電子技術在新能源材料方面的應用探討

作者/王立志，江蘇省宿遷經貿高等職業技術學校

電子技術在新能源材料方面的應用探討

作者/王立志，江蘇省宿遷經貿高等職業技術學校

隨著我國社會全面進步及經濟升級轉型，經濟發展和能源消耗之間的矛盾日益嚴峻，因此，開發和利用新能源、新技術和新材料成為勢在必行的需求趨勢。目前，電子技術的快速發展，為汽車、軍事、電能等眾多領域中能源替代、發展行業提供了必要基礎，有效緩解了我國面臨的能源危機，降低了對自然和環境的影響，在未來的新能源材料行業中發揮著不可替代的作用。本文從電子技術和新能源材料的發展研究出發，闡述了電子技術在新能源材料中的應用優勢及效果，并對如何將電子技術應用到新能源材料中進行了深入探討，以期能促進我國新能源材料行業的發展。

電子技術；能源問題；新能源材料；應用優勢；具體應用

引言

電子技術是時代發展產物，是利用電子元件實現對電能應用的一種現代化技術，在我國眾多領域中有著廣泛的應用。現代化的生產與研究都離不開各種用電裝置和設備的支持，電子技術的應用為人們的生活帶來巨大便利的同時也促進了科技水平的提升，目前，約75%以上的電能都需要經過電力電子處理后才開始使用，當前我國面臨的環境污染綜合防治和能源短缺問題也需要通過控制技術、電力變換和高效發電技術來解決，為此，電子技術也為新能源的發展提供了一條新的道路，促進了新能源材料行業的進步，在國家經濟發展中占據十分重要的地位。

1.電子技術概述

電子技術是一種將電能轉換成不同用途、不同性質的電能，從而滿足不同用電需求的現代化技術，主要包括電子器件、電子設備、電子系統、電子控制等方面，促進了現代科技的進步。目前，電子技術在社會中的地位不斷上升，并且逐漸朝著智能化、數字化和網絡化的方向發展，滿足當今高端化、大功率產品的用電需求，可以說沒有哪個行業能夠脫離電子技術而獨自存在，電子技術在我國乃至全世界范圍內的經濟發展中都具有重要的作用，是現代國防、工業和科學的重要支撐技術。

2.我國新能源材料行業發展現狀

近年來，隨著我國的經濟升級轉型和社會快速發展，對能源的過度開采不僅引發了溫度變化、空氣質量等一系列環境問題，而且也造成了能源的緊缺問題。能源是人類賴以生存的能量來源，隨著煤炭、石油、天然氣等不可再生資源的逐漸減少，人類正面臨著巨大的能源危機，人們迫切的需要對新能源、新材料進行探索與開發。新能源材料不僅可以再生，且無污染、清潔、蘊藏量大，只有積極開發新能源才能從根本上解決我國經濟發展與能源緊缺之間的矛盾。現階段的新能源主要是指風能、水能、太陽能、潮汐能、生物質能、地熱能等，其中，由于我國地域遼闊，資源分布較為廣泛，風能和水能在我國的許多地區已經投入實際應用中，且日趨成熟；利用太陽能發電，設備安置靈活，且太陽能源異常豐富，得到了廣泛的使用；利用潮汐能、生物質能、地熱能發電開發過程無污染，少排放，且效益高。對于這些新能源的研究，與發達國家相比，我國仍然處于初級階段，仍需進一步深入的探索。

3.電子技術在新能源材料方面的應用優勢及效果

電子技術的發展為新能源材料行業提供了一條新的途徑，成為我國經濟發展的重要基礎。電子技術在應用過程中對于節能降耗、低碳環保、提升控制準確度和安全性等方面起到良好效果。

第一，節能和環保效果顯著。相比于傳統的能源生產系統，電子技術通過對電能的轉換能夠實現對電能的充分利用，減少了資源浪費，在節能方面有著明顯的優勢。同時，隨著電子技術朝著智能化、數字化方面的發展，實現了電力系統對外界零污染的要求，具有環保效果。

第二，控制準確度提升。傳統的模擬控制電路具有元器件多、控制準確度低、系統反應速度慢、調試程序繁雜等缺點，隨著電子器件和電子產品的不斷更新，網絡系統、通信系統、編碼系統等內容的不斷融合，改善了現有設備的電子系統，增加了控制、糾正、調試等功能，使得設備更加簡潔系統更新、遠程控制等操作變得更加便捷，滿足控制的準確性要求。

第三，安全性高。近年來，我國各地區的電力設備頻繁出現問題，嚴重危害了人民群眾的生命財產安全，而且導致了社會穩定性的衰減。為此，安全性的提升成為當前電力設備生產與使用中十分關鍵的一個環節。電子技術的應用能使新能源材料在研發過程中保持一定的安全性，降低能源消耗量，而且通過對新型電子設備的研發能夠提高電力設備的安全性。

4.電子技術在新能源材料方面的具體應用分析

電子技術對于新能源材料行業的發展具有極大的促進作用，各種電子設備、電子技術和電子產品的應用，解決了現階段新能源材料研發中遇到的諸多問題，讓新能源能夠在各個領域中得到更為廣泛的運用，在執行當前我國節能減排和發展新能源基本國策的過程中起著重要的作用。

■4.1 電子技術在電力系統中的應用

（1）高壓直流輸電技術

第一，超高壓直流輸電技術。這種技術可以在超遠距離送電以及海底電纜等多種環境中使用。在新能源電力應用中，對于風能發電、地熱能發電中等一些特殊的趨于電能應用具有很大效果，確保電能能夠得到充分的利用。

