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新能源及其发电技术(合集7篇)

时间:2023-09-20 18:16:03
新能源及其发电技术

新能源及其发电技术第1篇

【关键词】 新能源 发电技术 能源开发

随着社会的不断进步,国际间的相互竞争日益加剧,由于日益突出的环境问题,以及能源危机问题,新能源的开发与利用已经成为各国发展的重中之重。虽然和发展成熟的煤,石油,天然气等常规能源相比,包括太阳能,风能,地热能等对于保护环境,节能减排,促进社会可持续发展方面有着积极的作用和意义。而新能源发电技术也必然存在着广阔的发展空间。

1 太阳能发电技术

石油,煤炭等常规能源的储量日益减少,作为目前世界上储量最多的清洁能源,太阳能发电无疑已经成为应对能源危机的重要途径。目前国内利用太阳能发电的方式主要有光热发电与光伏发电两种。

第一,光伏发电。利用光照造成了半导体和金属相结合部位火灾不均匀导体出现电位差的现象就是光伏效应。基于光伏效应从而把太阳能直接转换成电能的部件,当太阳能电池被太阳光照射时,在太阳能电池里经过太阳光光子的激发产生电子空穴对,电子空穴对与电子向电池的不同方向移动,当在外部形成通路时,此时就会产生电流,从而形成电能。目前,光伏发电应用最多的两种形式是并网型光伏发电系统与离网型光伏发电系统。并网型光伏发电系统是和电网相连的光伏发电系统;而将太阳能电池直流电直接利用的是离网型光伏发电系统,离网型光伏发电系统可以基于不同的需要利用逆变器实现将电流转变为直流电,满足了人们的需求。

第二,光热发电。把自然界中的光能进行汇聚,利用结合聚光器实现太阳能的汇集,通过处理后,太阳能实现了由液态向气态的转变,从而可以用来实现汽轮机的发电,这就是光热发电系统发电的原理。光热发电系统主要包括了以下三种形式,即槽式光热发电系统,蝶式光热发电系统,以及塔式光热发电系统。由于槽式光热发电系统的发电效率比较高,因此,是目前应用最广泛的光热发电形式。由于技术的限制,目前和光伏发电相比,光热发电进展比较缓慢。

2 风力发电技术

实际上风力发电是进行能量转化的过程,一般情况下,风力发电系统包括了发电机,桨叶,电力电子装置,机械传动装置和升压变压器等设备。风机桨叶捕获风的动能,并且将其转变成机械能,通过机械传动系统将由风能转变的机械能转化为电能,然后流域电力电子装置或者直接将电能接入到电网中。随着科技的不断发展,风力发电技术也越来越完善,目前主要的风力发电技术有恒速恒频以及变速恒频两种风力发电方式。

3 地热发电技术

通过热能向机械能的转变,然后将机械能运用到发电机,从而产生电能,也就是说通过蒸汽的热能带动汽轮机转动,最终实现发电,这是地热发电技术的原理。随着技术的不断进步,目前新型地热发电技术并不需要过多的装置,同时,地热发电技术也不需要燃料的消耗,利用载体将地下的热能带到地面上,地下热水以及地下天然蒸汽都是地热发电的载体。基于此,可以将地热发电技术分为两种形式,即热水型地热发电技术和蒸汽型地热发电技术。我国自从上个世纪的七十年代开始出现地热电站,目前山东招远,江西温汤等地都建有地热发电站。在目前我国已经探明的地热田中,羊八井地热田的蒸汽温度最高,超过了172摄氏度。我国地热资源丰富,因此,要大力发展地热发电,而地热发电技术的实施,必须有设备,技术,人才等的保障。

4 生物质能发电技术

利用自然界中的生物产生电能,也就是基于绿色植物光合作用,把太阳能转变为化学能,在生物体内进行存储,生物质能具有分布广泛,清洁,污染低,种类多的优势,因此,生物质能发电技术的研究已经成为研究的重点和热点。

对生物质能利用的方法包括直接进行燃烧,包括气化,直接液化以及热解等的热化学法,包括酯化,间接液化等的化学法,包括水解,沼气技术,发酵等的生化法,以及物理化学法。作为对生物质能进行有效利用的主要方式之一,生物质发电包括了沼气发电,混燃发电,气化发电以及直燃发电等方式。

我国作为农业大国,拥有非常丰富的生物质能资源,同时,我国政府大力发展清洁能源发电技术,因此,生物质能发电一直受到政府的重视与支持。目前我国已经投产和正在建设的生物质能发电项目将近50个,不过,整体上我国的生物质能发电还处于发展初期阶段,商业化与产业化的程度不高,因此市场竞争力不强。按照我国《可再生能源中长期发展规划》的要求,我国生物质能发电到2020年发电装机容量将实现3000万千瓦的目标。

虽然生物质能资源巨大,然而进行原料收集,加工,存储以及运输时需要的投入比较大,从而使得总成本升高,我国政府正在通过相关优惠政策的出台与实施,鼓励生物质能发电技术的研究,从而使得可再生能源得到充分发展。

5 海洋能发电技术

将海洋中所蕴含的能量进行利用并进行发电的技术就是海洋能发电技术。海洋面积占到地球表面积的70%以上,海洋资源丰富,同时清洁无污染,是人类可以用来利用的新的能源,然而,海洋的地域性比较强,其能量的密度又比较低,因此,使得海洋能的开发利用受到一定的限制。目前利用海洋能进行发电的技术主要包括了潮汐发电技术,小型波浪发电技术。由于太阳与月球等的引力造成海洋水位出现潮汐变化时具有的能量,就是潮汐能发电。潮汐能发电蕴藏的能量高,由于对环境造成的影响比较小,属于可再生能源与清洁能源,而运行成本低,但是潮汐能发电建设成本过高,电价也就相应比较高,限制了潮汐能发电。利用波浪能转变成气压,机械等的能量,利用传动装置对发电机进行驱动进行发电就是波浪发电。我国海洋资源丰富,虽然波浪发电技术较为复杂,但是其发展前景非常好。

6 结语

随着人类社会的不断发展,促进了新能源发电技术日益完善,而我国党的十明确提出节能减排,构建可持续发展社会,新能源发电技术对于保护环境,缓解我国目前的用电危机,保障我国可持续战略的实施起着非常重要的作用。

参考文献:

[1]韩文科.多元化路径发展清洁能源[J].中国经济周刊,2009(6):38,39.

