淺談新時期新能源發電技術

三峽新能源紅寺堡發電有限公司 陳有權

新時代新能源發電技術的發展很大程度上緩解了能源不平衡的壓力。風能、水能、海洋能、太陽能等都是新能源的重要代表，新能源開發技術不斷創新，逐漸滲透到日常生活中。新能源開發具有突出代表性優勢，尤其是綠色環保方面，是改善傳統能源環境污染的重要載體。新能源的開發與利用在全球能源所占比上，從1995年～2050年、從18%會逐漸增加至22%，由此可看出，新能源的有效開發及科學應用發展趨勢明顯。

當前新能源開發中太陽能及風能等技術應用漸趨成熟，新能源開發也逐漸走上正軌。近年對太陽能、沼氣等的新能源存儲量持續增加，目前總容量已逐漸達到4×104MW，應用最廣泛的新能源發電技術以太陽能與風能為主。

1 新能源發電技術的發展意義

1.1 新能源發電技術保障電網的安全性與可靠性

新能源發電技術與傳統發電技術不同，借助可再生能源蓄力發電，減輕傳統能源的應用壓力。電網運行中一直受到發電與送電的困擾，尤其是高壓送電隱藏著極大的危險性，正因如此，高壓送電塔建設須選擇在邊遠或荒蕪的區域。高壓送電塔跨越區域與危險范圍成正比關系。新能源發電技術以自然資源優越性為基礎，通過小規模發電的方式，不需大范圍安裝送電裝置，這樣就可適當縮小高壓危險區，同時加上蓄電池的實時監測、遠程控制系統的管理等，迅速發現運行異常并迅速處理[1]。當前用電量持續增加，尤其是網絡化的覆蓋、電能消耗越來越大，若依然以傳統送電網絡形式必然會干擾到電力系統工作環境。新能源發電技術的應用有效減輕高峰期用電壓力，有效規避超負荷電網運行問題，提高電網運行的安全性與可靠性，用電成本得到有效控制。

1.2 擴大國家電力系統覆蓋范圍與增強適應性

國家電力系統作為生活生產的重要支撐，傳統電力系統運行主要依靠煤、石油等資源，雖能夠滿足基本生活生產需要，但因各方面用電需求的增加，導致一些偏遠地區或環境惡劣地區出現時常斷電現象，這不僅會影響到當地生活，還會對經濟發展與建設等造成影響。新能源發電技術的研究與應用改善了偏遠地區用電現狀，尤其是因地制宜的制定發電計劃，利用自然資源創建小規模電網，很大程度上維護了電網供電的穩定性，電力系統覆蓋范圍擴大、電網適應性增強[2]。新能源發電技術充分放大我國自然資源豐富方面的優勢，為電力技術創新提供了幫助，電網覆蓋范圍與適應性等得到雙重強化，為偏遠地區及環境惡劣區域等的經濟發展提供了可靠的電力支持。

1.3 協助電力系統有效實現節約降耗與成本

新能源發電技術的應用是新時代電力系統優化的重要內容。傳統電網系統的建設，遇到環境嚴酷地帶、加上特殊天氣或者自然災害的影響，電網必然會受到損傷，甚至出現大范圍停電的情況。新能源發電技術則采用小范圍供電模式，覆蓋點增多，一旦電網遇到特殊天氣或者是破壞等波及范圍僅局限于小范圍，影響損失可控性強。尤其是傳統發電技術應用期間，送電形式以高壓為主，送電范圍涉及到很多偏遠地帶，這會增加發電廠的送電壓力[3]。

大型發電廠的建設耗時耗力，建設成本高、占地面積大，如此發電成本必然會增加。新時期新能源發電技術的研究，以小規模發電的方式直接駐扎于發電區域，尤其是偏遠山區。同時應用風能、水能、太陽能等資源，發電與供電成本有效降低，同時節約資源消耗，可持續發展空間大。

2 新時代新能源發電技術的深層次研究

2.1 風電技術的應用

風力發電是新時期新能源發電技術的重要代表，對比傳統石油、煤等資源，風力資源豐富，屬于最常見能源類型，能源儲量巨大。風力發電技術的實現離不開設備設施的支持，通過有效處理轉換風能為機械能，尤其是風力發電機的加入，將儲存的機械能及時處理隨即生成電能。風電技術中核心設備為風機，風機受到發電形式的不同可選擇類型也存在不同。從風機裝機容量方面分析，風機主要包括大型風機、中型風機、小型風機。風機在發電技術中須注意裝機能量的變化，裝機能量的調整需通過槳葉長度展開[4]。

從風機風輪結構方面分類，一是水平軸風機類型、二是垂直軸風機類型；從風機驅動方面分類，一是順風風機類型、二是逆風風機類型、三是低速風機類型、四是高速風機類型。風力發電機在發電中的應用，須保證風力發電機所有組成部分的性能，如機艙、風輪及變槳系統、塔筒等，風能發電中的吸收功能與葉片形狀緊密相關，為保障風力發電機功能的正常運行，需定期檢查葉片狀態，維檢到位基礎上，對裂紋或腐蝕現象及時解決，繼而保證葉片的正常功能，風力發電機發電的運行效率不會受到影響，運行質量得到提高。

