摘要：在能源资源中，煤炭、石油、天然气等非可再生能源，既能做原料，又能做燃料，资源相当紧缺。因此，如何优化资源配置，提高能源的有效利用率，对人类的生存繁衍、对国家的经济发展都具有十分重要的意义。
关键词：新能源；太阳能发电；技术
1新能源的种类
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、氢能、二氧化碳能、洋流能和潮汐能等。而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等能源，称为常规能源。常规能源在世界一次能源消费结构中约占总和的93%。
新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。
2太阳能发电概述
现在我们面临两个压力：一是化石能源短缺，二是环境污染与气候的变化，这都要求我们发展替代能源。
2.1太阳能光发电
光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，约占总成本的50%。太阳能电池的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。
2.2太阳能热发电
通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。太阳能热发电有多种类型，主要有以下五种：塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。 前三种是聚光型太阳能热发电系统，后两种是非聚光型。 在国际上,光热发电被看作重要的技术途径,并将之视为未来的主力能源。按欧洲能源中心的预测，在2050年,光热发电在能源构成中占20%~30%的比例，而到2100年，这一比例会达到60%~70%。
一般来说，太阳能光热发电形式有槽式、塔式、碟式（盘式）、菲涅尔式四种系统 。
与光伏发电相比，光热发电能够将太阳的热量保存在工质中进行存储，在阴天和晚上释放出来，以实现连续发电，一年将有超过5000小时的满发运行时间，可以在电网中作为一个基础电源来承担调节作用，可以说光热发电的前景比光伏发电更好。
2.2.1槽式光热发电
槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。
要提高槽式太阳能热发电系统的效率与正常运行，涉及到两个方面的控制问题，一个是自动跟踪装置，要求槽式聚光器时刻对准太阳，以保证从源头上最大限度的吸收太阳能，据统计跟踪比非跟踪所获得的能量要高出37.7%。另外一个是要控制传热液体回路的温度与压力，满足汽轮机的要求实现系统的正常发电。
槽型抛物面镜集热器是一种线聚焦集热器，其聚光倍率比塔式系统低得多，吸收器的散热面积也较大，因而集热器所能达到的介质工作温度一般不超过400℃，属于中温系统。这种系统容量可大可小，不像塔式系统只能是大容量才有较好的经济效益；其集热器等装置都布置于地面上，安装和维护比较方便；特别是各种聚光集热器可以同步跟踪，使控制成本大为降低。主要缺点是能量集中过程依赖于管道和泵，致使输热管路比塔式系统复杂，输热损失和阻力损失也较大。
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槽式太阳能热发电的优点是：
系统结构简单，技术成熟，商业化运营经验丰富，是当前光热发电的主流路线。目前世界上太阳能发电的80%是槽式太阳能光热发电系统。
2.2.2塔式光热发电
太阳能塔式发电应用的是塔式系统。塔式系统又称集中式系统。它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台定日镜都配有跟踪机构，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超过1000倍，集热器所能达到的介质工作温度在500~600℃。在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。塔式光热发电系统主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。
目前，国内外采用的定日镜大多是镜表面具有微小弧度的平凹面镜。和其他两种不同的是，塔式系统可通过熔盐储热，具有聚光比高、工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，适合大规模并网发电。塔式在大规模发电中最具有发展潜力，但是前期单位投资过大。
2.2.3碟式光热发电
碟式系统为点聚焦，于焦点处的太阳能接收器收集高温热能，加热工质，驱动发电机组，或在焦点处直接放置太阳能斯特林发电装置。这种系统具有寿命长、效率高（接收器内的传热工质能被加热到750℃左右）、灵活性强等特点，可以独立运行，非常适合作为边远地区的小型电源使用。
一般碟式太阳能热发电功率为10.25kW，聚光镜直径为5.10米。
碟式的热效率最高，结构紧凑、安装方便，非常适合分布式小规模能源系统，但斯特林热机关键技术难度大，目前仍处于试验示范阶段。
2.2.4菲涅尔式光热发电
工作原理类似槽式光热发电，只是采用菲涅尔结构的聚光镜来替代抛面镜。这使得它的成本相对来说低廉，但效率也相应降低。
此类系统由于聚光倍率只有数十倍，因此加热的水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率仅能达到10%左右；但由于系统结构简单、直接使用导热介质产生蒸汽等特点，其建设和维护成本也相对较低。
3太阳能发电前景
过去十多年，我国太阳能热利用产业取得了长足进步，生产企业已经发展到了5000余家。市场规模越来越来大，自上世纪90年代末以来，一直保持着30%的年增长。目前，我国的太阳能热利用产业体系已经较为完善，初步形成了合理配套的产业链和基础标准体系，建立健全了检测认证体系。更为重要的是，中国自主创新的太阳能镀膜真空集热管，已经获得了国际公认，这意味着中国企业掌握了太阳热利用领域95% 的核心技术。在应用方面，太阳能与建筑的结合也获得了长足进展，太阳能取暖和工业化利用也取得了成效。
国家目前已经暂停太阳能发电的部分政策性支持，若想在清洁能源的路上走得长远，还得从基础工作做起。
材料问题是一个急需解决的问题，若能掌握核心技术，将会大大降低太阳能发电的投资；
基础研究及设计工作这也要从零做起，脚踏实地地完成每一个环节的消化吸收；
高校也要培养适应时代发展潮流的人才，为新能源的发展贡献力量。
新能源的发展面临前所未有的挑战，但同时也是一个机遇，我们应该做好各项准备，去应对新事物发展路上的每一个困难，只要基础过硬，技术过关，相信我国的太阳能发电事业会有循序渐进的发展。
参考文献：
[1]浅谈变电站运行维护的一些看法[J]. 罗敏,李鹏翔. 通讯世界. 2019(02)
[2]电力配网管理运行维护措施的分析[J]. 葛翱铭. 工程建设与设计. 2019(16)
论文作者:吴丽丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：太阳能论文; 系统论文; 光热论文; 工质论文; 太阳能电池论文; 能源论文; 热能论文; 《基层建设》2019年第25期论文;