新能源及其发电技术第2篇

人类开始不断寻找新能源来代替传统能源。在一些发达国家,新能源发电技术现在已经成了他们解决电力系统问题的一种必不可少的手段。本文首先介绍了新能源的特点,接着详细介绍了几种新能源发电技术,包括风能发电、太阳能发电、潮汐发电等,最后阐释了新能源发电对电力系统发展的重要意义。

关键词:新能源;风能;发电技术

随着科学和社会的进步,全球所面临的资源和环境问题也日益突出,由于传统能源的存量有限,使得对其的开发和利用受到限制,只能寻找可以替代的新能源。目前,全球正在掀起一场以大规模开发和利用新能源为标志的革命。随着我国经济的发展,对电力的需求也不断增大。现在我国所依靠的电力能源主要是煤、石油和天然气等,这些能源在短期内是不可再生的,开采得越多存量就会越少。同时,开发和利用这些能源会引起酸雨、温室效应等严重的环境问题,这也成为整个世界经济发展的重要限制因素。所以,大力发展新能源发电技术迫在眉睫。

1 我国新能源的特点

我国的新能源资源和各地的能源需求呈现逆向分布的特征,且储量丰富。生物质能资源年产出8.99 亿tce,据统计,波浪能资源的储量为1285万kW,潮汐能资源储量为1.1亿kW,潮流能为1.4亿kW。从资源分布来看,风能较丰富的地区除了东部沿海之外,其它的主要集中在内蒙古、新疆以及甘肃和华北的北部。而太阳能资源只要分布在、青海、新疆南部和内蒙古的西部。但是我国75%以上的能源需求都是在东部和中部地区,所以资源需求和分布逆向性较明显。

新能源资源都具有地域性,本身是无法实现直接供电,而是通过一定方式转化为电能才能被大规模地利用。目前我国的新能源资源分布地区的用电量相对较少,当地并不能完全消化,可以通过长距离的电网输送到中东部用电量较多的地区。新能源资源的一个明显特点是分散性,因为能流密度较低,分布到每单位面积上的能量并不多,风电和太阳能发电站占用的空间比较大。新能源发电具有间歇性和波动性,受季节和气候的影响比较大。

2 新能源发电类型

2.1 风能发电

风能资源既包括陆地资源,又包括近海岸资源。目前来看,风能发电是非水可再生能源发电中技术相对比较成熟且开发规模较大的一种发电方式,也是现在新能源发电的一个重点发展方向。风力发电系统离不开桨叶、机械传动系统、发电机、电力电子装置、升压变压器等这几个部件。我国风能资源十分丰富,我国的风力发电技术虽然与发达国家相比还有一些差距,但是也取得了一些进步。目前,我国的风电场的数量已有上百个,装机总容量高达260万千瓦。2015年我国的风能发电计划达到1500万千瓦,2020年将达到3000万千瓦。

2.2 太阳能发电

太阳能是地球上永恒的一种能源,我国陆地面积每年接收的太阳辐射热量较多,属于太阳能资源比较丰富的国家。太阳能发电系统主要包括电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)以及逆变器几个部分组成。太阳能发电形式主要有两种:光伏式和光热式。光伏发电系统按照是否接入电网又分为离散型和并网型发电系统。离散型是可以直接利用直流电来供电,并网型则需利用一些装置将直流电变为交流电后才能供电。光热发电是首先将太阳能由低密度转为高密度,再利用传热装置将太阳能转化为电能。

2.3 海洋能发电

海洋能发电是利用海洋中储存的大量能量来发电。海洋能属于可再生资源,主要包括潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能等。海洋能对环境无污染,蕴藏量大,但是其能量密度较低,具有很强的地域性,限制了对其的开发,目前海洋能发电得到实际应用的有潮汐发电和波浪发电。潮汐发电是利用潮起潮落形成的水位差冲击水轮机来带动发电机进行发电。这种发电方式规律性较强,能量稳定,便于电网的发电和配电的管理,但是由于成本较高,电价也高,我国的潮汐发电站还不多。波浪发电方式是将波浪能转换成机械、气压或液压的能量,然后再利用传动机带动发电机发电。我国的波浪能主要分布在广东浙江等沿海地区。

2.4 生物质发电

生物质能是蕴含在生物质中的能量,生物质能发电方式是一种以农作物秸秆和木屑为燃料的火力发电方式。生物质能是直接或者间接地利用植物的光合作用,将太阳能转为化学能储存在生物体内的能量。它与传统的火力发电相比的优势在于实现了二氧化碳的零排放,既环保又节能,因此,越来越受关注。并且,生物质能分布很广泛,从储量上来说,总量仅次于地球上的煤、石油和天然气。现在利用生物质能发电的方式有多种,包括直燃发电、混燃发电、沼气发电等。

2.5 地热能发电

地球本身就是一个非常大的热仓库,据推算,全球的地热能源总量约为现在全球能耗的45万倍。地热能也属于一种较清洁的可再生资源。地热发电是利用高出沸点的中、高地热(蒸汽)来推动汽轮机,从而带动发电机来发电,或者是通过热交换用地热来给一些沸点低的流体加热,使其变成蒸汽后再同以上原理一样来发电。我国的地热资源十分丰富,现在已经发现的热点高达5000处,地热田有45个。已在广东、湖南、等地建立了地热电站,其中的羊八井地热电站是目前我国最大的地热电站。

3 新能源发电对我国未来电力发展的意义

3.1 提高电网的可靠性

目前新能源发电技术在我国已经取得一定的进展,有的地区已经投入实际应用中。由新能源组成的微电网系统能够提高我国电网的可靠性,并且能够改善电能的质量。我国的经济发展早已步入了数字化的时代,随着各行各业用电量的增大,只有为他们提供优质且可靠的电力供应才能为经济的发展提供保障。大电网在高峰期的脆弱性就会表现出来,而新能源发电能够在一定程度上缓解这种状况,这样不仅节约了成本,还能提供优质可靠的电能,又能避免因超负荷停电带来的经济损失,从而为我国经济的高速发展创造条件。

