新能源及其发电技术综述

新能源及其发电技术综述

【摘要】：目前，受全球大环境的影响，能源的开发和利用面临着新的挑战。迫切需要寻求新的能源来代替传统能源。本文论述了新能源的基本概念，详细说明了几种典型的新能源，并分析了我国新能源产业的发展现状。积极促进新能源发电，节约和代替部分化石能源，是优化能源结构、保护生态环境、促进经济与社会可持续发展的必然战略选择。本章在总结了典型能源发电技术及其原理的基础上，阐述了其对我国电力系统发展的重要影响。

【关键词】：新能源，发电技术

0 引言

随着科学技术的不断进步和可持续发展的进一步深化，以及环保意识的逐步加强，人类逐渐认识到由化石能源引起的生态平衡和大气污染等一系列环境问题已经成为人类生存和经济发展的重要障碍。当今世界正在进行一场以新能源大规模开发利用为显著标志的能源产业革命。

所谓新能源，又称非常规能源，是指以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，包括太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

新能源的主要特点有：1)资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；2)能量密度低，开发利用需要较大空间；3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；4)分布广，有利于小规模分散利用；5)间断式供应，波动性大，对继续供能不利；6)目前除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

1 几种典型的新能源

1.1 太阳能

太阳能的转换和利用方式有：光一热转换、光一电转换和光一化学转换等。接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生活的一些方面，是光一热转换即太阳能光热利用的基本方式。太阳能产生的热能可以广泛应用于采暖、制冷、干燥、蒸馏、温室、烹饪以及工农业生产等各个领域。并可进行太阳能热发电。利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池，可将太阳的光能直接转化为电能，

称为光一电转换，即太阳能光电利用。

1.2 风能

风能是指太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。利用风力机可将风能转化为电能、机械能和热能等。风能利用的主要形式有风力发电、风力提水、风力制热及风帆助航等。

1.3 生物质能

生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物以及动物粪便等。生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换3种途径。

1.4 海洋能

海洋能是指蕴藏在海洋中的可再生能源。它包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水温差能和海水盐差能等不同的能源形态。海洋能按储存的能量形式。可分为机械能、热能和化学能。潮汐能、波浪能、海流能、潮流能为机械能；海水温差能为热能：海水盐差能为化学能。海洋能的利用是将海洋能转化为电能或机械能。

1.5 地热能

地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下。地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。地热资源按赋存形式可分为水热型、地压型、干热岩型和岩浆型4大类。地热能的利用方式主要有地热发电和地热直接利用两大类。

2 我国新能源产业发展现状

我国新能源产业自上世纪90年代开始萌动，2008年后进入规模化发展，目前在新能源产业部分细分领域取得了骄人的成绩。2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》和2007年9月由国家发改委发布的《可再生能源中长期发展规划》，进一步明确了我国可再生能源(包括新能源)等产业发展的法律地位和发展目标。2009年，温家宝总理在首都科技界大会上详细阐述了以新能源产业为首的七大战略性新兴产业的发展蓝图。正在制订中的国家新能源发展

规划，把新能源发展摆在了国家战略的地位。同时，节能减排的宏伟目标给新能源产业发展带来了巨大的社会需求，我国新能源产业正面临着千载难逢的发展机遇。

目前，国际上新能源产业尚未形成大规模的产业转移，国内新能源产业起步较晚、发展时间较短，新能源产业的很多领域还处在研究开发和工程示范阶段，部分领域虽然进入了产业化发展阶段，但离最终的产业布局还有很长的路要走。从长远来看，新能源产业的发展要适应未来经济社会的需要，新能源产业的发展也将在转变增长方式、调整产业结构的大格局下稳步形成。然而，由于新能源对高科技技术的依赖度非常高、资金投入大、回报周期长，使得处于发展初期的新能源产业面临极大的财务约束。

3 新能源发电技术

近年来，新能源发电技术以其环保性和经济性引起了人们越来越多的关注。一些发达国家和地区，在进行能源结构调整过程中，已经把新能源技术放到非常重要的位置。而大力发展新能源发电技术将是我国电力系统发展的趋势。新能源发电是指把新能源转换为电能的过程。它既可以独屯于公共电网直接为少量用户提供电能，也能直接接入配网，与公共电网一起为用户提供电能。它是以资源和环境效益最大化、能源利用效率最优化来确定方式和容量的新型能源系统。3.1太阳能发电

太阳能是目前世界储备最多的自然资源，当电力、煤炭、石油等资源存储量耗尽之后，选择太阳能发电则是解决能源危机的最佳方式。从国内现有的技术水平看，太阳能发电形式包括：光伏发电、光热发电。

3.1.1光伏发电

光伏发电是将太阳光的光能直接转换为电能的一种发电形式。科学技术的发展促进了光伏发电技术的更新，这不仅实现了电能生产效率的提升，也加快了各种能源转换的运用。太阳能电池主要运用光伏效应把太阳能转变成电能的部件。太阳光对太阳能电池持续照射后，太阳光的光子在电池里激发出电子空穴对，电子和空穴则会向电池的两端移动，当外部存在通路时则会出现电流，最终生成了电能。

离网型、并网型是光伏发电系统的两大形式，离网型光伏发电系统从太阳能