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【关键词】新能源;并网;关键技术;发展趋势
0 引言
两次科技革命过后,我们的科技程度与生产力进步程度都有了大幅的提高。随之而来的,也有负面影响。比如,化石能源等不可再生资源越来越少,环境污染也越来越严重。长此以往,地球上的化石资源等终将枯竭,届时人类的生存将面临严峻考验。不管是从我们赖以生存的自然环境,还是从我们无法离开的能源资源角度,找到可再生资源来取代传统的不可再生资源都是当务之急。一些国家和地区已经在着手计划以新能源来代替化石能源,并有了一定成效。我国的社会建设与人民群众的日常生活一样离不开电力供应,从环保与成本等方面考量,新能源发电技术代替传统化石能源技术必将成为主流。我国电力系统结构也将面临大的调整。但由于我国新能源研究较晚,技术方面并不是特别成熟,新能源发电技术还是小范围存在,没有成大规模投入使用,所以新能源发电技术的研究与发展还是当前需要工作人员继续努力推进的重点项目。
1 新能源并网发电系统的关键技术
1.1 新能源发电技术主要方式
新能源发电技术主要方式是分布式。分布式新能源发电技术主要突出了分布式和新能源两个特点。首先发电规模小,其次和电力用户距离不远,第三可单独给电力用户供电的形式就是分布式。传统能源以外的各种环保的、清洁的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠发电技术与储能技术两者结合的方式给电力用户提供电能。
1.2 新能源发电系统结构及关键部件
新能源发电系统中含有多个小型的新能源发电单元,这些小型的发电单元中可能包含风能发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电等多种能源发电形式。这些供电设备需经过逆变器,然后以并联的方式接入大电网,才能保证主网的安全稳定运行。
新能源发电系统的关键部位包括:并网逆变器、静态开关、电能质量控制装置。
1.3 新能源并网发电系统关键技术
新能源发电多以微网形式存在,下面主要分析微网技术。
1.3.1 微网的运行
微网的抗扰动能力不强,且我们无法控制自然资源。比如风力的大小,出现的时间,出现的频率等,这就导致微网的安全性不稳,需对其加强控制。
1.3.2 微网的故障检测与保护
微网系统中不仅存在单向潮流,也会包括双向潮流,传统的保护措施不再有效,可研发在不同于常规模式下运行的故障检测与保护控制系统。
2 新能源并网发电系统的发展趋势
我国的发电总量在世界上是名列前茅的,但因为我国人口众多,基数过大,人均电量就难以到达令人满意的水平。从另一方面来说,我国的人均用电量还有很大的上升空间,大力发展新能源并网发电技术,解决人民群众生产生活用电需求,既可填补用电缺口,又有利于综合国力的提升。目前环保问题已是全球性问题,能源问题亦然。传统的化石能源必然会被可再生新能源替代。所以说,新能源发电技术必将成电力发展的主流方向,以下就是几种新能源发电技术的发展趋势分析:
2.1 太阳能光伏发电
太阳能的最大优势在于方便廉价,存在面积广,只要有太阳的地方都可以利用,还可以分散到各家各户采用单独供电的方式。也可采用大规模发电方式并网运行。太阳能无污染无噪音,是一种重要的清洁能源。
我国76%的国土光照充沛,全年辐射重量约917-2333kWh/m2,理论总储量约为147*108GWh/a,且光照资源分布较为均匀,可以说是资源优势得天独厚,就基础条件来讲,我国的太阳能光伏发电前景是非常广阔的。目前,我国能源供应中所占比例最大的就是煤炭,占主导地位,其消耗量巨大,所带来的环境问题更是日益严峻。所以,不管是从环境角度,还是从能源角度,我国政府都在着手计划并已经初步采取措施来研制以可再生新能源来逐渐替代传统能源的技术。2007年我国制定的《可再生能源中长期发展规划》指出,截止2020年,太阳能光伏发电总容量将达到180万kW,且按有关专家预测,这一数字或有望达到1000万kW。从市场需求角度看,我国很多边远地区仍处于缺电甚至无电状态,电力缺口很大,加之我国经济发展迅速,可以预见,并网型太阳能光伏电站不日将进入市场,且发展潜力巨大。
2.2 风能发电
风能是一N可再生清洁能源,无污染、能量较大、发展前景良好。风能得到了各国的认同与重视。且风力发电在众多的可再生能源中属于成本较低的类型,即可并网运行,也可独立运行,又能与其他技术互补组成混合型发电系统。近年来,风力发电技术日趋完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经达到5MW,叶轮直径已达到126m。截止到2005年,全球装机容量为58982MW,其中风力发电量占总数的1%。中国已成为亚洲风电产业发展的助推者之一,总装机容量位居世界第八。日后,不论国内还是国外,风力发电技术与产业发展速度都会大大提升。
2.3 地热发电
地热发电也是新能源的一种,但其易受环境影响,利用方面小,对于大面积供电并不适合,但对于有地热资源的地方来讲,这又是一种福音。地热发电的开发和利用有利于拥有该资源的地区的经济文化发展,所以,地热资源也是一种不可忽略的新能源。
2.4 海洋能发电
利用海洋能发电主要是在海上,对人们的生产生活影响不大,且我国海域资源辽阔,海岸线长,所以,海洋能发电也是一种主要发电形式。
2.5 生物质能发电
我国是农业大国,每年都会有大量的农副产品遗留,且随着社会的发展,人民生活水平的提高,所产生的生活垃圾也是日渐增多。这些东西都可以作为发电的生物质能资源,既保护了环境又可以解决电力需求,所以,生物质能资源也有较大的发展空间。
3 结束语
综上所述,虽然新能源发电技术目前有一定成绩的取得,但是受种种因素的制约,可再生新能源的并网发电发展不是特别理想。为了走可持续发展的道路,要逐渐减少发电企业对传统的不可再生化石能源的依赖,大力发展可再生新能源的并网发电技术。将新能源研究纳入大电网的总体规划研究框架中。在坚强电网的高级配电运行框架下,新能源的发电并网一定能够快速发展并发挥重要作用。
【参考文献】
[1]孙佐.新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势[J].池州学院学报,2010,24(3):31-35.