3.2 有利于扩大我国电网覆盖面

在新能源发电未出现之前,我国利用煤炭、石油和天然气等传统能源的发电方式形成的电网覆盖面受地理环境的制约,使得一部分偏远地区并未实现通电,用电的限制在一定程度上制约了这些地区的经济发展。新能源出现后,可以利用当地的风能或者太阳能等能源来设计合理的微电网系统,在这些地区实现微电网供电。这样在充分发挥我国的资源优势的基础上实现了电力建设的快速发展。扩大了我国整个电网的覆盖面积,使我国电力系统朝着较好的方向发展。

3.3 节约成本,提高安全性

传统的发电方式形成的供电系统一般实行的是远距离的高压输送,这要求必须有一些相应配套的输变电设备,不但占地面积大,而且成本高。而利用新能源中的燃料发电方式可以把电池建在终端用户的附近,一些家用电源甚至可以直接装在居民的家里,这样就大大降低了输送成本。在一些偏远的山区或者海岛等地方就可以直接在当地使用燃料电池发电,从而节约电网的建设费用,降低了供电的成本。

另外,传统电网存在一定的安全隐患。如果发生战争或者自然灾害,或者是一些技术上的故障等,这些因素都会造成电网系统的大范围的停电。而利用新能源发电形成的小网络就能避免这些现象的发生,从而提高电网的抗破坏能力,在一定程度上保障电网的运行安全。

参考文献:

[1] 张伟波,潘宇超,崔志强.我国新能源发电发展思路探析[J]. 中国能源, 2012,(04)

[2] 于三义.浅谈新能源发电技术[J]. 中国电力教育, 2011,(15)

新能源及其发电技术第3篇

关键词:新能源汽车;电子技术;应用

随着新经济时代的发展,新能源汽车走入了人们的视线。利用先进多样的电子技术提高新能源汽车的性能,推动能源汽车的改造升级,促进能源多样化,提高低碳环保性,实现可持续性发展,如何实现新能源汽车中电子技术的应用是实现新能源汽车优化的关键因素。

1电子技术对新能源汽车的作用

伴随着我国社会经济的不断发展以及科学技术的不断进步,人们的环保意识不断增强,新型能源汽车普及率不断地提升,新能源汽车中应用电子技术能够确保汽车安全稳定运行,促进整个汽车行业的可持续发展[1]。电子技术的基础原理是电子学,电子元器件设计的使用标准化以及制造一种特定的功能的电路有利于解决新能源汽车中的实际问题。首先,信息电子技术能推进新能源汽车的信息更新系统的发展变化,提高信息化的准确度,使得新能源汽车的服务效率得到提升。通过电力电子技术的应用,提高新能源汽车的智能化水平,拓展网络化模式,使其集成化与个性化结合发展。其次,电子技术的智能化使得电子技术具有类似人的智能,以一定的信息作为依据,可以作出高效的判断与决定。也正是因为其智能化的发展使得电子技术可以更加人性化,以这种特性应用于新能源汽车的发展来说,具有最佳的性质能力。最后,电子技术的应用可以满足新能源汽车人性化的不同需要,在新能源汽车的不同色彩、各类造型和舒适度等方面得到个性化的满足。电子技术的集成特点优化了电子产品的结构,推动新能源汽车达到高效化的性能使用。随着网络的普及与发达,大数据下新能源汽车的技术具备网络化的特点,顺应时代的变化,追逐网络智能化的脚步。由此看出,新时代新技术在不断发展,电子技术也在不断更新,电子技术在新能源汽车中的应用越来越广泛,不断促进新能源汽车提高完善度,加强新能源汽车的电子技术创新。

2电子技术创新性的应用

电子技术在新能源汽车中的使用不仅可以了解到各种电子技术,更可以实现新能源汽车的优化发展,对现代新能源汽车的发展起到促进作用。电子技术的应用不是一味应用,并不是称得上高大上的电子技术就是可以助力新能源汽车发展的技术,优秀的电子技术,是相对于具体事物、针对具体实际情况而言的。只有找到适合我国新能源汽车发展的创新性可持续发展道路才是长久发展之策。提高电子技术的自主创新能力,提升电子元件的多元化发展,顺应时代潮流,革新技术手段,致力于快速发展。优化电池技术,提高电池管理系统的运作效率,有利于新能源汽车寿命的延续,推动电池组中输出与控制散热系统的合理化工作。除了电池电控,新能源汽车的三大件之一的电驱也是电子技术应用创新的关键要素,电驱技术的创新性发展,有利于提高新能源汽车的运行速度与行驶效率,提高稳定与节能减排性。电子技术的创新性是必不可少的核心因素,更是推动新能源汽车持续健康发展的关键因素。

3电子技术在新能源汽车应用中的改进

新能源汽车在节能环保方面具有显著的优势,在现展中,新能源汽车得到了越来越多的普及,为了进一步提高新能源汽车的动力效率,保障其安全运行,需要应用到先进的电子控制技术[2]。而现阶段的电子技术在新能源汽车上,在电池、电驱、电控方面都存在着相应的问题,电子技术在控制整车上面,以及电机驱动、动力电池上面的应用仍没有得到相应的技术上的实时革新。电池对于新能源汽车的确十分重要,这种重要性体现在两个方面:首先,电池占据整车成本的比例很高,减小电池占据空间,进行电池的最优化处理,是新能源汽车技术突破的关键,优化电子技术在电池上的应用十分关键。其次,电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,电子技术的应用在电动驱动系统与其机械传动机构两部分上仍存在部分问题需要解决,改善电机驱动控制系统,提高控制系统的性能比,合理配置电子技术的资源应用,使系统更加合理化[3]。最后,改进电控的灵敏度与准确安全性,电控是新能源汽车的关键操作控制系统,对电控系统进行有效的操作与监督改进,保证汽车的安全性能。

