风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势论文_董旭东

风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势论文_董旭东

(辽宁大唐国际新能源有限公司 辽宁省沈阳 110166)

摘要:对新型能源的开发已经在世界范围内受到了重视,但同时,对这些能源的利用也存在着成本较高、相关设施及政策不够完善等问题,为了确保这些资源在实际应用过程中能更好的发挥作用,缓解资源紧缺问题,各个国家都应针对风力发电产业及太阳能光伏发电产业出台相应的优惠和辅助政策,加快新型发电系统的发展。对于这两种发电技术在我国的应用来说,相关的研究单位应进一步对发电过程中所应用到的器械和技术进行研发,提升体系内的国产化程度,确保新型能源在我国电力系统中应用的可持续性。

关键词:风力发电;太阳能光伏发电;现状;趋势

1概念简述

1.1风力发电

风力的产生与地表压力差存在一定的联系,随着空气的流动,风力将会自然的产生。从风力的产生过程来看,风力发电技术主要需要解决的问题就是如何将风力转化为风能,并利用风能作为动力来完成发电过程。对于风力的应用来说,我国古代就已经出现了大量实例,风车抽水、磨面等都有效地提升了原有的工作效率,这也就说明,风能是可以作为主要能源来使用的。对于本文所讨论的风力发电过程来说,其本质就是首先将风力的动能转化为机械能,然后将机械能转化为动能的过程。

1.2太阳能光伏发电

太阳能光伏发电主要是结合光生伏特效应,将太阳光能直接转化为电能的过程。太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器、逆变器等组成,其中,太阳能电池板是整个系统的核心部件。在实际的应用过程中,由于这一系统自身所具备的安全可靠、安装简单、便于维护等特点,光伏电源在实际的生产生活中得到了十分广泛的使用。

2风力发电的现状

2.1我国丰富的风能资源

我国的幅员辽阔,海岸线总长超过了1.8万公里,这使得我国具有了很丰富的风能资源。根据气象部门的资料,仅在陆地上我国的风能资源就高达253GW,而海洋带来的风能资源是陆地的三倍以上。

2.2国内的风力发电发展速度很快

我国新增的风能发电项目和发电量一直处在世界的第一位,发展速度非常快。在2010年到2012年,我国总共有20做风能发电场建成,为我国带来了2000MW的电力。到2020年,我国的风能发电量将会达到18万MW,风能发电任然是具有较大潜力的。

3风力发电存在的问题

3.1单机容量小,土地资源花费高

风力发电的主要部分是风力发电机,而风力发电的效率和风力发电机的关系很大。但是当前风力发电机的单机容量很小,发电量较低。随着人们生活水平的提升,用电需求也在提高,风力发电场为了满足增长的发电需求,会采取增加发电机数量的策略,在风力发电场中设置大量的发电机[3]。这样的方式会造成大量的土地资源使用,甚至会导致土地资源的浪费。

3.2陆地风力发电站过于集中

社会用电量的增加为电力行业带来了很大的负担,很多风能发电场也在这种情况下建设并投入使用。大量的风力发电场都集中在城市的周边,随着城市化的提升,城市的面积也会提高,建筑会逐渐接近风力发电厂,影响风的路线,并影响到风力发电场的发电效果。同时,风力发电厂需要扩大面积提高自身的发电量,城市也会制约到风力发电厂的发展前景。

3.3发电技术缺乏经济性

风力发电主要是为了让电力的生产更加节能和清洁,但技术在使用过程中,存在经济性不足的问题,导致风力发电的成本增加,影响到风力发电的发展。这种问题对风力发电本身的可持续发展是十分不利的。

4风力发电的展望

4.1市场的发展趋势

我国对新能源的支持力度一直都很大,对风电产业也进行了一定的补贴,当前我国的风电产业发展依然是十分活跃的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于我国的幅员辽阔,风能资源很高,因此风能发展仍然有着很大的潜能。随着装机容量的增加、小型风场建设以及低速风源、海上风能发电水平的提升,我国的风能发电仍然会有较快的发展速度。