[关键词]电力系统;新能源;风力发电;太阳能光伏发电
中图分类号:TM61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0167-01
1 引言
为了能够有效的解决能源紧张的问题,减少对自然环境的破坏,维护生态的稳定,对清洁、再生、污染小的新能源的需求也随之越来越明显。新能源是指在科学技术上开发和利用的非常规性,绿色能源是未来发展中的主要能源,如:太阳能、风能、海洋能等。是无污染的,取之不尽用之不竭的。为确保电力系统能够在整个现代经济社会建设发展中得到长时间且可持续性的发展,展开有关新型能源在电力系统中的应用研究势在必行。所以,随着我国能源需求的逐渐提高,新能源发电逐渐获得了政府的支持和人们的关注。
新能源是指在新技术的推动下,系统的开发利用的可再生资源。相对于传统的化石能源,新能源具备突出优点便是可再生,同时它还有储量丰富、污染少的优点。新能源发电主要包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、潮汐发电等形式。而新能源电力系统是指用科学新技术将新能源进行发电、输电、配电和用电的系统。发电企业具备的生产特点是在电力生产中清洁、无污染、零排放、可再生。
2 新能源发电基本形式
2.1利用自然界的风能发电
在目前的电力电子背靠背变频技术的支持下,风力发电系统能够对发电功率的各个参数的输出作业进行有效的调整和控制,风力发电的目标也是通过控制电磁转矩控制机组转速频率来实现的。风能在利用过程中因为没有产生辐射、也不会对空气产生污染是一种公认的清洁的可再生能源,风力发电基本原理,利用自然界的风力带动发电企业安装的风车叶片旋转,通过增速机把风车旋转的速度加快,从而带动发电机发电。
2.2太阳能光伏发电技术在电力系统中的运用
光伏发电技术不断进步,成本逐渐降低,世界上很多国家都制定了相关的激励政策,大大推动了光伏发电的发展。我国在光伏发电领域起步较早,目前已经在太阳能电池组件的生产能力上走在世界前列,很多科研院所也逐步开展相关技术的研究。光伏发电在电力系统中的主要应用形式有户用电源、独立光伏发电系统和光伏并网发电系统。户用电源是最简单的一种应用形式,其发电容量小,一般的用途是缓解边远地区的居民缺电状况。独立光伏发电系统相对于户用电源来说容量较大,但是结构仍比较简单,其作用是对某一区域进行供电。并网光伏发电系统是未来太阳能光伏发电的主流,它是将电能输送至电网的光伏系统。
2.3利用生物质能发电
生物质发电时蕴含在生物中的能量,具有可再生、低污染、分布广等特点,在能源资源中占有比例重,是第四大能源。目前我国的生物质发电主要表现有:直燃发电、混燃发电、气化发电、沼气发电等。生物质能发电较传统的能源发电优势是在环保、节能又可以再生,因其无污染、见效快、也可以减少对环境的破坏,增加农民的收入备受人们的关注与青睐。且生物质能分布广,储量大是替代煤、石油、天然气等传统能源的新能源。当前,生物质能发电形式主要有秸秆发电、沼气发电等形式。
2.4海洋能发电
海洋能发电主要是通过海洋中的可再生能量进行发电,清洁无污染,但是海洋能具有区域性和局域性,只有在特地的范围内才能对海洋能进行利用。利用海洋能发电主要是潮汐发电、波浪发电。海洋中储存的大量能量来发电对于缓解传统能源的消耗意义重大。其中潮涨潮落形成的动能可以带动水轮机使发电机运行工作达到发电的目的。其发电方形式能量比较稳定、电力输送配送比较简单、便于管理。
3 新能源发电发展的意义与前景
3.1使我国电网覆盖面得以提高
“受煤炭市场不景气影响,煤价自2012年5月以来持续下跌,未来煤电上网电价仍存较强的下调预期。”厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强讲到,这相当于增加了新能源发电的利用成本,传统能源发电在价格方面有了更多比较优势。在我国由于地理环境的复杂性传统能源的发电方式基本是的电网广距离远途输送配电,然而所形成的电网覆盖面受到复杂地形、地貌环境的制约,在部分偏远地区还没有通电。电力输送不到的区域其经济发展、生活质量都受到了极大是限制。而风能、太阳能等能源发电后形成的微电网系统,则为没有通电的地区带来了福音,实现了微电网供电。新能源发电无疑提高了我国电网的覆盖面积,提升了部分区域的生活品质。
3.2促进新能源发电技术的发展
国家能源局新能源司处长董秀芬说道,能源局目前正在协调有关部门,针对补贴资金来源等进行沟通,针对性提出对策,并在未来逐步进行完善。但在补贴资金不能无限量增长的现阶段,可再生能源补贴政策将出现微调,一些被证明行之有效的政策会继续保留,确保给企业一个合理的利润空间,实现新能源从规模扩张型向质量效益型发展、从高补贴政策依赖模式向低补贴竞争力提高模式的两个转变。
3.3明确各方责任,全方位促进发展
就目前来看,想要促进新能源发电的快速发展,还需要获得政府的扶持。一方面,在新能源发电上网价格上,为了使新能源发电能够与常规能源竞争,政府需要为电网企业提供一定的财政补贴。另一方面,在增值税方面,新能源发电产品不需要使用燃料和其他材料,所以不应该收取增值税。而解决新能源发电的税负问题,则可以更好的促进新能源发电的发展。最后,政府应该实行优惠信贷政策,以便使新能源发电的市场竞争力得到提升。我们在政府部门、监管部门、发电企业、电网企业、制造企业、行业协会应该履行《可再生能源法》赋予的责任,进而促进全方位发展。
3.4加强新能源发电科学统一规划
科学制定规划,明确相对稳定的发展目标。新能源最大优势具有可再生性、分布的广大性、均衡性、资源巨量性。开发利用新能源,利用新能源发电对于节约传统资源保障煤炭、石油等战略资源的储备、调整能源消费结构、护佑生态、呵护环境、提升人们的生活质量、扩大、拉动内需、涵养新的经济增长点、提供更多的工作岗位、是我国经济建设和社会发展必然选择。新能源发电技术在我国基本属于成熟阶段。建议能源主管部门按照安全、经济、绿色、和谐原则,根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,对水电、煤电、核电和天然气发电等进行统筹优化,制定可再生能源开发利用中长期总量目标。
4 结语
总之,国内的新能源发电已经逐步进入到了新的发展时期,需要在技术创新和产业化发展方面取得一定的进步。为了促进新能源发电的发展,政府应该为新能源行业提供一定的政策支持,大力开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能等可再生能源利用技术,对于国家的能源建设、环保事业、可持续发展战略具有深远的历史意义。当下,我国传统能源的资源有限,在环境污染、战略储备、人们普遍倡导的低碳生活的多重压力下,对其开发与利用受到局限。因此,寻找可替代传统能源的新能源,在我国乃至全球正在如火如荼的开展。