新能源及其发电技术第4篇

1 电工新技术发展的必要性

社会的和谐发展必须保证经济和能源、环境的协调持续发展,所以能源资源与电力协调发展的要求催生了电力新技术。我国的资源现状与电力的需求要求我国必须发展电力新技术。

1)技术落后、增长快以及以燃煤发电为主是我国电力发展的最主要特点。我国的发电技术相对国际先进水平比较落后,煤耗高产能低,对于环境污染的控制也比较差。由于社会经济和工业产业的发展,我国的电力为了适应国民经济的发展以及人们生活水平逐渐提高的需求,一直以较快的速度发展。长期以来,我国的电力发展都是依靠火力发电,其中燃煤发电又是火力发电的重要方式,由于产业发展以及环境和技术的限制,燃煤发电引起的环境污染成为一个重要的问题。

2)我国能源资源的增长不能满足电力发展的需求。我国石油以及天然气的探明储量以及产量的增长不能满通运输以及其他方面的能源需求,所以不能为电力发展提供足够的资源。我国的煤炭需求与产量也存在一定的矛盾,必须进行发电技术的创新和突破,保证发电技术的高效以及低污染。所以必须在供需不平衡的情况下,逐步改变电力能源资源的结构,大力发展电工新技术,增加可再生能源发电的比重。

3)我国对电力能源发展的需求以及我国的能源特点和技术现状,迫切的要求电力新技术的发展。电工新技术的发现对电力资源的发展具有重大的意义,主要包括高效的燃煤循环技术的发展、太阳能和风能发电技术的发展以及核聚变技术等,这些技术虽然已经得到了初步的利用,但是要想形成产业的发展就必须进行更大程度的开发。为了促进我国电力能源协调稳定发展,必须在加大电力建设力度的同时,注重对电工新技术的发展和研究。

2 我国电工新技术的发展

随着社会发展以及科技的创新,我国的电力工业也在一定程度上得到了发展。电力新技术的应用,在一定程度上改善了能源结构,为我国电力能源的发展提供了技术上的支持。

1)超导体和半导体材料的应用和发展。① 60年代初期,实用超导体在电工领域的应用,开启了超导电工的新时代,显示了优越性以及现实性。1987年,发现了高临界温度的超导体,这就为超导电工的发展奠定了更加坚实的基础。②半导体的使用和发展给电工领域提供了多种电力器件以及光电器件,为各种节能电源以及自动控制技术的发展做出了巨大的贡献。

2)计算机和微电子技术的发展和应用。① 电工领域里电磁场的数值计算是几年来发展的热点,计算机的应用使得靠复杂分析以及精密试验解决的难题得到解决,电工装备中的CAD(计算机辅助设计)推动了电工制造业设计的发展。② 数控系统的发展以及电机控制的进步,促进了整个电力系统的革新和发展,为电力企业的改进提供了巨大的动力。③ 电力电子技术是电工领域的一大技术进步,在很大程度上拓宽了电能的应用,提高了用电效率,为电力企业创造了极大的经济和社会效益。微电子技术的应用,也为电工新技术的发展做出了贡献。

3 对电工新技术未来的展望

我国能源结构变革需求要求我们必须发展电工新技术,所以在提高燃煤发电效率的同时,还要大力加强对核能以及可再生资源的开发和利用,促进我国经济与能源和环境协调发展。在这里对一些电工新技术的发展做一些展望。

1)太阳能发电技术。太阳能是目前世界上最重要的可再生资源,它是广泛存在并且可以自由索取的初级能源。近年来,对于太阳能的利用以及产业化发展已经取得了可喜的成绩,在建设投资以及电能成本方面已经下降了许多,太阳能在整个电力产业的发展中占有一定的份额。大规模光伏电站的推广将会给我国能源匮乏地区带来重大的改变。

2)风能发电技术。风能是清洁、经济的可再生资源,它是一种广泛存在并且可最终依赖的能源,适合建设分散式的电源,所以风能成为世界上发展最迅速的可再生资源,我国的风能发电技术发展的主要支柱就是技术以及政策和投资。在新时期的技术背景下,风力发电技术一定会得到更加快速的发展,为我国的经济建设以及能源利用提供更好的途径。

3)核能发电技术。受控核聚变的发展以及利用可以提供取之不竭的清洁能源,从根源上解决经济与能源和环境的协调发展问题。核聚变具有极为重要的科学现实性,它依靠核工业技术以及电工新技术的结合,为能源的利用提供更加便利的方式,核聚变电站的建立还可以促进新兴电工产业的发展。

4)水力发电技术。我国的水力资源比较丰富,在水力资源集中的中南以及西南地区已经建成了多所发电站。对于水力资源未来的发展以及开发规划已经进行了较为详细的策划和前期的准备工作。重点对金沙江以及黄河上游和湘西等水电基地进行开发,这样就可以在最大程度上对可开发的资源进行利用,促进水力发电技术的发展。

5)磁流体发电技术。磁流体发电是热能转化为电能的一种新型的发电方式,可以进行高效率的热电转换,具有低污染以及用水少的特点。磁流体发电技术经过发展已经可以持续发

电数百小时,最高的发电功率达到几万千瓦。磁流体发电技术的发展必须依靠电工新技术以及化工新技术的发展,对于以燃煤为主的我国来说,热媒磁流体发电技术的利用以及产业化发展具有极为重大的现实意义。

4 结语

新的科学技术的发展为我国的电力发展提供了更大的机遇,新时期的综合国力的竞争关键就是科学技术的竞争。电工新技术的应用和发展为我国的电工事业做出了重大的贡献。基于我国的能源现状以及电力新技术的优势,我国必须大力加强对电力新技术的研究和开发。展望未来,电工新技术拥有着良好的前景以及多方的机遇,电工新技术的应用一定会推动我国电工事业的协调发展。

参考文献:

[1]严陆光,我国21世纪电力新技术发展的展望[J].电工电能新技术,2007(01).

[2]张宇、黄华、周建国,电力新技术简介和展望[J].华东电力,2009(06).

[3]黄其励,21世纪的电力新技术[J].东北电力技术,2008(06).

