浅谈我国新能源发电技术及其意义

用 面 临新 的 瓶 颈 。
人类开始 不断寻找新 能源来代替传统 能源。在 一些发 达国家，新 能源发电技术现在 已经成 了他们解决 电力 系统 问题 的一种 必不可 少的 手段 。本文首先介绍 了新能源的特点 ，接着详细介绍 了几种新 能源发 电技 术， 包括风能发 电、太 阳能发 电、潮 汐发 电等 ，最后 阐释 了新 能 源发 电对 电 力 系统 发 展 的重 要 意 义 。 关键词：新能源；风 能；发 电技术 随着科学和社会的进步 ，全球所面ｌ 临的资源和环境 问题也 日益突 出，由于传统能源的存量有限，使得对其的开发和利用受到限制 ，只 能寻找可以替代的新能源。 目前，全球正在掀起一场 以大规模开发和 利用 新能源 为标 志的革命。随着我国经济的发展 ，对 电力 的需求也不 断增 大。现 在我国所依靠的电力能源主要是煤、石油和天然气等 ，这 些 能源在 短期内是不可再生的，开采得越多存量就会越少 。同时 ，开 发和利用这 些能源 会引起 酸雨、温室效应等严重的环境 问题，这也成 为整个世 界经济 发展的重要限制因素。所以，大力发展新能源发 电技 术迫在眉睫 。 １我 国 新 能源 的特 点 我国的新能源资源 和各地的能源需求呈现逆 向分布的特征，且储 量丰 富。生物质能资源年产出８ ． ９ ９ 亿ｔ ｃ ｅ ，据统计 ，波浪能资源的储 量为 １ ２ ８ ５ 万ｋ ｗ ，潮 汐能资源储量 为１ ． １ 亿ｋ ｗ ，潮 流能为１ ． ４ 亿ｋ ｗ 。从资 源分布来看 ，风 能较丰 富的地 区除了东部沿海 之外 ，其它的主要集中 在 内蒙古 、新疆 以及甘肃和华北 的北部 。而太 阳能资源 只要分布 在西 藏 、青海 、新疆南部和 内蒙古 的西部 。但 是我 国７ ５ ％以上 的能源 需求 都是在东部和中部地区，所 以资源需求和分布逆 向性较明显。 新能源 资源 都具有地域性 ，本身是无法 实现直接 供电，而是通过 定方式转化为 电能才能被大规模地利用 。 目前我 国的新 能源 资源 分 布地区的用 电量相对较少 ，当地并不 能完全消化 ，可 以通过 长距 离的 电网输送到 中东部用 电量较多 的地区 。新能源 资源 的一个 明显特 点是 分散性，因为能流密度较低 ，分布到每单位面积上 的能量 并不多，风 电和太阳能发 电站 占用的空间 比较大 。新能源发 电具有 间歇性和波 动 性 ，受季节和气候 的影 响比较大 。 ２ 新 能 源 发 电类 型
电站还不多。波浪发 电方式是将波浪能转换成机械、气压或液压的能 量，然后再利用传动机带动发电机发电。我国的波浪能主要分布在 广 东浙 江 等 沿 海 地 区 。 ２ ． ４ 生 物质 发 电 生物质 能是蕴 含在生 物质 中的能量 ，生物质 能发 电方式是一 种 以农作物秸秆 和木 屑为燃料 的火力发电方式。生物质 能是直接 或者 问 接地利用植物 的光 合作用 ，将太 阳能转 为化学能储存在 生物体 内的能 量 。它 与传统 的火 力发电相 比的优 势在 于实现 了二氧化碳 的零排放 ， 既环保又节 能，因此 ，越 来越 受关注 。并且，生物质 能分布很广泛 ， 从储量上来说 ，总量 仅次于地球 上的煤 、石油和 天然气 。现在利用 生 物质能发 电的方式有多种，包括直燃发 电、混燃发电、沼气发 电等 。 ２ ． ５地 热 能发 电 地 球本 身就是一个非常大的热 仓库 ，据推算 ，全球 的地热 能源 总 量约为现在全球能耗 的４ ５ 万倍 。地热 能也属于一种较清 洁的可再生 资 源 。地热发 电是利用 高出沸 点的中、高地热 （ 蒸汽 ）来推动汽轮机 ， 从而带动发 电机来发 电，或者是通过热交换用地热来给一些沸 点低 的 流 体 加 热 ，使 其 变 成 蒸 汽 后 再 同 以上 原 理 一 样 来 发 电 。我 国 的地 热 资 源十分丰富 ，现在 已经发现 的热点高达５ ０ ０ ０ 处 ，地热 田有４ ５ 个 。已在 广 东 、 湖 南 、西 藏 等 地 建 立 了地 热 电站 ，其 中 的西 藏 羊 八 井 地 热 电站 是 目前 我 国 最 大 的地 热 电站 。 ３新能源发 电对我国未来电力发展 的意义 ３ ． １提 高电网的可靠性 目前新能源发 电技术在我 国已经取得一定 的进展 ，有的地 区已经 投入实际应用 中。 由新能源组成的微 电网系统能够提高我国 电网的可 靠性，并且能够改善 电能的质量 。