風力和太陽能光伏發電現狀及發展趨勢

王昊宇

【摘要】：伴隨著人類社會生活的持續發展，對于各類能源的消耗需求也越來越大，能源危機的警鐘聲不絕于耳，鑒于此種情況，世界上絕大多數的國家，都重新審視了對于風能和太陽能等可再生能源的開發利用工作。特別是現代社會對于電力的需求越發嚴重，電力供應情況愈發緊迫，采用傳統的火力發電方式不但會對大氣環境產生嚴重的污染問題，并且這些火力發電所應用到的化石燃料是相對有限的，因而，就探尋新的可再生清潔能源問題已經越來越引起人們的重視與思考，據此下文將主要就目前風力發電與太陽能發電，在國際與國內的現狀及趨勢展開具體的分析與探討。

【關鍵詞】：風力；太陽能光伏發電；現狀；發展趨勢

1、導言

環境問題、經濟問題、資源問題等是我國發展急需調整的問題，同時隨著環境污染情況的加重以及燃料資源的日益缺乏，使人們逐漸認識到再生能源發電的重要性，如風力發電、潮汐發電、太陽能發電等。本文就風力和太陽能的光伏發電角度分析其未來發展形勢，但就目前我國光伏發電現狀來說，比照國外先進國家的技術還有較大的差距，對此加強此方面的研究，增加我國的社會經濟以及科技創新是非常有必要的。

2、風力發電現狀及趨勢

2.1我國風力發電的現狀

我國自20世紀80年代中期引進55kW容量等級的風電機投入商業化運行開始袁經過二十幾年的發展袁我國的風電市場已經獲得了長足的發展遙到2009年底袁我國風電總裝機容量達到2601萬kW袁位居世界第二遙2009年新增裝機容量1300萬kW袁占世界新增裝機容量的36%袁居世界首位。

2.2風力發電技術研究

我國風力發電機組主要有發電土工原動力的風力機和風能電能轉換的發電機兩種，其中風力機采用的有常規型和新穎型兩種。其技術發展特征主要表現在，風力發電的規模、單機容量正在不斷擴大，在電力生產行業占據一定的地位；正在逐漸向著專業化和成熟化方向發展；風力發電技術的成本雖然高，但是日常運營費用卻并不是很高。其中單機容量，從最初的55kW逐漸發展到了450kW，目前我國風電機組最大容量是6MW，更有專家向著單機容量10MW的風電機組進行研究，有效地促進了我國風電場建設的速度和經濟效益。

功率調節的方式包括定槳距失速調節、變槳距調節、主動失速調節等，額定的風速是14m/s左右；不同的生產商和風力發電型號的額定功率不同，風輪控制的方式、轉速控制的方式也不同。其中變速運行，其中風機從風能中，捕獲到的功率的公式，即Pr=Cρ（β，λ）ρ╧πR2；λ=w╧R/Vw。式中：Pr表示風輪吸收的功率；ρ表示風的密度；R表示風輪的半徑；λ表示葉尖的速比；w表示風輪轉速；Cρ（β，λ）表示風能利用系數。同時變速運行，還具有高效率、吸收陣風能量、高系統效率、功率質量改善、運行噪聲減少的優點。

2.3發展趨勢

我國風能的開發利用應從這幾個方面著手：首先，在繼續發展小型風力機組的基礎上，加速發展大型風力發電機組。目前，我國自行研制的風力發電機組很少，風電機組的國產化將會使得風電成本降低，更為經濟性；其次，快速建設風電場。能夠大規模利用風能、實現風電產業化的最好方式就是風電場；最后，綜合利用其他形式的新能源或常規能源，例如風-光混合系統、風-油混合系統等。

風力發電能夠滿足能源的有序利用，將會是世界能源利用及發電發展的趨勢，而中國風力發電的發展前景也是十分可觀及廣闊，風電產業和相關的科研機構應及時把握住這次機會，規劃出一個系統可行的風電全面發展的計劃，逐步解決掉風電發展中的遇到的困難和出現的問題，在科研基礎上完善風電機制，使風能真正得到大范圍和高效率的利用。

3、太陽能發電現狀及趨勢

3.1太陽能光伏發電的原理與優點分析

太陽能光伏發電原理最基本體現為：通過太陽能電池把來自于太陽的輻射光能變成電能，現代科技的持續發展使得太陽能發電技術成為最具潛能的一項技術。主要是發揮半導體的光伏發電光能，來自于太陽輻射出的光，聚集于太陽電池中，電池吸收這些光能，對應將其轉化為電能。

太陽能光伏發電體現出一定的優勢，具體表現為：不同于普通的電力系統發電，太陽能光伏發電主要是利用太陽光能，將光子變成電子，光能轉化為電能，這其中省略掉了一系列的能量轉化環節，電能轉化更為簡單，同普通發電對比起來，其效率高、簡單、便捷，同時又節能環保；太陽能是一種來自于大自然的能源，具有清潔、環保、可再生等特點，太陽光的廣泛分布為其開發與利用帶來了巨大便利，充分利用太陽光能就可以減少對其他常規能源的開發，從而減少對環境的污染與破壞。

3.2發展現狀與趨勢

當前，我國的太陽能光伏發電應用日漸增多，光伏產業得到了快速的增長，然而在實際的發展過程當中卻也存在有諸多的問題，太陽能發電的價格一直居高不下。太陽能光伏發電的成本要遠超風能發電成本，且為風能發電的7倍之多。并且又以光伏電池組件成本最大。然而伴隨著近些年來國內相關科研單位及企業，在開展了一系列的科技攻關后在相關技術手段方面取得了突破性的發展，致使其成本出現了大幅度下降的趨勢。

經過多年的實踐，我國太陽能資源的開發已經逐步進入到規模實用階段，我國太陽能的產業規模、光熱產業居世界第一。在2015年我國太陽能光熱發電技術，已經實現了與火電廠合作發電，同時電站的規模也在不斷擴大，大型的太陽能光熱發現也支持了海水淡化工程的發展，并且分布式發電系統的建立有效地解決了偏遠山區發電問題。雖然我國已經具有了15WM的太陽能發電容量，為我國光伏產業的發展奠定了良好的發展基礎。

未來可以將風力和太陽能光伏發電進行結合，使其綜合利用對于其發電起到互補的作用；中小型風力發電以及風光互補新能源市場的發展也會有效地推動光伏產業的完善以及技術的成熟。

結論

總而言之，與傳統能源相比，風能與太陽能不僅清潔、無污染，而且分布十分廣泛。將風能與太陽能進行綜合利用，能夠發揮出極大的互補性價值，其發電效用要顯著優于單一性的風力發電亦或是太陽能發電方式。當前，風力與太陽能發電的互補性研究依然還不甚成熟，因而應當由法律、政策以及相關的研究工作中進行共同努力，推動其發展的步伐，從而為新型清潔能源的開發與利用做出不懈的努力。

【參考文獻】：

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