[4]严陆光,积极构建我国能源可持续发展体系与发展电力新技术[J].电工电能新技术,2008(01).

[5]严陆光,21世纪电力新技术的若干重大基础研究[J].中国科学院院刊,2008(04).

新能源及其发电技术第5篇

关键词:新能源技术;分布式电源;电力系统

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.139

目前,全球济和科技已经发展到了一定的阶段,人们生活水平较之以往有了非常大的提升,电能作为人民生活和工业生产的重要能源,其需求量在日益增长。在这种形势下,基于新能源的分布式电源在电网中的应用可以增强电力企业在市场中的竞争优势,使其在电网系统中的地位愈发凸显。

1 分布式发电技术的基本概念

分布式发电是在集中式发电方式的基础上提出的一种相对技术,一般指的是发电功率大约为50kW,分散布置在用户周围的一种发电技术,该技术具有小型模块化、可靠性高、运行效率高等特点。从广义上来讲,分布式电源是指安装在电力用户周边的一种小型发电设备,与传统的电厂相比,该技术拥有着更加强大的任意性与自主性。

2 分布式电源在电网中的实际应用以及其特征分析

2.1 实际应用

基于新能源技术的分布式电源主要包括下面几种发电类型:内燃机、燃气轮机、光伏发电设备、生物发电设备以及风力发电设备等。这些技术产生电能使用的都不是传统的煤炭等能源,也不是应用核能,而是采用新技术和新能源来实现电能的转化,具有优良的环保性能,与现代环保理念非常契合。

(1)燃料电池发电技术。该技术的基本工作原理为:在电能转化的过程中,使用天然气以及甲醛等氢元素含量比较高的燃料,这些燃料在在与氧气相互作用的过程中可以生成H2O。在氢氧元素转化成水的过程中,氢氧离子会发生定向转移,从而形成电流。与传统的氢元素燃烧生成水相比,该技术的燃料中的氢元素在不进行燃烧的状况下,发生电化学反应,进而使得燃料中的化学能直接转化成了电能。目前,随着新技术以及新材料的发展,燃料电池发电技术正在日益成熟,其应用的燃料种类正变得愈来愈丰富。比如固体磷酸型燃料电池、电解质燃料电池、碱性燃料电池等。

(2)风力发电技术。该技术的能量转化原理为:在风力的作用下,风力发电机的扇叶发生转动,进而驱动发电机的轮毂发生同步转动,在此过程中齿轮箱的高速轴、联轴器、刹车盘和异步发电机转子进行运转,将机械能转化为电能,完成电能的转化。

(3)微型燃气轮机技术。就单独的微型燃气轮机发电来讲,该技术并不成熟,不适合在实际生活中进行推广,因为该技术将化学能转化为电能的效率仅仅为百分之三十,远远低于同类型发电技术。然而在实际生产中假如可以采用热电联产的方式将其联结,那么微型燃气轮机的发电效率就能够上升到百分之七十五,远高于同类型技术,且其还具备体积小、质量轻、操作简便等优点。从本质上来讲,微型燃气轮机仍然是汽轮机的一种,它使用的燃料主要为天然气、甲烷以及石油。目前,该技术已经比较成熟,具有一定的商业应用潜力。

(4)光伏发电技术。光伏发电技术的原理为通过光伏电池或者光伏设备将太阳能转化成人们生活和实际生产可以直接运用的电能。和传统的一些发电技术比较,光伏发电技术的发展已经较为成熟,其在电网中的应用正在逐渐增多,并且由于光伏发电技术使用的是环保、零污染以及取之不尽用之不竭的太阳能,因此其应用前景非常良好。

2.2 基于新能源技术的分布式电源在电网中的应用特点

与传统的发电技术相比,分布式电源具有高效率、高环保性、能源来源广泛以及节能等优点,因此,在电力需求不断增长,电网系统承受压力不断增大的情况下,分布式电源受到了人们极大的关注。当电力系统由于某些突发的原因产生故障影响其正常运行后,使用分布式电源,可以确保用户对电力的正常使用,还可以有效避免故障的进一步扩大,增强了电力系统运行的机动性与稳定性,可以为电力用户提供更优质的供电服务。另外,基于新能源技术的分布式电源的应用,还可以有效的降低配电站的建设成本以及输电成本,有效减少输电过程中对电能造成的消耗。

3 基于新能源技术的分布式电源在电网中应用的影响分析

分布式电源在电网中应用之后,使得传统的电网系统由辐射状转变成了高度交叉联结状态的电源网络系统,该系统实现了与用户之间的高度互联,对电力系统拥有十分重要的影响。

(1)明确分布式电源的具置以及电源容量是组建分布式电源系统的必要前提,在结合客户终端的具体容量要求以及所处的地理位置的基础上,综合分析所有的衡量指标,从而明确分布式电源采取何种发电方式。其分布式电源采取灰色并联、小波分析以及神经网络等技术,其发电容量要求是以满足负荷正常运作情况下所需具体能量为主,同时还能够承受突发事件,构建负荷模型。

(2)分布式电源在电网中应用之后,会引发一些电能质量以及输送问题。在应用分布式电源的过程中,配电系统潮流单向模式发生了改变,无法维持电压,造成有载调压变压器以及开关电容器等配电网电压调整设备出现了异常反应,进而影响到电能质量以及系统的稳定运行。所以在将来对分布式电源的研究过程中,要增强对电能质量以及电网运行问题的研究。

4 结束

基于新能源技术的分布式电源拥有环保性好、灵活度高、安全节能等优点,并且可以很好的满足电力系统以及用户的需求,因此,在将来,分布式电源在电力系统中的应用与推广是一种必然的趋势,对其进行研究具有十分重要的意义。

参考文献:

[1]崔岩.我国分布式电源发展规划与现状分析[J].电气应用, 2015(09).