参考文献
关键词:风力发电;新能源;对策
当今,随着经济的快速发展,人们生活水平的提高,对绿色风能的需求也逐渐增加。风能相比传统能源煤炭、石油、天然气等能源相比具有绿色、低碳、环保、清洁等方面的优势。风能作为新能源,日益受到各国重视。风能主要应用于风能发电,因此,充分研究我国风能发电现状,以国家层面出台相关政策重视风能发电,推动我国风能发电健康、快速发展。
一、发展风力发电的重要性
(一)保障国家能源安全
近年来,世界并不安稳,因为能源危机导致战争时有发生。中东国家因为能源争夺爆发的战争问题一直困扰着世界各国,给世界各国增添了诸多的不稳定因素。世界各国也开始认识到单一依靠这种传统的能源是不能长久,开始开发新能源,来维护本国的能源安全,甚至上升到国家安全。风力发电作为新能源,逐渐受到国家重视,将发展风力发电作为维护本国能源安全的重要选择。
(二)提高经济和社会效益
近年来,随着技术的发展,风力发电技术获得突飞猛进的发展,风电成本逐渐降低。从成本上考虑,一般情况下,我国风电上网电价比煤电高出0.3~0.4元/千瓦时,风电一般位于相对偏远的地方,作为周边的电力用户,就近建风力发电可减少电网设施的投入,极大地降低成本,提高效益。从社会效益来分析,我国是能源消费大国,我国能源开发规模大,资源开采浪费严重,因为过度开发导致的环境问题也日益突出。因此,在常规能源日渐匮乏的今天,充分利用大自然馈赠的风能,对人类来说是十分宝贵的财富。对节约合理利用资源、保护环境,保护人们身体健康具有重要意义。
二、我国风力发电现状及存在的问题
我国风力发电经过多年的发展,形成了一定的规模。正确认识我国风力发展现状,为今后推动风力发电提供客观依据。
(一)发展迅速,技术仍较落后
20世纪的50年代我国风力发电开始发展,最初是在我国的东北和西北地区。直到70年代人们开始对能源安全的重视,开始专门研究新能源,研究开发新能源的设备,技术研究有很大提高。进入80年代,迅速建成我国第一座并网运行的风力发电。到了90年代,全国已经建立了多座并网型风力发电,总的装机容量为36.1MW,最大的单机容量达到了500KW,2000年后这个数据不断被刷新,后来逐步达到1500KW。
虽然风力发电发展迅速,但是我国风力发电的技术仍较落后,主要表现在设备,风力发电机组的制造技术上等等。我国在吸收国外先进技术,进行自主研发需要进一步加强。国外的风电机组已经达到兆瓦级,我国在这一技术上处于落后位置,还不具备独自研发制造特大型风电机组的能力,机组的总体设计、技术、材料等方面都落后于其他国家。国际上的大型风机设备被丹麦、意大利垄断,国内风力发电技术面临着严峻的挑战。
(二)国家出台扶持政策,但政策执行运用不够
国家为鼓励风力发电出台了一系列的政策,《风力发电场运行规程》从电价方面对风力发电进行支持,明确给出对风力发电的电价补贴,给予风力发电一定的利润空间。从宏观政策上也给风力发电一定的支持,明确将风力发电作为新能源和可再生能源的重要发展方向。国家不仅从政策上对风力发电进行倾斜,在资金方面也对风力发电进行大力支持。国家在“十五”期间投资20亿元,用于风力发电的需要,并且在随后的几年逐步加大投入。
虽然从国家层面出台了一系列支持风力发电的政策措施,但是在具体的政策执行力度和运用上面存在一定的问题,制约了风力发电的发展。国内风力发电融资渠道狭窄,在融资贷款的利息方面没有优惠,导致风力发电技术研究缺乏资金,科研经费不足,造成风力发电人才稀缺,这与发达国家存在很大的差距,严重制约了风力发电的发展。
(三)风力资源勘探不足,成本高
发展风力发电需要有好的选址,需要对有意向选址的地方进行严格测量,包括风速、风力、持续的时间都要严格丈量。不同的地方差异很大,合理的选址对提高风力发电的经济效益至关重要。但从我国现在的风力测量来看,远远达不到使用标准,对风力测量、风力资源的分布都很粗糙,无法满足风力发电选址参考,需要进一步细化,为风力发电选址提供好的区位条件。
风力发电成本高主要体现在固定资产的投入上,由于国内风力发电设备较落后,一般采用的是全进口的国外设备,在购买、运输、安装、维护等方面要投入大量的人力、物力和财力。因此,在成本上面就需要大量的前期投入,在一定程度上为企业增加了负担。
三、推动风力发电健康发展的对策
(一)提高风力发电的技术水平
世界各国都在研究风力发电,国外对风力发电研究已经达到一个新的水平。我国的风力发电要利用国外先进的技术,明确自身存在的差距,走出国门多与发达国家交流,学习国外技术,结合自身国内发展的实际,研究制定推动风力发电的技术发展规划,提高自身风力发电的技术水平。在风力发电设备的选择上大胆利用国产设备,为我国国产设备提供巨大的市场前景,让我国风电发电机组80%的实现国产化。同时将我国的风力发电纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步,促进我国风力发电产业的健康发展带来重大机遇。
(二)出台国家政策和具体的可行性指导意见
2008 年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。《规划》对风力发电并网、风力发电价格给出了明确的要求。并且明确了财政补贴执行意见,并就政策落实工作提出了具体的要求。在税收扶持上也给予明确的规定,明确地方考核要求,出台激励措施鼓励企业参与风力发电中来。为风力发电提供了制度保障,还出台一系列有针对的指导意见,极大的促进了我国风力发电的发展。在具体的实践操作中还需要结合实际,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。
(三)做好风能资源基础性资料的勘察
风力发电非常重要的一个环节就是选址,选址好坏直接关系到风力发电的成本和经济效益。因此,要想推动我国风力发电迅速发展,就需要从国家层面对我国风力资源的整体状况进行总体了解,掌握真实的情况。国家需要尽快安排普查工作,从人力、物力、资金方面投入,各地要结合自身实际做好风力资源勘察工作,认真调查确定可开发风电场的分布和规模,为我国风力发电选址提供客观依据。
总之,我国的风力发电发展到今天,取得了显著进步。但受于技术、资金、人力等因素的制约,发展面临着诸多困难。近年来,风力发电日益受到政府重视,政府也出台了一系列的政策措施来支持风力发电的发展,这对风电的发展是一个重要的机遇。因此,只有我们抓住这次机遇迅速行动起来,提高我国风力发电技术,形成一套成熟的风力发电产业,必将优化我国能源消费结构,促进人们生活水平提高,保障人民身体健康发挥着重要的作用。
参考文献:
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[4]张国伟,龚光彩,吴治.风能利用的现状及展望[J].2007(1).
