摘要:随着经济社会的不断发展,能源供需矛盾问题日益突出,环境问题变得越发严峻,能源的开发利用面临新的瓶颈。在此背景下,人们也在积极研究替代传统能源的新能源品种,来缓解当前不断严重的能源供需矛盾问题,开发新能源发电技术更加突显出其重要性。新能源发电其资源储量优势非常明显,而且相对而言污染环境的程度比较小,不仅能够有效的缓解当前能源供应的短缺问题,而且对我国经济社会可持续发展也具有非常重要的意义。为此,下文结合实践对新能源发电技术展开探讨,以供参考。
关键词:新能源;风能;发电技术
传统能源由于储量上的限制,对其开发和利用造成很大影响,而在经济社会高速的发展今天,人们对于能源的需求也在不断加大,资源短缺问题与环境问题变得更加突出,并且现已成为人们当前面临的重要问题。面对这种情况,只能只能积极寻找新能源来替代人们对传统能源的需求,缓解当前的传统能源的供需矛盾。由此,在全世界范围内掀起一场开发和利用新能源的革命。现如今,我国的经济社会发展形势持续向好,社会个各个领域对电力能源的需求逐渐加大,而我国传统的电力能源主要依靠煤、石油和天然气等,由于近年来开采量的逐渐增加以及这些传统能源的不可再生性,导致其储量明显下降。同时,由于传统能源发电会造成环境污染,引发酸雨和温室效应等严重的环境问题。大力开发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8.99亿tce,据统计,波浪能资源的储量为1285万kW,潮汐能资源储量为1.1亿kW,潮流能为1.4亿kW。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75%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,而是通过一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
2.1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260万千瓦。2015年我国的风能发电计划达到1500万千瓦,2020年将达到3000万千瓦。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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间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45万倍。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5000处,地热田有45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,从而提高电网的抗破坏能力,在一定程度上保障电网的运行安全。
参考文献
[1]庞丽君.新能源发电技术的最新进展研究[J].中国能源,2016,(04).
[2]单明泰.论新能源发电技术[J].电力科技,2017,(15).
论文作者:催金栋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
标签:新能源论文; 电网论文; 我国论文; 地热论文; 能源论文; 资源论文; 风能论文; 《电力设备》2018年第32期论文;