新能源及其发电技术第6篇

一、引言

随着不可再生能源的日益枯竭以及环境污染的日益严重,新能源的开发与利用达到了空前的热度,国家出台了多项政策支持新能源产业的发展。产业的快速发展,对人才的培养,特别是技能型人才的培养,提出了新的要求。国内大多高职院校开设了新能源相关的专业,以适应市场对人才的需求。

新能源的开发主要围绕各种新能源相关的发电技术,如光伏发电、风力发电、潮汐能发电等[1]。2010年,教育部发文鼓励有条件的高校申请战略性新兴产业相关的专业[2]。国内高职院校纷纷开设新能源应用技术专业。目前国内高职院校开设的新能源相关专业也主要围绕发电技术开展,绝大部分的专业方向为光伏发电技术和风力发电技术,并且部分高职院校将其作为重点专业发展,办出了其特色。国内已开设的新能源应用技术类专业情况大致如下,以天津中德职业技术学院、湖南理工职业技术学院为代表的众多高职院校开展新能源发电方向为主的教学[3],还有部分高职院校开设新能源汽车相关的专业,如安徽电子信息职业技术学院[4],但该方向主要关注新能源汽车整车及关键零部件的安装调试、性能检测和故障检修,并非涉及新能源储能领域。

新能源的利用,除了需要开发先进的发电技术,同时必须具备能与之匹配的储能系统。发电技术与储能技术属于匹配性领域。然而,在目前高职领域新能源专业建设中,呈现了一边倒的现象,储能系统的教学与研究从来没有被重视。已报道的开展从事锂电相关方向的高职院校仅有宜春职业技术学院[5],且其方向仅为锂离子电池的生产、制造和检测,未上升到作为储能系统来考虑专业建设。

顺德职业技术学院在全国高职院校中,首个提出了在新能源应用技术专业的背景下,发展储能与应用技术的方向,以满足储能领域对人才发展的需求。笔者在2015年度全国新能源职教联盟年会上,作了题为《新能源储能应用技术及课程设计》的报告,引起了国内对该领域专业建设的巨大反响。本文介绍了本校在开展上述专业发展过程中所作的初步探索,分析新能源储能与应用技术的产业背景,就新能源发展储能与应用技术方向的可行性与必要性作深入的分析,并就储能与应用技术方向的课程体系建设作探讨。希望能为国内高职院校的新能源专业建设提供可借鉴的经验。

二、新能源储能与应用技术方向建设的可行性

(一)新能源产业支撑

图1近三年新能源汽车产量及累计保有量

近年来,由于政府的政策引导及环保意识的不断增强,新能源汽车呈现快速增长的趋势。2015年,由于政策、补贴和资金等一系列因素的支持,以及技术进步和成本降低突破了临界点,中国新能源汽车及锂离子电池产业链迎来了爆发式增长。2015年各类EV和PHEV总产量超过30万台,带来了超过15GWh的动力电池需求量。据中国工业和信息化部装备工业司消息,2015 年中国累计生产新能源汽车37.90 万辆,同比增长4 倍。据工信部网站消息,根据机动车整车出厂合格证统计,2016年1 月,我国新能源汽车生产1.61 万辆,同比增长144%。其中,纯电动乘用车生产7952 辆,同比增长3 倍,插电式混合动力乘用车生产4887 辆,同比增长115%;纯电动商用车生产2422 辆,同比增长80%,插电式混合动力商用车生产834 辆,同比下降4%。其中,列入《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》 前六批的国产新能源汽车生产1.55 万辆,占1 月产量的97%。[6]

随着扶持政策的刺激以及新能源汽车技术的不断革新,新能源汽车呈现井喷式的增长趋势。产业的快速发展,需要相关领域的技术型人才予以支撑,其涵盖技术研发、检测、生产、销售及售后技术服务等整个新能源汽车产业链。

锂离子电池方面,全球锂离子电池的市场,已经基本形成中日韩三足鼎立的局面。新能源汽车的放量拉动动力锂电池及电池关键材料需求快速增长。工信部披露,2015 年上半年我国锂离子电池制造企业,累计完成主营收入同比增长 17.4%,实现利润总额同比增长 72.8%,完成税金总额同比增长 43.1%。锂电池行业利润的快速上升,与新能源汽车的销售放量密切相关。随着各地补贴细则相继落地、充电设施扶持政策出台等因素推动,电动汽车销售将延续高增长态势,并给上游锂电池企业带来实质性订单支撑。

目前国内的新能源发电与储能相关产业正处于快速发展的时期,基于新能源应用技术专业背景下开展储能与应用技术方向的建设,符合新能源产业的发展需求,并能确保高职院校培养的学生实现灵活高效的就业,提高高职院校的就业率。

(二) 工程技术能力与创新

近年来,随着新能源的开发以及小型化电子产品的快速发展,储能相关的检测与应用模块已相对较为成熟;另外,随着工程技术的不断革新,目前国内厂商已具备针对新能源储能与应用设计教学模块的能力。

(三)社会政策环境

工信部《中国制造2025》规划系列解读,在节能与新能源汽车方面提出以下发展目标。对于纯电动汽车及插电式混合动力汽车,产业化方面提出,到 2020 年,自主品牌纯电动和插电式新能源汽车年销量突破100 万辆,在国内市场占70%以上;到2025年,与国际先进水平同步的新能源汽车年销量300万辆,在国内市场占80%以上。政策的引导将促使新能源汽车的快速发展。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确指出支持节能环保、新能源等新兴产业发展。

教育部公布的2016年职业教育与产业对话活动计划中,将新能源汽车列为产业对接项目之一。

产业发展的需要以及国家政策的引导,将确保新能源储能与应用技术方向建设工作的有序开展。

三、新能源储能与应用技术方向建设的必要性

近年来国家大力支持新能源产业的发展,新能源汽车产业及其产业链也获得了快速的发展。产业的快速发展需要相关技术型人才予以支撑,而国内高职院校的新能源类别专业主要关注新能源发电领域,鲜见关于开展储能应用技术专业方向发展的报道。基于新能源应用技术专业背景下发展新能源储能与应用技术方向,符合国家的中长期规划要求。因此有必要建设新能源储能与应用技术方向。