关键词:智能电网;新能源入网;问题;思考
中图分类号: F407 文献标识码: A
目前我国风电装机必须每年保持在20%的上升势头才能在2020年实现15%非化石能源的目标。国际拟在新疆、甘肃、河北、吉林、内蒙古、江苏建立7各超千万千瓦级的风电基地,总装机容量将超过1.26亿kW。但是在建设过程中出现了电网不稳定、电网建设滞后等众多问题,这也成为新能源发展的主要瓶颈,对此,本文主要开展了以下研究。
一、智能电网破题新能源入网面临的挑战
目前我国能源发展的主要问题是以煤为主的能源结构,在2010年的“2010能源、经济、发展”论坛中,我国现任国家能源局能源节约和科技装备司司长江冰就表示,在面对高比重的煤炭一次消费额的形势下,我国急需优化以煤为主的能源结构。而我国可再生能源学会风能专业委员会副理事长施鹏飞则表示,尽管我国风电工程的建设不断深入,但是却存在电网建设滞后的问题。随着风电规划目标的不断提高,电网的滞后性也不断得到体现。
另外风力属于客观存在的自然现象,具有不可控性,风力的出现和强弱具有随机性,而电源必须要具备稳定性,因此如何将不可控的能源转化为稳定的电源成为我国目前研究的重点。其中涉及的调峰能力也是我国目前技术的薄弱点,同时新能源建设的不断深入也使得调峰问题更加凸显出来。对此有专家提出建立抽水蓄能电站是可行的措施,电站能够在用电量较低的时候将过剩的电力从下水库转移到上水库中并保持起来,在用电高峰阶段再释放出来,从而实现对电力的调度,而这一措施正在付诸实践,为了保证我国电网调峰以及运行的安全和稳定,我国拟在2020年以前在华东、华中、华北地区建设3000万千瓦的抽水蓄能电站,将超过全国规模的57%。另外制定阶梯电价政策能够缓解削峰填谷的问题,即对未来6小时内的期货电价进行预报,以经济来将用户用电的时段转移到低谷电,利用较低的电费让夜晚风力多发的电得到充分的利用。
我国曾向世界承诺,我国将在2020年将非化石能源在一次能源中的比重提升到15%,但是就目前来看,距离这一目标的实现还有较大差距,我国新能源还处于盲目圈地、效率低下、重复建设的阶段,光伏产业与风电产业均面临一定过的问题,目前我对风电的控制比例仅为5%,主要是因为比重过高,那么风电本身的动态变化会导致整个电网的不稳定。
二、大力推进智能电网的建设
为了突破新能源入网瓶颈,最重要的突破口在于建立一个综合水、火、风联合调峰并且具有较高稳定性的智能电网。智能电网可以充分吸纳新能源的发电量,并且完成送出、用下等操作,最终保证入网后的高效调度和安全。我国智能电网的建设预计在2020年得以实现,东北和西北电网将成为主要的输送端,华中、华北、华东特高压同步电网将成为接收端,从而与全国范围内的核电、水电、煤电与可再生能源发电基地相连接,进而完善我国的电网结构。借助智能电网可以同时输送风电与煤电,从而将西北地区丰富的风电资源转移到华北、华东、华东地区,从而让风电在全国范围内得到消化。但是目前智能电网还处于实验和企业规划阶段,为了尽早的实现智能电网的建设,需要把此项公共上升到国家战略的层面,这主要也是因为智能电网的建设涉及众多领域,单一部门难以实现,必须要社会各界相互配合。对此我国第十二个五年规划中会分配出专项的资金用于智能电网的建设。除了资金方面的投入外,还需要采取一定的激励措施提高电网对新能源入网的积极性,我国曾调整了可再生能源法规,但是必须不断的细化和完善才具有实效性。调整之后的条文指出电网企业应该全额保障性的将可再生能源发电上网电量进行回收,而电网企业还可以从上升的成本中获得发展基金的补贴,避免企业的经济效益受到损害。
但是由于可再生资源对技术的要求较高,因此目前可再生资源的价格一直处于较高水平,限制了新能源的利用与推广。对此国家发改委表示可再生能源的生产成本明显高于石化燃料,例如小水电的发电成本是燃煤发电的1.2倍左右,沼气发电以及风力发电分别为燃煤发电的1.5倍和1.7倍,光伏发电更是高达18倍,这导致新能源不具备市场竞争的价格优势,严重限制了其商业利用和市场推广价值。但是在风力发电技术的不断成熟中,发电成本相比以往以及出现了下降趋势,国外一些发达国家的风力发电成本与火力发电成本已经基本相同,另外还可争取到政府的资金补助,其成本甚至低于火电成本,因此风力发电在未来会有更高的应用价值,预计在五年之内我国也能够生产出大量的风力发电机组并投入使用。而太阳能发现也具有广阔的发展前景,预计在10年内取得质的突破,并且发电成本将不断下降,降幅约为没度0.8元。
结束语:
总的来说,国家政府必须认识到新能源开发的重要性,并加强宣传推广工作,与目前经济发展趋势相结合,促进与新能源相符的消费结果转型,加大对生态保护以及拉动经济增长的新能源产业发展,从而为我国取得国际新能源市场奠定坚实的基础,利用产品来提高我国新能源的市场竞争力,利用经济刺激、宣传教育等方式不断扩大新能源的市场占有率。
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关键词:风力发电 挑战 机遇
引言:能源是一个国家高速发展的重要动力,在煤、石油等常规能源日益枯竭的情况下,如何保证能源的持续供应,避免能源危机,是世界上很多国家面临的课题。风力发电作为新能源的代表,符合多数国家“低污染、低耗能”的要求,兼有技术成熟、产业链完善、市场化程度高、成本具有竞争力等诸多优点,受到包括中国在内的许多国家重视。
一、我国风力发电存在的问题:
1、 虽然我国风力发电技术发展迅速,但是风力机制造的一些核心技术跟一些发达国家相比仍有一定的差距,并网型风机和一些核心部件主要依靠进口,就风力机的容量而言,现在2~3MW的风电机组已成主流,5MW的风机开始应用,7~10MW的机组正在研制,而我国5MW的风机尚未规模化;技术水平总是慢上一拍,导致在国际市场上失去主动性,处于被动的尴尬位置。
2、国家对于发展风力发电出台了许多政策措施来激励风电产业又好又快发展,近几年组织开战了风能资源评价、风能资源专业观测网的建设并建立了全国风能资源数据库,并对电力体制改革作了积极的探索,以期建立适应新能源特点的电力管理体制和运行机制,由于很多工作尚处在初级阶段,很多问题不能有效根除,要想实现预期目标,要在生产中不断发展和完善相应政策和法规,建立长期有效的机制。
3、过于注重装机容量和发电量,对输电的重视程度不够高,电网建设的速度未能赶上快速增长的风力发电量,导致“弃风”现象的发生,虽然国家要求尽量让风电上网,但弃风、限电现象仍不断加剧,大量清洁能源不能及时送出而造成白白的浪费。因此如何建设拥有超强输送能力的强健型电网,以及跟其匹配的电力管理体制,如何建设能够对电网实时监测、控制的智能型电网和统一的技术标准规范,实现可靠、安全、经济、高效和环境友好,都是需要我们重视的问题。
4、 能源结构过于单一。
(1:原煤, 2:原油 3:天然气 4:风电、核电、水电)
由图可以看出我国的能源消费仍是以煤炭为主,能源结构过于单一,能源利用效率跟发达国家相比仍有距离。据中国能源统计年鉴,我国每千瓦时发电量所消耗的标准煤在330克左右,而发达国家可控制在300克以下,而且常规能源还存在粉尘、氮氧化物所造成的环境污染问题。2014年国家能源局文件指出,要优化能源结构,使非石化能源消费比重提高到10.7%,煤炭消费比重降低到65%以下,表明国家十分重视新能源的发展和能源结构调整。
二、我国风力发电的努力方向
1、加大对技术方面的投资,积极引进高层次人才,建立多层次的风电人才培养体系,鼓励自主创新,探索并掌握核心技术,在整机设计、核心部件制造技术方面取得突破,达到国际先进水平,实现风机国产规模化,降低风力发电成本,摆脱被动的局面。
2、建设智能型、强健型电网;
高压输电实现的大区域互联能够有效解决弃风现象并减小输电损耗,而且兼具有良好的环境经济效益,我国现已建成1000KV的交流超高压输电线路和800KV的直流超高压输电线路,为大区域互联提供了基础。而电网的智能性则能够对风电等清洁能源进行及时有效的调控,能够最大限度的利用清洁资源,为节能减排和全球的可持续发展做出重要贡献。
(1)优化能源结构;
实现这一目标我们要以科学发展观为指引,遵循可持续发展的原则,完善机制体制,开拓思路,深化改革精神,发展以风能为代表的可再生能源,逐渐增大风能等可再生能源的比重,实现能源结构的平稳过渡,推动能源生产和消费方式变革,实现经济保质保量的健康发展,实现低碳发展,为生态文明建设添砖加瓦。
(2)建设“电网友好型”风电场;电网对电能质量有着严格的要求,包括电压质量、频率质量和波形质量。重视风电场选址的前期风资源评估工作,严格按照错价标准,建立详实的风资源数据网络,完善和加强风电场的功率预测系统,采用具有低电压穿越能力的风力机,保证在风力机并网点电压较低时能够保持并网,根据电网的标准和要求合理选择电压跌落深度和时间,尽量使风电并网对电网的波动最小,是保证电能质量的有效措施。
(3)发展分布式和风光互补等发电方式,提高能源利用效率,减少碳排放量。分布式发电可以独立于电网运行,具有运行灵活、安全可靠性好、靠近用户、输配电网简单等特点,不存在对电网运行稳定性的干扰,可用于解决偏远地区的能源供应问题。风光互补优化了资源配置,可再生能源得到了最合理的应用,解决了风能的间歇性和不确定性使并网后的功率输出更加稳定,减轻了对电网电能质量的影响。
在近年的发展过程中,我国已初步建立了风电产业的服务体系及覆盖全行业的管理政策法规,风电发展程度已初具规模,发展环境更加优越,在2014年的北京国际风能大会上,国家能源局新能源和可再生能源处长表示风电有望摆脱替代能源的帽子,上升为未来国家能源结构调整的主体地位,这是风电发展中难得的机遇,随着技术水平的日益成熟,风力发电的成本也将不断降低,与常规能源相比有很大的优势,而且风电的快速发展为社会带来巨大的经济效益和社会效益,全球已有数十个国家致力于发展风电新能源,所以发展风电是在能源危机大背景下最明智的选择,也是大势所趋,人心所向。
参考文献
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[2]程永卓. 浅谈中国风力发电的现状与发展前景[J]能源与节能,2013(05).
