刘菁凌
（国电南瑞科技股份有限公司 211106）
摘要：环境的恶化给地球带来的巨大的生态问题，威胁着人类的生存与发展，并且资源也在不断的减少，寻找新能源已经成为了每个国家发展必须重视的工作之一，各领域的科学研究者正在积极的进行研究，电力电子行业中也在积极研究，文中对绿色能源科技在电力电子行业中的发展做了简单介绍。
关键词：绿色能源；电力电子；技术创新
电力电子中绿色能源的利用特点主要有两个，其一是能源的供应不稳定，常常随着环境的变化而变化。其二是电能不可以直接被使用，需要利用电力电子技术对其进行转换，经过转换后才可以使用，绿色能源的应用需要电力电子技术支持。
一、绿色能源科技的概述
绿色能源科技可以具体划分为风能、太阳能、电热能、水能，其在电力电子行业主要是电网与电气设备的环保装置或者节能技术。绿色能源技术中风电技术在近几年得到充分的发展，我国北京交通大学和美国的俄亥俄州大学共同研究出无刷双馈风力发电机（如图一），其具备永磁直驱风电机与双馈风电机各自的优点，同时它还克服了传统风电机的缺点。
图一 是无刷双馈风电机横截面示意图
太阳能技术已经被广发的应用，美国Daniel Noocera教授研究组研究出有机集光器，其可以收集并聚焦颜色不同的光，有机集光器的成本较低，应用在传统光伏板上，可以将转化率提高50%。同时该研究组还研制出一种成本低廉的催化剂，这种催化剂可以利用太阳光将水分解成氧气与氢气，可以应用在燃料电池中做燃料。
在电池技术方面也在广泛利用绿色能源技术，其中包括纳米技术和高分子技术，纳米技术的应用可以有效的解决传统电池充电慢并且容量小的问题，纳米电池的容量至少比传统电池高出10倍，并可以在半小时内完成工作作业。电动汽车利用蓄电池提供动力，并在燃料与氧化剂、催化剂的共同作用下经过电化学反映直接产生电能，绿色环保电动汽车利用其可以缓解能源短缺以及环境污染等优势，正在被快速的使用与发展。
二、绿色能源科技促进电力电子的发展
（一）电力电子的变换技术
电网的智能化发展，需要利用电力电子的变转装置与控制技术，我国一直以来运用最广的是链式H桥变换结构，在2010年南方电网挂网中运行35KV百兆伏安级静止同步补偿器，改设备采取的是模块化变化单元的MMC，该结构较以往的变化结构由较高的优越性。
（二）大电流变流系统
纳米电池的容量以及充电时间较传统的电池有很大的进步，其进步的同时对于电流的要求也不断地扩大，也就是说电池的充电器要在单位时间之内，向电池传输几十倍或者几百倍电流，这一需求对于电池的充电器系统提出新的要求，而利用绿色能源科技原理，在进行电路系统的研发中，根据以往电流需要进行多路并联以及动态均流的特点，在进行开发时需要构建高动态性能，同时还可以进行大电流充电的拓扑变流系统结构，来满足节能环保的发展需求。拓扑结构在电力电子电抗器中已经被广泛的应用，对于提高电路的使用性能有着重要的作用。
（三）电力电子的节能设备
绿色能源科技的不断发展对智能电网的需求也越来越高，电力电子技术的发展，是建立在上一代电力电子器件的研发技术基础上的，在高电压方面和大电流方面，随着绿色能源在电气节能技术方面的发展，电力电子的装置也由低电压供电网向高电压电网进行转变，在制造电力电子器件方面，碳化硅材料一直都是人们关注的重点，氮化镓在制作电力电气的电子器件方面有着较大的竞争优势，根据以往数据表明，碳化硅的禁带宽度可以达到3.2/eV，氮化镓的禁带宽度则可以达到3.4/eV，碳化硅的导热率可以达到3.5/W?（cm?K）-1，氮化镓与硅的导热率只有1.5/W?（cm?K）-1，碳化硅器件与氮化镓器件的功率要比硅材料器件的功率要大，图2是这三者材料器件的功率比较。
图二 GaN材料与SiC材料的MOS器件和Si材料器件的功率比较
（四）并网变流器系统
在风力发电变流器的系统中，变流器的容量已经超过5MAV，提高大容量变流器的工作效率就可以降低极大的能源消耗指数，随着蓝色能源技术对电力电子技术的不断推进，在变流器热处理的设计方面，其设计的灵活性得到了不断地提高，其次在太阳能光伏的发电的系统中，光伏板的成本较高并且光电的转换效率也不高，相反提高并网的逆变器效率，就等于增加光伏板面积，可以极大的降低光伏发电的成本，提高光伏发电的竞争力。
目前光伏电池已经实现产业化的发展，其中包括非晶硅、有机化合物半导体和微晶硅以及GIGS光伏电池等种类，同时色敏染料以及有机高分子光伏电池还处在实验室研究阶段，没有进行全面的推广运用，随着电力电子技术的不断发展，有机高分子与非有机高分子薄膜光伏的电池转化率已经超过10%，薄膜光伏电池产品具备低成本、低消耗量等优势，并且可以逐渐的实现产业化发展。
结语：
文中对绿色能源的发展，以及绿色能源发展为电力电子技术发展起到的推动作用做了简单的论述，绿色能源在电力电子的变换技术、并网的变流器系统、大电流变流系统以及电力电子器件的研究发展中起到了推动的作用。科技的不断进步，可以不断地提高绿色能源发电的效率。
参考文献
[1]郑琼林.绿色能源科技推动电力电子技术新发展[J].大功率变流技术,2010（01）.
[2]钱照明,张军明,盛况.电力电子器件及其应用的现状和发展[J].中国电机工程学报,2014（29）.
[3]陈道炼,张杰,陈艳慧.高频环节电力电子变换技术的发展与现状[J].电力电子技术,2014（06）.
论文作者:刘菁凌
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
标签：能源论文; 电力电子论文; 变流器论文; 电池论文; 电力论文; 光伏论文; 技术论文; 《电力设备》2016年第7期论文;