我国的经济发展早 已步入 了数字化 的时代，随着各行各业用 电量的增大，只有为他们提供优质且可靠的 电力供应才能为经济的发展提供保障。大 电网在高峰期的脆弱性就会 表现出来，而新能源发电能够在一定程度上缓解这种状况，这样不仅 节约了成本，还能提供优质可靠的 电能，又能避免因超负荷停 电带来 的经济损 失，从而为我 国经济的高速发展创造条件 。 ３ ． ２有利于扩 大我 国电网覆盖面 在新能源发 电未 出现之前，我 国利用煤炭、石油和天然气等传统 能源 的 发 电 方 式 形 成 的 电 网 覆 盖 面 受 地 理 环 境 的 制 约 ， 使 得 一 部 分 偏 远地 区并未实现通电，用电的限制在一定程度上制约了这些地区的经 济 发展 。新能源 出现 后，可以利用当地的风能或者太阳能等能源来设 计合理 的微电网系统，在这些地区实现微电网供电。这样在充分发挥 我 国 的 资源 优 势 的基 础 上 实 现 了 电 力 建 设 的 快 速 发 展 。 扩 大 了 我 国 整 个 电网的覆盖面积 ，使我国电力系统朝着较好的方 向发展。 ３ ． ３节约成 本，提 高安全性 传 统 的发 电方 式形成 的供 电系统一般 实行 的是远距 离的高 压输 送 ，这要求必 须有一 些相应 配套的输变电设备，不但占地 面积 大，而 且成本 高。而利用新 能源 中的燃料 发电方 式可以把 电池 建在终端用户 的 附近 ， 一些 家 用 电源 甚至 可 以直 接 装 在 居 民 的 家 里 ，这 样就 大 大 降 低 了输送成本 。在一些偏远 的山区或 者海 岛等地方 就可 以直接在 当地 使 用 燃 料 电池 发 电， 从 而节 约 电 网 的建 设 费 用 ， 降 低 了供 电 的成 本 。 另外 ，传 统电网存在一定 的安全 隐患。如果发生战争 或者 自然灾 害 ，或者 是 一 些 技 术 上的故 障 等 ，这些 因素 都 会 造 成 电网 系统 的大 范 围 的停电。而利用新能源发 电形成 的小网络就能避免这些现 象的发生��
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浅谈我 国新能源发 电技术及 其意义
◎ 吕琨 璐 王 宁 吕剑 坤 吴连 川 （ 山 东科 技 大 学 信 息 与 电气 工程 学 院 ）
摘要 ： 目前 ，由于全球 受环境 问 风 能发 电
风能资源既包括陆地资源 ，又包括近海岸 资源 。目前来看 ，风 能 发 电 是 非 水 可 再 生 能 源 发 电中 技 术 相 对 比较 成 熟 且 开 发 规 模 较 大 的一 种 发电方 式，也是现在新能源发 电的一个重点发展方 向。风力发 电系 统 离 不 开 桨 叶 、 机 械 传 动 系 统 、 发 电机 、 电力 电子 装 置 、升 压 变 压 器 等这 几个 部件。我国风能资源十分丰富 ，我 国的风力发 电技术虽然与 发达 国家相 比还 有一些差距，但是也取得 了一些进步 。目前 ，我 国的 风 电场的数量 已有 上百个，装机总 容量高达２ ６ ０ 万千瓦 。２ ０ １ ５ 年我 国 的风 能发 电计划达到１ ５ ０ ０ 万千瓦，２ ０ ２ ０ 年将达 Ｎ３ ｏ ｏ ｏ 万千瓦 。 ２ ． ２ 太 阳 能发 电 太阳能是地 球上永恒的一种能源 ，我国陆地面积每年接收的太 阳 辐射热量较 多，属 于太 阳能资源 比较 丰富的国家。太阳能发 电系统主 要包括 电池组 、太 阳能控 制器 、蓄电池 （ 组） 以及逆变器几个部分组 成 。太阳能发 电形式主要 有两种 ：光伏 式和 光热式。光伏发 电系统按 照是否接入 电网又分为离 散型和 并网型发电系统。离散型是可以直接 利用直流 电来供 电，并 网型则 需利用 一些装 置将直流电变为交流电后 才能供 电。光热发 电是首先将太 阳能由低 密度 转为高密度 ，再利用传 热装置将太阳能转化为电能。 ２ ． ３海 洋能 发 电 海洋 能发电是利用海 洋中储 存的大量能量来发电。海洋能属于可 再生资源 ，主要包括潮汐 能、波 浪能、海水温 差能、海流能等。海洋 能对环境无污染 ，蕴藏量大 ，但 是其 能量密度 较低 ，具有很强的地域 性 ，限制 了对其 的开发 ， 目前海洋 能发电得 到实际应用的有潮汐发 电 和波浪发 电。潮汐发 电是利用潮起潮落 形成 的水位 差冲击 水轮机来带 动发 电机进行发 电。这种 发电方 式规律 性较 强，能量稳定，便于 电网 的发 电和配 电的管理 ，但 是由于成本较 高，电价也高，我国的潮汐发