第二，柔性直流輸電技術。這是一種以IGBT和電壓源換器為核心的新興的、對環境保護有利的輸電技術，廣泛的應用于城市配電網，它有效解決了可再生資源并網難、向特殊地區和資源緊張地區送電難、向較遠距離的島嶼供電難等問題。

（2）柔性交流輸電技術

柔性交流輸電是一種比較先進的交流輸電技術，該技術是在具備現代化電子設備的前提下，綜合運用現代控制技術對傳統的交流輸電系統中的參數進行控制，提升傳統輸電能力和系統的穩定性、控制性、安全性。這種新型技術采用先進的可關可斷器件的靜止同步補償器，來取代傳統輸電系統中的半控器件的靜止無功補償器，對于新能源電能輸送發展具有很大的促進作用。

（3）在家用電器、電子信息設備及不同照明設備中的應用

近年來，隨著電子技術的不斷發展，當前，電子技術可以在家用電器、電子信息設備及不同照明設備中使用，主要是通過對電子信息設備的電源管理來實現節能的目的。如控制自動開關的家電有冰箱、微波爐等；控制家電溫度的有電飯鍋、電熨斗、電吹風等；控制電機轉動的家電有空調、風扇、吸塵器等；控制亮度的家電有各種燈具。

■4.2 電子技術在節能中的應用

（1）電動機節能

電動機是許多電子設備的重要動力來源。利用電子技術以根據各個電機的負載情況，智能化的調整電動機轉速，避免產生無用功，從而達到節約用電的目的；可以通過調整電動機的功率，采用交流異步電動機與補償電容器組并聯工作的方式，達到節約用電的目的；還可以調整電動機的電壓，降低通過電動機的電流，降低電動機的運行功率，實現節能。

（2）無功功率抑制

無功功率抑制，主要是指當諧波電流入網后，通過調整諧波信號，從而實現對電網中的電流損失進行有效控制，降低“無用電能”的耗損來達到節能目的。

■4.3 電子技術在太陽能光伏發電中的應用

光伏發電技術是可再生新能源中的重要組成部分，應用范圍極為廣泛，從玩具、家用電器、航天器到兆瓦級電站。到2040年，可再生能源將占光能耗的百分之五十以上，而其中光伏發電將占總電力的百分之二十以上，這些數據說明，電子技術在光伏發電中的應用具有良好的應用前景及其在能源領域中的戰略地位。

■4.4 電子技術在地熱發電中的應用

地熱發電是指利用淺層地能進行供熱制冷的一種新型能源利用技術。近年來，由于我國提出節能減排的基本國策以及不可再生資源的短缺，地熱系統的開發與利用逐漸的受到人們的重視，而在整個工程中，需要對壓縮機、提水泵、熱源和冷源循環等方面進行控制，這些都需要以電子技術作為支撐。

■4.5 電子技術在風力發電中的應用

風能取之不盡，用之不竭，是一種可再生資源。為了緩解當前的供電壓力與能源危機，風力發電具有成本低、技術成熟、對環境破壞小燈優勢，在我國受到高度重視和開發利用，近年來不斷取得突破，規模和經濟性也日益明顯，由于大部分可再生資源產生的電能通常是不穩定的，如果不進行調解和控制，則會對電網造成嚴重損失，同時為確保能有更多的有功能量輸送到電網中，風力發電系統還必須配置有儲能功能，而這些問題的解決都需要利用電子技術對其進行控制。

■4.6 電子技術在生物質能中的應用

植物能源是利用地球上的秸稈、海藻、木材等大量生物質材料，進行干燥、壓縮、成型等一些列的處理后，送入鍋爐內加熱，將其產生的蒸汽用來發電。植物能源能夠將一些原本直接焚燒或無法利用的材料經過切碎、干燥、燃燒等處理過程，轉變成電能，是一種可再生能源，而這整個反應過程都需要電子技術作為技術支撐。

■4.7 電子技術在綠色建筑的應用

節能、環保型的綠色建筑成為當前建筑行業發展的必然趨勢，在建筑工程的整個施工期內，要盡最大限度的實現節能、節水、節地、節材，減少建筑施工對周圍環境的污染，為人們提供舒適、健康的建筑使用空間，實現人與自然、建筑與環境的和諧共生，促進建筑行業的可持續發展。而在綠色建筑工程施工過程中，無線充電系統、風電系統等需要電子技術的支持。

5.結語

目前，能源緊缺已經成為全世界范圍內亟待解決的首要問題，國家的社會與經濟發展都離不開能源的支持，新能源的開發與利用已經成為未來發展必然趨勢，而電子技術作為現代科技發展的基礎，實現了自然界各種資源向電能及其他形式能源的轉化，在我國的電力系統、節能環保、環境污染防治等方面有著廣泛的應用，同時人們對新能源材料的研發提供了重要技術保障。當今時代，要想進一步的將電子技術應用于新能源行業的各個方面，就必須緊抓新能源特點，打破學科局限，加強對電氣工程、信息工程、控制工程等多方面的技術攻關與合理融合，從而促進新能源行業高能效、無污染的發展。

＊ [1]邢兵鎖,賴武軍.電子技術在新能源材料行業的應用探究[J].電子制作, 2016(12):42-42.

＊ [2]謝添.電子技術在新能源材料行業的應用探究[J].通訊世界,2017(01):295-295.

＊ [3]李改娥.電力電子技術在風力發電系統中的應用[J].工業b,2015(19):221-221.

＊ [4]管炳文.電力電子技術應用系統發展熱點綜述[J].電子技術與軟件工程, 2014(16):151-151.