(一) 发展储能与应用技术方向,符合国家节能环保与可持续发展的需要

随着不可再生能源的日益枯竭,世界大国纷纷重新定位本国的能源储备。我国近年来大力发展新能源产业,并宣传低碳节能环保理念。在新能源产业发展过程中,与之匹配的储能系统日益暴露出短板,成为亟需解决的关键问题之一。另外,能源短缺和环境污染是当今世界最为关注的两大难题。以燃油为动力的交通运输工具已经成为能源短缺和环境污染问题的重要组成部分。近年来的实践表明,中长期内采用二次电池为纯动力或混合动力能源是解决能源短缺和环境污染的必然选择。同时,我国的汽车产业远远落后于欧美日韩,发展动汽车将是我国汽车产业发展的捷径。因此,在高职院校开展储能与应用技术的教学与研究,为产业的发展提供技术型技能型人才,有利于促进我国新能源产业的发展,符合国家节能环保与可持续发展的需要。

(二) 发展储能与应用技术方向,是提高就业率、实现学生人生价值的需要

目前国家正大力发展新能源及其储能系统,制定了各项扶持政策。在利好形势的带动下,相关产业得到了快速发展。目前人才的培养远不能满足产业发展的需要。通过新能源储能与应用技术方向的建设,开展储能领域的教学与研究,为国家培养和储备相关技术型人才,一方面能为国家新能源产业的发展提供人才支撑;另一方面,储能领域对人才的欠缺,恰为学生提供了广阔的就业空间,使学生将所学技能应用于国家建设,因此开展储能与应用技术的课程教学与实训,将有利于提高学生的就业率,实现学生的人生价值。

(三)发展储能与应用技术方向,是新能源专业发展的需要

在新能源领域,新能源发电技术与储能技术属于匹配性技术,新能源发电后,所产生的电量需要储能系统进行储存利用。然而目前的高职院校新能源专业建设过程中,呈现了向新能源发电一边倒的现象,导致新能源专业的发展呈现畸形趋势,不利于新能源产业的健康发展。目前依据新能源专业建设情况,发电领域已相对成熟且具备一定的规模,因此后续的新能源专业建设应向储能领域发展并适度倾斜。在新能源专业背景下发展新能源储能与应用技术方向,完善课程体系规划建设,符合新能源应用技术专业的发展需要。

(四)发展储能与应用技术方向,是高职院校科研创新能力提升的需要

目前新能源发电与储能领域属于国家重点支持领域,高职院校发展新能源储能与应用技术方向,开展相关领域的研究工作,有利于获得国家、省、市、区相关政策的支持,有利于提升本校的科研创新能力,全面提升高职院校科研技术能力形象;同时以发电以及储能相结合的技术开展项目设计,有利于研究成果获得快速的落地和应用,将有利于体现高职院校对产业发展的支撑作用。

四、新能源储能与应用技术方向产业定位

新能源储能与应用技术方向的建设要立足当前储能产业的发展现状以及与发电产业的匹配性配置,其核心技术是储能系统的设计及其应用。目前较为成熟的储能系统是锂离子电池系统,在研的储能系统有超级电容器,而电池管理系统(BMS管理系统)也属于电池电容储能系统的核心组成部分。对于储能系统的应用,目前主要有两大领域,一是大型电池组的应用,主要用在电动机车上,二是小型便携式电池的应用,如航模玩具。本校新能源储能与应用技术方向的产业定位如图2所示。

五、 新能源储能与应用技术课程体系建设

新能源储能与应用技术课程体系应包括专业基础课程、专业基础技能以及专业核心技能,其中专业核心技能课程应根据现有新能源储能产业中所涉及岗位设置,而专业基础技能及专业基础课则根据专业核心技能所涉及的基础知识、基础技能而设置。根据目前电动机车产业以及锂离子电池应用产业的岗位需求,我校新能源储能与应用技术的专业核心技能课程有锂离子电池BMS管理系统设计、动力电池系统制造与测试、电动机车安装与设计、储能产品制造工艺、智能产品储能应用实训;专业基础技能课程有电子产品通用项目测试、单片机技术初步实践、电力电子技术、电子线路CAD、电极控制与PLC应用;专业基础课有电化学基础、材料物理化学、锂离子电池基础、超级电容器基础。新能源储能与应用技术方向课程体系如图3所示。

六、结论

新能源储能产业与新能源发电产业属于匹配性领域产业,且随着电动汽车、小型化电子产品的快速发展,新能源储能产业获得空前的发展。然而目前高职院校新能源应用技术专业的设置主要围绕新能源发电一边倒,对新能源储能与应用技术的教学重视程度不够,无法支撑产业发展带来的人才需求。因此有必要基于新能源应用技术的专业背景下,发展新能源储能与应用技术方向。

发展新能源储能与应用技术方向,一方面能为国家新能源产业的发展提供智力支持,解决产业发展和人才培养不对称的矛盾;另一方面能提升学生的就业率,便于学生将所学知识应用于国家建设,实现学生的人生价值;同时也为高职院校提升科研能力提供了新的途径。简单而言,新能源储能应用领域属于一个具有产业基础却在高职教育几乎处于空白的领域,希望在后续新能源专业建设的过程中,国家有关部门能予以政策、资金的倾斜,也希望各位职教同行能予以重视。

[基金项目:广东省自然科学基金重点项目(2015A030310522);广东省信息技术类教指委教改课题(2013B017);广东省高校热泵工程技术研究(开发)中心项目(2014- KJZX0056)。]

参考文献:

[1] 苏文佳,王谦,何志霞. 面向新能源专业的“可再生能源”课程教学探讨[J].中国电力教育,2013(36):115-117.

[2] 柏金,王谦,何志霞等. 关于新能源专业人才培养课程设置的思考[J].科技创新导报,2015(17):2-3.

[3] 张链,郑宁,朱海娜等. 高职院校新能源应用技术专业建设的探讨[J]. 天津职业院校联合学报,2013,15(8):9-12.

[4] 方庆山,郝志廷. 高职院校汽车电子技术专业新能源汽车方向课程体系的构建[J]. 凯里学院学报,2015,33(6):148-150.