关键词:光伏发电;现状;发展措施
中图分类号:TM61文献标识码: A 文章编号:
随着人口数量的快速增长,传统化石能源(以石油、天然气及煤炭为代表)正面临消耗殆尽的危机,能源危机问题已经发展成为一个世界性的难题。除此之外,在使用化石能源的过程中,将会产生一系列环境污染问题,给生态失衡造成了严重的影响,制约了人类社会的进一步发展。寻找并开发新能源已经成为世界各国的一项重要战略任务。众所周知,太阳能资源不仅丰富,而且分布广泛,同时具有环保的特点,是各国公认的清洁能源。
1.光伏发电技术
1.1光伏发电技术原理
对于光伏发电而言,太阳能电池属于核心部分。所谓的光伏发电指的是在太阳能电池的帮助下,实现光能到电能的一系列转化过程。光伏发电的历史可追溯到19世纪40年代末期,科学家在科研实验的过程中发现了光生伏打效应,奠定了太阳能电池诞生的理论基础。太阳能电池工作原理如下:在光照条件下,其芯片PN结中的电子将会吸收光能,进入自由电子状态,并在晶体里高速移动,由此产生的空穴也会以晶体为中心按照一定的规则围绕移动,最终自由电子完成在N 结的聚集,而空穴完成在 P 结聚集,此时,PN结之间将会存在一个电势差,并发挥出电源的功用。[1]
1.2光伏发电系统
光伏发电系统包括以下几个主要部分:1)太阳能光伏电池板;2)储电装备;3)控制器存;4)逆变器。利用太阳能光伏电池板可实现太阳能到电能的转换,然后再利用逆变器进行相关转化之后,便可输送给用户了。
2.光伏发电的现状
2.1光伏发电系统设备生产状况分析
前文提到,在光伏发电系统中,太阳能光伏电池板是核心组成部分。目前,有相当数量的企业在从事相关的生产以及销售工作。纵观世界市场,太阳能光伏电池板的年均总产量已经多年保持在4000MW以上。中国在该领域所占的份额位居世界前列。以无锡尚德公司生产情况为例。该公司的产能在327.0MW/年(2007年数据),在中国排行第一,在世界范围内位居第三。由此可见,我国在光伏发电系统设备生产方面的巨大优势和潜力。[2]
值得一提的是,中国在光伏发电系统的装机容量方面远逊于光伏电池产业。2007年,中国光伏发电系统的装机容量仅为世界当年累计安装量的1%。
由以上信息可以看出,我国在光伏发电系统装机容量方面有待提高。
除了太阳能光伏电池之外,光伏控制器也是相关厂家的关注焦点。在世界范围内比较,我国在这一领域的生产方面并不占优势,落后于欧洲以及日本等先进地区和国家。另外,在光伏控制器的自主创新及研发方面还有待提高。
2.2光伏发电系统在我国的应用
在我国,太阳能资源不仅丰富,而且分布广泛,整体资源占有量超过 5000兆焦/(平方米·年)。所以,中国在发展太阳能光伏发电方面具备一定的先天优势。在我国,光伏发电的应用主要集中在下列四个方面:1)农村以及边远地区;2)通信和工业;3)太阳能光伏产品;4)光伏并网发电系统。近些年来,国内陆续建成了一批示范性光伏发电系统。如600W光伏提水系统,其输出电压为220VAC,日发电量为1.8kWh,日提水量为30m³/(20m)。又如100kw并网型光伏供电系统,其输出电压为220VAC,日发电量达350kWh。光伏发电产业属于政府推动的示范性工程,其商业化应用还有很长一段路要走。[3]
2.3我国光伏发电存在的主要问题
我国光伏发电存在的主要问题有:1)在太阳能的开发方面缺乏战略意识。政府没有将太阳能开发作为政府的日常工作的一部分。另外,相对于常规能源建设项目而言,太阳能开发项目缺少固定的资金投入又或者资金渠道不够通畅,同时还缺乏科学、有效的激励政策;2)相较常规能源产业而言,新能源的开发还处于起步阶段。多元化、多层次的能源结构体系尚未建立。边远地区的能源紧张问题仍旧存在,生态环境的持续恶化短时间内难以改变。以上问题制约了边远地区的进一步发展;3)和太阳能光伏发电相配套的市场运行机制(包括管理和服务两大方面)还不完善,该领域的竞争尚处于无序、混乱状态;4)光伏发电市场的培育度不够,没有形成规模产业链。受经济因素和技术因素的制约,表现出了高技术含量不足的问题;5)产品质量评价标准不统一,导致光伏产品在质量方面参差不齐;6)对综合型能源系统的投入、开发力度不够。[4]
3.光伏发电的发展措施
太阳能光伏发电可以向农村以及边远地区提供满足日常需求的非联网电力,且成本较低。结合当地的具体情况,加大对太阳能的开发力度,可将其转化为高品质的生活用电和工业用电。推动光伏发电事业的发展,不仅有利于脱贫致富,而且有利于维持人和环境协调发展,这对于我国可持续发展的战略而言具有非常重要的现实意义。[5]
光伏发电的相关发展措施:1)政府应加大投入,加强引导,从而推进太阳能这一新能源的应用进程;2)结合市场规则,促进新能源产业的市场化转变,同时对现行产业结构中的不当之处进行大刀阔斧的整改,建立起科学、规范、高效的市场运行机制;3)完善光伏发电系统相关产品的质量检测标准,使其规范化、规模化;4)建立完善的技术培训体系,结合实际需要培养不同层次的新能源技术人才,提高加工、应用相关的技术水平,从而获取更大的经济效益;5)在推广应用过程中,切忌急躁,要稳步发展。如根据当地情况,先推广那些技术条件已经相对成熟的光伏发电设备,同时将维修、管理、宣传等一系列基础工作落实到位;6)政府应制定各项优惠政策,建立高效的投融资机制,营造良好的投资环境,以此吸引国内外的人才、技术以及资金,保证光伏发电产业的可持续发展。[6]