通過并網發電機為基礎及時控制風機，尤其是漿距的科學調整，嚴格把控機組功率，隨后對轉速進行調整，確保風力的正常運行。風機發電中還應用到最大功率追蹤法，科學轉化風電功率。風電技術的應用主要優勢在于新技術的應用，打破傳統發電方式，借助模糊控制方式精準調節系統轉速，同時管理系統功率。滲透神經網絡理論可及時預測風輪啟動特性，在此基礎上對葉片漿距進行控制，真正做到了風電轉化的最大化。風力發電系統穩定性是關注的重點，為提高穩定性，需以風電并網點基礎上應用無功補償技術，若風電場出現無功吸收的現象，則需現場進行調查并選擇適合的位置對無功補償裝置進行安裝，利用其動態性優勢，科學規避輸送功率出現波動情況下引發的系統震蕩，為風力發電營造理想的運行條件。

2.2 太陽能發電技術

太陽能發電技術對新能源技術應用來講是重要進步。我國太陽能輻射熱量以年為計量單位為3.3×103～8.4×106kJ(m2·a)，相同發熱條件下需要消耗的煤至少為2.4×1012t。由此可以看出利用太陽能發電對節約煤炭資源有重要意義。我國受地理位置的影響太陽能資源非常豐富，全國70%的地區日照時間均≥2000h/年。面對傳統資源的日益減少，資源壓力增大，世界對太陽能發電技術的關注度越來越高。為有效彌補資源短缺，以太陽能作為發電能源，借助先進的發電技術滿足電量變大的需求，如光熱發電技術或是光伏發電技術等，都在一定程度上緩解了發電能源緊缺與供電量需求緊張的情況。

根據我國當前太陽能發電規劃發展，已實現了2020年發電裝機容量1.6億kW 的計劃，以西北部大型集中式電站為中心，中東部分布式光伏發電為支持，離網型光伏發電愈發成熟，為太陽能電池組件的研究與推廣創造了有利條件。目前太陽能發電技術已形成產業化，加上其有效節約傳統能源，對環境影響小，為發電與生態環境建設關系的協調提供了重要幫助，將太陽能發電技術積極滲透到建筑生產生活中，為傳統能源發電效益最大化提供了保障。參考太陽能發電技術中的晶體硅電池，實際應用中通過對外界溫度的感應調整發電功率，加上立面架空安裝發電組件的輔助，有效遏制功率損失，節能降耗、綠色環保。

2.3 海洋能發電技術

海洋能發電技術是以海洋內部能量為載體，通過波浪發電或是潮汐發電等方式及時供電，既可減輕電能應用壓力，又能滿足供電需求。當前海洋能發電比較成熟的技術主要為波浪發電、潮汐發電。海洋能發電在一定程度上打破地域性發電的局限性，同時發電過程清潔無污染。海洋能存儲量十分豐富，為發電研究提供了可靠支持，這些都在一定程度上保障了新能源發電技術的研究與應用。

通過對深水油氣勘探裝備的應用，利用海洋鉆井的方式打造海洋能發電水下生產系統，及時設置海洋深水管油立管，借助開采裝備，搭配發電方案，及時完成海洋能發電。海洋能發電技術還在研究探索階段，實際發電處理中同樣會面臨各種問題，如低流速啟動、密封等[5]。為有效解決海洋能發電問題，積極采取波浪發電動能的方式，通過動能的收集與機械能的有效轉換得到電能。

2.4 地熱發電技術

地熱發電技術包括熱水型地熱發電、蒸汽型地熱發電。地熱發電技術同樣是新時期新能源發電技術的重要組成，其發電的主要原理是借助設備及時將熱能進行轉化，得到機械能將其應用至發電機中，繼而產生電能；蒸汽型地熱發電利用蒸汽能催動汽輪機轉動，在汽輪機帶動下實現發電。我國地熱發電技術的研究主要從20世紀70年代開始，地熱發電技術也在不斷優化創新，但新型地熱發電裝置方面的研究卻依然止步不前，因此這方面需加大研究力度。地熱能除發電之外還具有天然能源清潔功能，研究與應用過程不會產生污染性，因此在新能源發電技術研究中同樣備受關注。地熱發電技術的研究，還需加大對這方面技術人才的培養，打造專業的研究團隊，充分發揮出地熱發電技術的優勢。

綜上，新能源發電技術的研究已成為全球關注的重點，目前風能、太陽能、海洋能、地熱能等均成為發電技術的代表，尤其是風力發電與太陽能發電逐漸滲透到各行各業中。新能源發電技術對比傳統能源發電，能源儲備量更足、對環境污染更小，可實現局部發電，有效擴大電力系統覆蓋范圍，滿足現代化建設與發展對供電量的需求。