化石資源在利用的過程中，會給人類環境造成很大的破壞。隨著人們的生活質量逐漸提高，人類在保護環境方面的意識日益增強。為了滿足社會的能源需求，也為了減少傳統能源對環境造成的污染，各種新型綠色能源開始產生和發展，尤其是太陽能發電、風能發電、生物質能發電以及地熱發電等方面取得了長足的進步。

2 新能源發電技術概念及現狀

能源緊缺、環境污染嚴重已經成為全球性問題，而且這些問題已經成為制約全球經濟發展的主要因素之一，開發新能源并利用新能源滿足社會發展的需要已迫在眉睫[1]。目前，開發和利用的可再生能源包括風能、水能、沼氣、生物能等，而新能源發電就是利用這些天然可再生的清潔能源發電，滿足社會的需要。由于新能源分布較為分散，不具備集中開發利用的優勢，所以利用新能源發電主要是通過在資源分布較多的區域，建立中小型發電裝置，將新能源中蘊含的能源轉化為電能。新能源發電可以直接供給電力負荷，也可以與公用電網連在一起，將電量通過電網運輸到負荷中心。截至目前，利用新能源發電技術生產的電能相對規模還比較小，遠遠不能滿足社會需求，在實際中仍然只是作為傳統化石能源的補充。但是，走綠色可持續發展之路的方向是不變的，新能源發電在很大程度上緩解了環境污染問題，同時也提高了能源的實際利用率，增加了社會效益，為社會的進步奠定了基礎。

3 主要的新能源發電技術形式

3.1 太陽能發電

近年來，越來越多的國家開始利用太陽能發電，解決能源短缺的問題。為此，我國專門建立了金太陽示范工程，同時為了鼓勵發電企業積極利用太陽能，促進光伏發電的快速發展，國家還制定了一系列的法律法規，為我國的太陽能發電拓寬了渠道。預計到2020年，光伏發電裝機目標是1億kW[2]。

太陽能發電主要包括光熱發電和光伏發電兩種方式。

3.1.1 光熱發電

所謂光熱發電，就是通過聚光器將太陽的能量收集到一起，利用太陽能把某些液態物質轉化為氣態物質，再利用氣態物質中存在的能量推動汽輪進行發電，進而得到我們需要的

電能。目前，光熱發電系統主要包括碟式、槽式以及塔式三種，并且以槽式光熱發電為主。我國在光熱發電方面受到很多技術條件的限制，發展十分緩慢，研究成果比較少。

3.1.2 光伏發電

光伏發電，是利用太陽能電池將電能輸出，通過相應的變化裝置直接接入電網或者給負荷供電。常用的光伏發電系統分為兩種，即離網型和并網型[3]。

圖1是離網型光伏發電系統示意圖，圖中表明了，太陽能電池可以直接給直流負荷供電，也可以經過相應的逆變器，將直流電轉變為交流電為交流負荷供電。并網型光伏發電系統屬于直接連接電網的光伏發電系統，并且分為可調度式與不可調度式兩種類型，分別如圖2和圖3所示，從圖中可以看出，可調度式并網光伏發電系統與不可調度式并網光伏發電系統最主要的區別就是是否配備了儲能裝置。

圖1 離網型光伏發電系統

圖2 可調度式并網型光伏發電系統

圖3 不可調度式并網光伏發電系統

3.2 風力發電

風力發電系統是將風能轉化為電能的系統，具體轉化過程可以簡單地表述為：風吹動槳葉，帶動槳葉轉動，利用這種轉動將風能轉化成機械能，通過特定的機械系統，將機械能傳遞給發電機，最終形成電能，而這種電能可以直接或者間接的接入電網當中。目前，主要的風力發電技術包括恒速恒頻以及變速恒頻兩種方式，其中，變速恒頻風力發電技術在捕獲風能、運行轉速以及靈活性方面具有非常明顯的優勢，已經成為風力發電的主要發電方式。

3.3 海洋能發電

3.3.1 波浪發電

波浪發電是利用特殊轉換裝置，將波浪中蘊含的能源轉化為其他的機械能、氣壓或者液壓能，通過機械裝置的運行將能量傳遞給發電機形成電能。在我國廣東就已經建設成了一個最典型的100kW振蕩水柱式波浪發電站。福建、海南等地建立的波浪發電站，也取得了不小的成果，并且也在向著100kW以上的波浪發電站發展[4]。雖然波浪發電站的建設資金投入比較多，相應的技術難度較大，但是符合我國經濟發展的需要，發展空間相對良好。

3.3.2 潮汐發電

海洋水位在太陽以及月球的引力作用下，會發生很大變化，這種自然現象稱為潮汐。潮汐發電就是充分利用潮水水位差的變化，將其中存在的勢能轉化成電能的過程。潮汐屬于可再生資源，資源量大，發電過程不會破壞生態環境，但潮汐發電的成本比較高，提高了電價費用，影響了潮汐發電的大力推廣。

3.4 生物質能發電

生物質能主要蘊藏在生物質中，通過綠色植物的光合作用，把太陽能直接或間接轉化為化學能，固定、儲藏在生物體內，然后利用化學能來發電，生物質能具有可再生、分布廣和低污染等特點，當前，主要通過化學法、生化法、熱化學法，直接燃燒和物理化學法等方式運用生物質。

4 結語

綜上所述，我國在新能源發電技術方面已經取得了不小的成就，尤其是太陽能發電和光伏發電，已經在實際生活中大量應用，不僅提高了能源的利用率，而且保護了環境，為我國的經濟發展奠定了重要基礎。隨著我國科學技術水平的不斷提高，新能源發電技術將會更加成熟，新能源發電方式也會越來越高效。

【1】周海波,李家坤.新能源發電技術的現狀及應用前景分析[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2011(1):82-85.

【2】康小義,白茂楠.新能源發電技術的現狀及應用情景[J].電子制作, 2014(1):98.

【3】張海龍.中國新能源發展研究[D].長春：吉林大學,2014.

【4】許霞,唐浩,汪永超.新能源發電技術的現狀及應用情景[J].信息化建設，2016(6):310.

Analysis on Status and Application Prospect of New Energy Generation Technology

WANG Hao
(Zhejiang Electric Power Design Institute Co.Ltd.of China Energy Engineering Group,Hangzhou 310012,China)

With the less and less fossil fuel and the increasingly outstanding environmental issues,how to make better use of renewable energy, and replace the fossil fuel gradually to meet the energy needs of human society,has become the urgent problem in the energy field.This paper based on the concept of new energy,briefly introduces the relatively mature new energy generation technology at present,hoping to providere ference for the relevant practitioners.

new energy;generation technology;status

TM6

A

1007-9467（2016）11-0104-02

2016-10-08

汪浩（1981～），男，陜西榆林人，工程師，從事電廠電氣系統規劃設計研究。