4.光伏发电技术发展前景展望
目前,我国光伏企业的市场重心集中在欧美等发达国家和地区,为改变这一现状,我国相继出台了诸多光伏补贴政策,以促进国内市场的开放与发展,相信不久的将来,我国光伏企业大有希望摆脱当下这种生产过剩的局面。国家已经明确提出了,在中东部地区建设分布式光伏发电系统的计划,并提出了结合城市建筑的理念,所以,我国光伏产业在未来的一段时间里将会致力于分布式光伏发电和建筑光伏一体化的研究。由此可以预见,光伏产业正在由高端市场转战下游市场,那些生产太阳能照明设备以及屋顶太阳能的相关企业将会迎来发展的契机。光伏企业应该将主要精力投入到更高层次技术的开发、研究与应用中去,例如以下几个方面:1)光伏并网电路的拓扑结构;2)分布式光伏发电系统的能量管理问题;3)对系统的显示以及远程监控技术等。与此同时,还需要提供一系列安装维护等方面的增值服务。就目前市场而言,晶硅太阳能板仍旧同类产品中主流,但是越来越多的企业开始将人力、物力投向了对薄膜太阳能板技术的研究。同晶硅太阳能板相比,薄膜太阳能板具备了更强的高温潮湿适应能力,因此多见于下游的建筑幕墙,造价方面也具有优势,在制造环节所消耗的能源还不到晶硅太阳能板的1/2。在全球经济衰退的大环境之下,薄膜太阳能板市场不见颓势,仍在稳定增长之中。[7]
5.结语
我国幅员辽阔,拥有大量的、可利用的太阳能资源。太阳能光伏发电技术不仅是一种清洁能源技术,而且在转换率方面也在日益提高,相信光伏产业的未来发展前景将会更好。随着电价补贴政策的落实以及光伏发电的使用时间增加,相信在不久的将来,太阳能发电成本将会大幅下降,甚至达到和常规电价极为接近的水平。我国石油、煤炭以及天然气等化石能源的储量正在减少,如果不采取有效的解决措施,将来必然会陷入能源危机之中。在此背景下,开发、利用太阳能等清洁能源已经成为能源领域的一个必然发展方向。
参考文献:
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[5] 陶文彪,万利. 浅谈太阳能发电[J]. 科技传播. 2011(15).
微电网在中国并非新鲜事物,“十二五”期间,国家就计划建设30个微电网项目,主要用于解决偏远地区、海岛居民的用电问题。
新能源微电网的最大优点是将风、光、天然气、地热等分散的分布式电源进行整合,形成多能互补的能源综合利用网,以组网的形式克服分布式电源随机性和间歇性的缺点,扩大分布式电源的利用。新能源微电网被认为是“互联网+”在能源领域的创新性应用,是未来能源发展的趋势,对能源可持续发展具有重要意义。
从国家政策和新能源发展趋势看,新能源微电网前景光明。尤其是在新电改售电侧市场化改革的形势下,未来新能源微电网系统可以参与电力交易。产业园区、经济开发区、发电企业、独立售电企业都可利用新能源微电网搭建自己的发、供、用体系,开展配售电业务。
但成本过高、利益分配等问题或成为新能源微电网发展的绊脚石。“微电网需要有强大的电源来支撑才能提供可靠的电力,因此要配有储能系统,这必然导致成本增加,在‘十三五’期间还须对微电网进行补贴等政策支持。”国家发改委能源研究所研究员王斯成对《财经国家周刊》记者说。 成本难题
近年来,我国在新疆吐鲁番、珠海万山海岛、浙江温州南麂岛等地陆续开展了新能源微电网示范工程,金风科技等企业也投资开发了包含风力发电、光伏发电和储能系统在内的“智能微网示范项目”。但成本过高始终是所有项目共同的烦恼。
储能是新能源微电网成本过高的核心因素之一。储能是新能源微电网的关键部分,被当作一个非常强大的后备支撑力量。当微电网内发电设备发出的电量不能实时被用户消纳时,通过储能的方式储存起来;当发电量不足以满足用户需要时,将储存的电提取出来,以此化解新能源发电间歇性问题。
“储能项目的平均成本远高于现行电价,从用户层面看,目前储能的成本仍然过高。”中国电力科学院电工与新材料研究所所长来小康告诉《财经国家周刊》记者。
发电成本也是问题之一。以应用较为普遍的分布式光伏发电为例,尽管光伏组件价格近年来快速下降,国家补贴0.42元/千瓦时,用户依然需要8?10年收回成本。
在当前国家对新能源微电网系统尚未出台补贴的背景下,发电、储能成本较高,再加上变配电设施和控制系统以及后期的运营维护支出,新能源微电网在大电网覆盖的区域普遍应用并不具备优势。《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》提出,在电网未覆盖的偏远地区、海岛等,优先选择新能源微电网方式,探索独立供电技术和经营管理新模式。这是未来新能源微电网的主要应用范围。
金风科技微网并网技术中心部长谷延辉告诉《财经国家周刊》记者,虽然微电网成本较高,但在大电网发生异常时能够保证供电不受影响,提高供电的可靠性。对于医院、矿山、广播电视、通信等对供电可靠性要求较高的领域,已具有商业应用价值。2015年3月并网运行的金风科技江苏大丰智能微电网项目,被认为是国内较早商业化并网的工业区微电网项目。
“新能源微电网对能源行业的作用是积极的,但效果显现需要很长一段时间。”厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强对《财经国家周刊》记者说。 看电网脸色?