4.2风能行业和技术的发展趋势

国内的风电设备制造已经具有了较高的规模,行业内的竞争正在变得激烈。不同的企业都采取降低了造价并进行着技术研发,在提高了风力发电水平的同时,也降低了风力发电的造价,缩小了风力发电和火力发电的价格差。我国的风电设备研发主要围绕着大容量、低风速和高效率这几方面进行,尤其在材料和基础元器件上,会在将来有很大突破。

5我国光伏发电产业的现状

太阳能作为世界上最丰富的可再生资源,其分布广泛、没有污染,是一种理想的能源。光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式,对环境不会造成任何污染。光伏发电是依据光生伏特的发电原理,通过光电转换的方式将丰富的太阳能转化为光能,通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成,同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统与设备,组成一套完整的光伏发电系统。

我国的光伏发电网系统分为分布式和集中式2种,其中分布式的电网在城市屋顶上应用较多,形成光伏建筑一体化,而且该种系统形式占地面积少,安装较灵活,投资成本较低。该种方式电网的安装不需要考虑到负载性能,所以会降低系统成本。集中式的光伏电网系统是一种大型的光伏并网电站,通常在戈壁中使用的比较多,能有效输出电能,该种发电形式一般都是企业出资建设,而且建设的成本较高。我国太阳能光伏发电方面在不断发展,与此同时,我国重点发展太阳能热利用及与其相关的一些新能源产业,而且我国在新能源产业发展中的一些政策较好,所以光伏发电的道路越来越广阔。目前,我国光伏发电水平与国外发达国家相比,已经处于一个高速发展阶段,但也存在一定劣势,就是在电网发电占比中,光伏发电依旧是占比较小的一种发电形式。

6我国太阳能光伏发电技术的实际应用

6.1光伏并网发电

光伏并网发电系统是大电网中重要的组成部分,能够将各种功率传输到电力系统中,而且光伏并网系统分为有无储能光伏并网系统,光伏并网的发电将光伏系统连接到大电网中,来进行电能的有效传输,由电网进行分配,而且光伏并网发电已经成为当前社会民用发电最多的一种发电方式。

6.2光伏电网在建筑中的应用

光伏电网的应用越来越广泛,通过在建筑物的屋顶安装光伏器件,能够实现电网与光伏阵列的联系,构成一体化的系统,通过在建筑物屋顶设置光伏电池板,有效提高对屋顶太阳能的吸收,能够控制光伏发电的成本,通过利用太阳能光伏发电的原理,把建筑物和光伏电网联系在一起。

6.3太阳能电源的广泛应用

光伏发电的研究和发展已经被广泛应用到一些偏远的地区,应用在小型家用电源上和人们日常的生活用电中,比如,照明灯、电视机等方面。在我国的公共交通领域方面,应用到航标灯、铁路信号灯和交通警示灯方面。在能源勘测方面,主要应用到石油、海洋和气象勘测方面,使用的范围也是越来越广泛,推动了人类社会的进步和发展。

结束语

风能及太阳能相比较于传统的煤炭资源不但具备储量大、利用成本较低等特点,同时也能满足我国可持续发展的需求,因此,加快对风力及太阳能光伏发电相关技术及系统构建的研究,并通过这两种能源的利用来缓解传统能源紧缺的问题是非常有必要的。

参考文献

[1]杨金强.风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势初探[J].科技创新与应用,2017(31):188+190.

[2]赵星竹,尹常永.可再生能源发电系统的发展与并网技术应用[J].山东工业技术,2017(20):184+246.

[3].新疆风力发电和太阳能发电容量位居全国前列[J].变频器世界,2017(08):25.

[4]王涛.新能源发电特性与经济特性研究[D].西安理工大学,2017.

[5]郑洁.风光互补发电系统最大功率控制策略的研究[D].长春大学,2017.

论文作者:董旭东

论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期

论文发表时间:2019/3/27

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