摘要:随着新能源的开发和利用，我国风力和太阳能发电系统的应用快速成熟起来。风力和太阳能光伏发电系统不但具有环保的特点，而且科技含量高，发电成本低，是对传统发电模式的重大突破。但是，风能和太阳能发电系统的使用率还不高，主要原因是光、风发电系统的组成科技含量高，对材料的使用要求严格，因此必须加快研发新能源发电技术，提高光、风能发电的效率，降低发电成本。
关键词:风力和太阳能；光伏发电；现状；发展趋势
随着光伏电池及组件价格大幅下降，世界光伏电站造价成本不高。在中国，一些骨干企业已掌握万吨级多晶硅及晶硅电池全套工艺，光伏设备成本不断降低。在各国政策激励下，世界光伏发电已经从最初少数国家开发进入大规模发展阶段，而光热发电尚处于技术研发和试验示范阶段。从各国政策走势和规划来看，太阳能发电将继续保持快速发展，远期发展规模将超过风电。以此，本文以下对风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势进行分析。
1 风力发电的现状与发展趋势
风能的产生主要是由于地表层的空气压力差所导致的，在高压区向低压区移动的过程之中会产生一部分的动能，同时在太阳辐射的影响之下转变为风能。目前利用风能来进行发电的技术手段已经较为成熟，此种发电方式能够有效地降低对于化石燃料等不可再生能源的使用量，从而减少二氧化碳等温室气体的排放，有利于生态环境平衡发展。
1.1 世界风力发电现状与发展趋势
世界上的首台风力发电设备出现在十九世纪末，是由丹麦人所发明，同时也建设了世界上首座风力发电站，在此以后针对风力发电的研究越来越引起人们的关注与重视，各个国家对风力发电的研究工作也越来越深入，促使风力发电的机组设备、技术以及价格乃至于政策方面均取得了极大的进步。
1.2 国内风力发电现状与发展趋势
我国风力发电技术的研发起步较晚，开始于上世纪五十年代后期，只是在海岛、牧区等建设独立运行的低功率小型风电装置，之后的一段时间内处于停滞发展状态，在七十年代后期，各国加强对风能发电的重视力度，使得我国逐渐关注风力发电，并对其进行研究。
（1）建设风电场。在上世纪八十年代后期开始建立风电场，地点为海南，次年在山东建立了我国第一座并网运行的风电场。之后在我国东部、南部以及西北部均建立了大型的风电场。
（2）风电机组的发展。我国风电机组从开始的单机小容量，主要以55kW为主力机型，逐渐发展到大容量、本国制造的机组，风电机组的国产化逐渐接近百分之百，我国风电设计制造技术逐渐达到世界先进水平。
（3）风电发展存在的问题与优惠政策。在风力发电技术的快速发展情况下，其前景比较广阔，但是我国风力发电成本较高，风能分布不够均匀以及质量无法得到较好的控制与改善，使得我国风电事业的发展受到较大的影响。因此，我国政府提出相关扶持政策，促进大型并网型风电机组逐渐走向市场，并为风电产业的发展提供政策的支持与保证。
2 太阳能光伏产业发展现状与趋势
在各国政府对再生资源的重视和大力支持下太阳能光伏产业得到了快速发展，2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。
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其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到 20GW，约占全球的65%。2013年3月26日颁布光电建筑应用财政补助政策、7月26日颁布“金太阳示范工程”政策，敦煌10MW光伏项目成功招标，将大力推动建筑光电和大规模光伏电站的建设。
2.1 太阳能光伏电池材料
其材料主要有晶体硅材料，主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%~24%，是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高，技术要求高;多晶硅电池成本相对较低，技术也成熟，但光电转换效率相对较低，多晶硅光电池的转换效率最高才达 18.6%，与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了，而薄膜电池是一种可粘接的薄膜，有以下优势:
（1）生产成本低，所以可以大批量生产;
（2）发光效率更好地利用太阳能，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，目前CdTe、CIS等薄膜光伏电池已进入市场，随着薄膜光伏电池技术不断进步，薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间，未来薄膜电池会有更好的发展前景。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批知名企业。
2.2太阳能光伏发电的优点与常用的火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要包括：2.2.1无枯竭危险; 2.2.2安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净(无公害);2.2.3不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势;2.2.4无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;2.2.5使用者从感情上容易接受。
2.3太阳能光伏并网发电的应用前景并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般是国家级电站，主要是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，因投资小、建设快、政策支持力度大等优点，是目前并网光伏发电的主流。
随着光伏电站数量和规模的不断加大，光照短期波动和周期性变化引起的线路电压超限现象将逐步出现，长距离输电的电压稳定性问题将成为制约光伏电站建设开发的主要因数之一。与常规发电机组不同，光伏发电的运行控制特性完全由电力电子逆变器决定，没有转动惯量和阻尼特性，控制功能灵活。光伏发电的大规模接入增加了电网的安全稳定控制难度，如何利用光伏发电并网智能化技术提高电网安全稳定水平是突破的重点之一。
结束语：
总之，风能与太阳能是新资源，其储存量较大，并且分布广泛，对生态环境与空气不会造成较大的局限性，在我国实用性风力发电与太阳能光伏发电的现状与发展趋势进行分析与研究，均符合我国电机组以及大电厂、大电网等特点进行分析，需要结合小型与分散型新能源发展策略，在市场研制与市场开发中需要对其进行研制与改善。另外，由于太阳能光伏发电简单，容易操作，在今后的发电过程中逐渐熟练本角色。
参考文献:
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论文作者:陈海英
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
标签：光伏论文; 太阳能论文; 电池论文; 风能论文; 风电论文; 风力发电论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第15期论文;