法律限制、标准缺失也是阻碍新能源微电网发展的重要因素之一。
可以预见,新能源微电网未来若在大电网覆盖区域内发展,必将会出现一个供电营业区内出现多个独立电力运营商的现象,但这与现行《电力法》“一个供电营业区内只设立一个供电营业机构”的规定相抵触。
除此之外,新能源微电网发展还看电网企业的支持力度如何。由于新能源微电网存在两种运行模式:并网模式和孤网模式。如果新能源微电网采用孤网模式,电网的稳定性须依靠自有的发电设备和储能设备来维持,新能源发电的波动性会影响供电稳定和电能质量。
在有大型电网覆盖的区域,微电网并入大型电网是较为理想的模式。在并网模式下,用户既可从大电网获得电能,也可从微电网获得电能,同时微电网既可从大电网获得电能也可向大电网输送电能,这一模式也被认为能够增强微电网活力,降低配套储能成本。 成本过高,利益分配等问题或成为新能源微电网发展的绊脚石。
(1.青海省职业教育公共实训中心筹建办公室,青海 西宁,810000;2.青海交通职业技术学院,青海 西宁,810003)
[摘要]现阶段,发展低碳经济是一个全球化的战略目标,由于人类的发展与进步,对于我们赖以生存的生态环境造成了严重的破坏,发展低碳经济成为解决环境问题的有效途径。电能是当今社会发展的必然需求,但是每年因发电所消耗的能源也在呈现上涨的趋势,因此在电力企业发电中采用新型能源,有效减少对碳的排放,是低碳经济环境中对电力企业发展的重要要求。本文主要探讨当前电力企业基于低碳经济时代新型发电项目中新能源的利用及其发展前景,以减少环境污染,实现电力事业的可持续发展。
[
关键词 ]低碳经济;电力企业;发电;前景
由于传统的经济发展模式是以牺牲环境为基础的,对于生态环境造成了严重的破坏。而低碳经济发展模式是一种全新的发展理念,所采取的主要方式就是运用各种方法进行节能、减排,充分利用清洁能源,努力提高能源的利用效率。在低碳经济发展过程中,还要不断完善相关的法律、经济管理措施,不断优化产业结构,最终实现经济的可持续发展。
1低碳经济的特点及其影响
低碳经济是基于当前生态安全考虑的,由于经济的发展造成大量的碳排放到空气当中,对环境造成了严重的污染。现展经济首先要考虑到环境问题,减少碳的排放,这种发展模式也是未来社会发展的主要方向。
1.1经济发展要以全球公共利益为基础
当前所倡导的低碳排放、低碳交易都是以国际协议标准来实施的,对于全球经济发展都有着非常重要的意义。目前环境问题已经成为了全人类的共同话题,已经不再是单一的气候问题,而是已经上升到人类道德标准的全球性课题,各国都要结合自身的情况对经济的发展形式进行约束,共同维护生态环境不受到破坏。
1.2发展低碳经济受到经济条件的影响
经济发展水平不一样,对于环境造成的破坏也有所区别,各国并没有统一的标准。发达国家对于实现低碳经济有其自身的优势,技术方面比较先进,人才也比较充足。发展水平较低的国家,尤其是还处理解决人民温饱问题的国家,对于实现低碳经济还是有很大困难的,这样会投入大量的资金,更加剧了与发达国家之间的差距。因此,在一些国家实现低碳经济还是有一定的困难的。
2新型发电项目前景分析
2.1风能在发电工程中的应用
将风能用于发电工程,在当前可再生资源发电项目中是应用最为成熟的一种方法,具有广阔的发展前景,利用风能发电不会对环境造成污染,有效的降低能源的消耗,减少碳的排放,在实现低碳经济方面成效显著,目前风能发电技术正在全世界范围内迅速推广。据数据显示,在2008年的时候,全球风电装机容量已经达到12.08万兆瓦以上。我国在风能发电技术方面也处于领先地位,在国家相关政策的扶持下,不断推进风能发电项目,在未来很长的时期内都将会保持高速发展的态势。据统计,到2010年的时候,我国风电装机总量已经达到了2000万瓦,提前完成了原来制定的2020年的装机目标。
从当前风能发电的现状来分析,风能发电项目仍然具备非常广阔的投资前景,一是风能发电不会造成碳排放,完全符合国家所倡导的低碳经济的发展要求。二是国家制定的许多优厚的扶持政策,比如电价管理方面设立了特许电价和指导性电价,对于风能投资企业都非常有利。三是国家对于投资企业的融资与技术研发都给予了大力的支持。所以说投资风能发电风险非常低。随着科学技术的不断进步,在风能发电技术将会有更加广阔的前景。
2.2生物质在发电工程中的应用
目前用于生物发电的原材料主要是秸秆,国际能源机构对此做过深入的研究,秸秆属于良好的清洁能源,燃烧时对环境的污染非常小,其含硫量仅为0.38%。长久以来,秸秆都是作为农业生产的废弃物而浪费掉,每年所丢弃的秸秆大概在1亿吨以上,有数据预测,到2020年的时候废弃的秸秆可能达到2亿吨以上。所以将这些秸秆进行合理的利用转化成电能,对于发展低碳经济具有非常重要的意义。
沼气发电也属于新型发电技术,将废弃的有机物通过发酵的方式获得沼气,然后利用内燃机燃烧所产生的热量来发电,是一种将化学能转化成电能的方法。目前这种技术在全球范围内得到了推广与应用,而我国在这一领域也有了重大突破,并成立了专门的科研团队,加快了沼气发电技术的发展。
2006年的时候,我国共有两座生物质发电项目投产运行,一个是山东单县的首座生物质直燃发电项目,此项目耗资达3亿多元,该发电机组装机容量达到了2.5万kW;二是江苏兴化的生物质热解气化发电项目,该发电机组装机容量达到了5.5兆瓦。据统计,2010年的时候,我国生物质发电技术已经非常成熟,装机容量已经超过了550万kW,而2012年底的时候,直燃发电项目并网容量达到3000兆瓦以上,通过垃圾焚烧发电并网容量也基本达到2500兆瓦。这些数据表明,我国在生物质发电方面也已经有了较为成熟的经验,而且将这些生物质转化为电能,是变废为宝、节能减排的重要手段,对于发展低碳经济意义重大。利用生物质发电,可以消耗大量的农业生产废弃物,转化成可以发挥更重要作用的电能,燃烧后的物质再用于农业生产,实现了能源的转换,是对可再生能源的有效利用。因此政府要加大扶持力度,加大研究力度,在当前低碳经济环境下具有非常重要推广价值。
2.3光伏发电技术在发电工程中的应用
光伏发电技术是利用太阳能进行发电的一种新型方式,其原理就是光生伏特效应,将光伏发电系统将吸收的光能转化为光生电流流出,实现太阳能与电能的有效转化。光伏发电涉及到的技术较多,比如太阳能电池技术、光伏阵列最大功率跟踪技术、孤岛效应检测技术以及聚光光伏技术等。
(1)光伏发电系统分类
目前,光伏发电系统基本可以分为两类,一是独立发电系统,是一种独立发电的装置,不和电力网络连接,通过自身的运行实现太阳能发电,以满足自身对电能的需求,这种发电系统多数应用于偏远地区或是野外作业。但是这种独立的发电系统一般稳定性较差,有时候需建立普通电站来进行辅助,这样一来就增加了投资的成本,不是特殊情况很少会用到。二是并网发电系统,是指将光伏发电系统利用现代科学技术接入到电力网络中,一般分为商用和民用两种类型,将自用余量上网,国家采用收购的方式并入到电力网络中。并网发电系统不需要自己配备蓄电池,大大降低了投资成本,同时电能的转化效率也得到了有效的提高,发电也比较稳定,在光伏发电产业中具有广阔的发展前景。
(2)光伏发电系统的应用
当前光伏发电技术在实际应用主要有以下几个方面:
一是用于LED照明:LED是一种半导体材料,和光伏发电系统组合,充分利用光生伏特原理,能够实现光能电能光能的快速转化,完全符合当前节能减排、环保高效的发展理念,使用寿命长,维护简便。如果在该系统中加入可充放的蓄电池系统,将会显现出更加明显的优势。
二是在现代建筑中的应用:光伏发电系统用于建筑中主要有两种方法,一种是利用屋顶结构安装光伏发电装置,对用户进行实时供电,然后可以余量上网。第二种将发电系统集成到建筑中,在建筑设计的时候将光伏发电装置考虑进去,使其成为建筑结构的一部分。比如将普通的玻璃幕墙替换成光伏发电系统的玻璃幕墙,利用安装在屋顶和墙面的光伏器件吸收并将太阳能进行转化。在这一方面,世界各国都加大了研发的力度,将彩色的光伏模块替代建筑外墙装饰材料,既建筑装饰的要求,又实现了光伏发电,有效降低了投资成本,这一技术在未来的建筑行业发展中前景广阔。