新能源及其发电技术第7篇

摘 要:电工技术的发展要跟随社会经济、科技发展的步伐,电工领域对于新能源、新技术的开发利用,对电力事业有着重大发展意义。本文主要针对电工新技术的发展必要性、结合利用再生能源的实际需求及未来发展方向方面展开了分析。

关键词:电工新技术;必要性;前景;展望

引言:电工技术学是涉及电工制造及生产的重要工程学科,是研究电磁领域的客观规律和应用的科技。从19世纪中期开始,距今近两个世纪的发展,已扩展了多个分支学科的工程技术领域,更成为衡量社会发展进步程度的主要标志。电工新技术的发展与各学科之间融会贯通,指引着电力技术科学的发展。

到20世纪下期,在国防、工业发展及科学实验的实质需求推动下,结合众多新型材料及创新理论的科学技术,发展了多种电工新技术,是最具有生命力且活跃的重要分支。新技术发展过程中对一些传统行业技术上的改善发挥了极大的影响作用,革新性的改变了电力生产、制造、交通运输和其它工业的发展,一部分甚至发展成了新兴产业。我国的电力技术及设备在不断更新、提高、进步中,新技术的发展使我国的电力能源产业获益匪浅,能源结构也得到改善,对提升社会经济及科技发展大有裨益。

1、电工新技术发展的必要性

社会经济的发展,与环境及能源的协调是决定社会和谐发展的关键因素,也由此诞生了电力新技术。就我国目前的资源状况、供电质量及对电力的需求性,加强、发展电力新技术极具必要性。

1.1燃煤发电是我国目前主要发电方式,虽然也取得了一定成绩,但其劣势是不容忽视的:耗煤量高,产量较低,对环境的污染也很大,不具备可持续发展性,相比发达国家,生产技术较为落后。为了保护环境,节约能源,提高发电量,科学改革、创新发展电力新技术是重要关键。

1.2随着我国人口的增加,工厂、企业的增多,对用电量的需求性越来越大,对能源的索取相应增加,但依照目前能源增长的情况,根本满足不了。因此,对目前的传统技术进行改革、创新,充分利用可再生资源,放大能源使用率。

1.3针对我国目前的能源特点及技术,电力技术的全面发展、改革和提升都是刻不容缓的,具有重大的意义。其中涵括如何高效的燃煤循环技术、水力发电和风能太阳能发电的技术、核能发电技术及磁流体发电技术等,目前这些技术已在初用阶段,但还需大程度的深入开发,相关部门应给予高度重视。

2、我国的电工新技术发展

随着社会科技创新的发展节奏,电力工业也发展较好。结合电力新技术,可以改进我国的供电能源结构,也能使企业更好的发展。下面是针对发电技术及材料的分析。

2.1超导体和半导体材料的应用。六十年前研发出了实用超导体,开始适用于电工生产领域,后来高温超导材料的发现,其优越性逐步替代了其他材料,在电力生产中有了较高的地位。半导体的发现和使用,为电力设备提供了各种电子类元件,为电力行业设备的自动化发展做出了巨大的贡献。

2.2电力工业中广泛应用的计算机和微电子技术。(1)电磁场的数值计算是电力设备发展的研究重点,使用计算机技术可以将原本需要复杂分析、精密实验的问题简单化,推进了电力设计的发展。(2)电机控制的全面、自动发展与数控系统的发展息息相关,可以提升电机系统的全面功能应用。(3)能源扩展、用电效率及能源使用率都离不开电子技术,具有相当重要的意义。

3.展望电工新技术的未来

电工新技术的发展方向,如何开发新能源并能相互运用有以下几点。

3.1太阳能发电技术。太阳能作为最伟大的可再生能源,获取方便、不受限制,可以无限索用,利用太阳能发电技术已为产业的发展博得了很好的成就,是电力新技术能源开发的重点。

3.2风能发电技术。风能的最大优势在于它的清洁性和环保,不会造成环境污染,是成本低廉的可再生能源,它的广泛存在拥有巨大潜力,可长足发展的开发领域。风能发电技术的规模化发展,为我国的电力事业提供了广阔的发展空间和市场前景。

3.3核能发电技术。核能是利用核裂变所产生的能量发电的技术,对环境无污染,也是一种清洁的可再生能源。世界上的核燃料相当丰富,且价格低廉,体积小能量大,不会受到任何经济影响,使发电站建设成本降低。核能发电与电工新技术的结合,它的便利性推动了新兴电工产业的发展。

3.4水力发电技术。水利发电是成本低、发电速度快且取之不尽的可再生资源。我国已在多处易发生洪水的地区建设了水电站,不但最大程度的利用了水资源,还能控制洪水泛滥,保证人民财产人身安全,是非常值得推广发展的发电技术。

3.5磁流体发电技术。磁流体发电是将热能转换成电流的直接发电方式,是一种新型、高效且低污染的发电技术。它的持续发电时间可长达数百个小时,发电功率最高可达几万千瓦,相比以煤炭发电的方式,磁流体发电技术的利用以及产业化发展对我国的电工新技术发展有着不可忽视的重大现实意义。

4、电工新技术对国家经济发展的推动作用

我国的经济发展趋势良好,电力事业为国家济发展也起着推动作用,因此,加强电工新技术的发展,是具有必需性的。同时也能促进电工制造行业、新型交通运输和高科技医疗技术的发展,这些行业都需要大力的研发电工新技术来推动各种先进理论、新科技以及新型材料在如此庞大的需求中问世,需要逐步对行业进行技术的创新改革。目前我国已经有很多传统的行业受到了电工新技术的感染而发生革新性的变化。

5、小结

国家需要不断的发展进步,未来的生产模式会逐步被科学、脑力劳动来代替劳动生产。电工新技术的发展,对国家的电力发展事业带来了大量的机遇。就目前我国的能源情况和电工技术的特点,有着良好的发展前景,但仍需加大对电力新技术的研发,以至我国电力事业能更好、更快的协调进展。

参考文献

[1]严陆光.二十一世纪若干电工新技术产业化展望[J].电工电能新技术,2001,20(1):1-10.

[2]赵峰.刍议电工新技术的发展以及对未来展望[J].电子测试,2015,(10):18-19,6.