三是在泵站工程中的应用:目前光伏发电技术在很多行业中都得到了广泛的应用,比如太阳能水泵,借助电池板吸收太阳能,然后转化为动力来带动水泵运行,从而建成了大量的光伏水泵站。在规模比较大的泵站中一般都会加装逆变器,将转化的直流电再转换成交流电,实现大型泵站的运转。这种光伏泵站开始的投资成本较高,但是投资建成后的运行费用却很低,而且具有较长的使用寿命,因此值得大力推广。
2.4燃料电池发技术在发电工程中的应用
燃料电池发电技术的原理是将空气里面的氧与氢两种物质进行转化,把化学能转化成电能,所用到的转化装置就是燃料电池。燃料电池包括以下几个部分:预处理装置、燃料电池堆、并网逆变器(PCU)等。其特点是电能转化率高、对环境不会造成污染,便于操作。随着研究的不断深入,燃料电池技术受到越来越多的人的青睐,在全球范围内得到了快速推广。目前走在世界前列的有北美、欧洲和亚洲的日本,我们国家起步相对较晚,但是却受到国家及相关研究机构的重视,已经列入了“十五”规划之中,同时国家自然科学基金也对这一项目的实施提供是大量资金。由此也可以看出燃料电池技术的发展前景异常广阔。
3结 论
综上所述,低碳经济背景下,对于新型发电项目建设提出了更高的要求,要充分利用可再生资源来替代煤炭、石油等不可再生资源,而且新型发电技术的应用不能够对环境造成污染,减少发电过程中碳的排放。低碳经济是全球化共同的发展目标,其核心理念就是提高能源的利用效率,减少碳的排放,减少对环境造成的污染。现阶段新型的发电技术种类有很多,每种发电技术都有其发展优势,各地区要结合本地的电能需求与资源利用现状选择适合的新型发电方式。政府相关部门也要做好宏调控,加大对新型发电技术的扶持力度,制定并完善相关的补贴政策,强化管理措施,比如利用城市垃圾和农林废弃物进行发电的要给予相应的补贴,在项目建设中可以提供低息贷款给予扶持,加快项目审批并提供各种便利条件等。相信新型发电技术会得到越来越多的应用,有力的推动低碳经济的发展,快速实现能源利用的可持续发展。
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摘要:随着经济的快速发展和社会的全面进步,我国的能源供应和环境污染越来越突出。一般估计,地球上的石油还可供人类开采40年~50年 ,煤炭约200年。我国的石油剩余开采量仅有全球人均的1/10,煤炭仅有1/2。火力发电,燃烧大量煤炭,排放SO2和CO2,汽车尾气也是城市空气污染的首要因素。新能源的开发与利用迫在眉睫,而在新能源的利用中,电力电子技术扮演者重要的角色。
关键词:电力电子技术;新能源;开发;利用
一、风力发电
风能是洁净的,可再生的,储量很大的低碳能源,为了缓解能源危机和供电压力,改善生存环境,在20世纪70年代中叶以后受到重视和开发利用。风力发电是可再生能源领域中除水能外,技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。目前我国主要的能源是火力发电、水力发电、核能,风力发电的成本比核电要低。风力发电相对于太阳能、生物质能等其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小。在过去20多年里, 风力发电技术不断取得突破, 规模经济性日益明显。随着风力发电技术的改进, 风力发电机组将越来越便宜和高效。增大风力发电机组的单机容量就减少基础设施的投入费用, 而且同样的装机容量需要更少数目的机组, 这也节约了成本。随着融成本的降低和开发商的经验丰富, 项目开发的成本也相应得到降低。风力发电机组可靠性的改进也减少了运行维护的平均成本。
国际能源专家预言: 21世纪是风力发电的世纪。可以说,绿色能源———风力发电将为人类最终解决能源问题带来新的希望。目前风力发电通常有三种运行方式:1.独立运行2.联合供电方式3.并网型风力发电运行方式,这是风力发电的主要运行方式。
风力发电系统示意图
大部分可再生能源和其他分布式发电系统产生的电能通常都是不稳定的,如果不加控制和调节,就会对电网造成严重的冲击,同时为了保证将尽可能多的有功能量送人电网,风力发电系统还必须有储能环节,并需解决存储能量再次转化的问题。上述这些过程都需要利用电力电子技术对其进行控制。
风能取之不竭,耗之不尽。合理利用风能,既可减少环境污染,又可减轻越来越大的能源短缺所造成的压力。发展风电有利于调整能源结构:电源结构中75%是燃煤火电,增加风电等洁电源。尤其在减少C02等温室气体排放,缓解全球气候变暖方面,风电是有效措施之一。发展风电是解决我国能源供应不足的有效途径之一。就社会效益来讲,开展风力发电技术的研究有助于解决我国乃至全世界范围内的能源短缺的问题。
二、太阳能发电
太阳能是取之不尽,用之不竭的能源。太阳能作为清洁的可再生能源,越来越受到人们的重视,应用领域也越来越广泛。中国的太阳能资源至少是风能资源的100倍,每年接收的太阳能是总消耗一次能源的600倍,据统计,我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上,年辐射总量在502万kJ/m2以上,为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。
目前太阳能在利用中,主要采用了三种技术:太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。
太阳能光电技术是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存上在放电控制器的控制下释放出来,供室内照明和其他需要。目前占主流的太阳电池是硅太阳电池,它又分单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池(总称晶体硅太阳电池)和非晶硅太阳电池。整个光伏系统由太阳能电池、蓄电池、负载和控制器组成。
太阳能热发电技术就是利用光学系统聚集太阳辐射能,用以加热工质,生产高温蒸汽。驱动汽轮机组发电,简称光热发电技术。他与光伏发电相比,具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。目前技术比较成熟且应用比较广泛的是蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥及太阳能热水器等。
将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件,光线中的能量被半导体器件的电子获得,于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器,就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样,是由半导体组成的。它的主要材料是硅,也有一些其他合金。光伏发电系统分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。完全依靠太阳电池供电的光伏系统,系统中太阳电池方阵受光照时发出的电力是唯一的能量来源。首先最简单的独立光伏系统是直联系统,发出的直流电力直接供给负载使用,中间没有储能设备,负载只在有光照时才能工作。这种系统有太阳能水泵、太阳能风帽、太阳能路灯等。并网光伏发电系统:太阳电池方阵发出的直流电力经过逆变器变换成交流电,且与电网并联并向电网输送电力的光伏发电系统。这类光伏系统发展很快,在20世纪末,并网光伏系统的用量就超过了独立光伏系统。并网光伏发电系统可分为两大类:光伏电站和户用并网光伏系统。
在光伏系统中太阳能电池、蓄电池、控制器,都离不开电力电子技术,在太阳能到电能的转换中,电力电子技术发挥着重要的作用。