黃蘇榮
【摘 要】能源與環(huán)境已經(jīng)成為影響社會發(fā)展的重要問題。新能源比常規(guī)能源在環(huán)境保護,節(jié)能減排方面更具有優(yōu)勢,而新能源發(fā)電技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間。詳細闡述了太陽能發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電,地?zé)岚l(fā)電,生物質(zhì)能發(fā)電,海洋能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】新能源;發(fā)電技術(shù);能源開發(fā)
隨著社會的不斷進步,國際間的相互競爭日益加劇,由于日益突出的環(huán)境問題,以及能源危機問題,新能源的開發(fā)與利用已經(jīng)成為各國發(fā)展的重中之重。雖然和發(fā)展成熟的煤,石油,天然氣等常規(guī)能源相比,包括太陽能,風(fēng)能,地?zé)崮艿葘τ诒Wo環(huán)境,節(jié)能減排,促進社會可持續(xù)發(fā)展方面有著積極的作用和意義。而新能源發(fā)電技術(shù)也必然存在著廣闊的發(fā)展空間。
一、太陽能發(fā)電技術(shù)
石油,煤炭等常規(guī)能源的儲量日益減少,作為目前世界上儲量最多的清潔能源,太陽能發(fā)電無疑已經(jīng)成為應(yīng)對能源危機的重要途徑。目前國內(nèi)利用太陽能發(fā)電的方式主要有光熱發(fā)電與光伏發(fā)電兩種。
第一,光伏發(fā)電。利用光照造成了半導(dǎo)體和金屬相結(jié)合部位火災(zāi)不均勻?qū)w出現(xiàn)電位差的現(xiàn)象就是光伏效應(yīng)?;诠夥?yīng)從而把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的部件,當(dāng)太陽能電池被太陽光照射時,在太陽能電池里經(jīng)過太陽光光子的激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對,電子空穴對與電子向電池的不同方向移動,當(dāng)在外部形成通路時,此時就會產(chǎn)生電流,從而形成電能。目前,光伏發(fā)電應(yīng)用最多的兩種形式是并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)與離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是和電網(wǎng)相連的光伏發(fā)電系統(tǒng);而將太陽能電池直流電直接利用的是離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng),離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)可以基于不同的需要利用逆變器實現(xiàn)將電流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,滿足了人們的需求。
第二,光熱發(fā)電。把自然界中的光能進行匯聚,利用結(jié)合聚光器實現(xiàn)太陽能的匯集,通過處理后,太陽能實現(xiàn)了由液態(tài)向氣態(tài)的轉(zhuǎn)變,從而可以用來實現(xiàn)汽輪機的發(fā)電,這就是光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的原理。光熱發(fā)電系統(tǒng)主要包括了以下三種形式,即槽式光熱發(fā)電系統(tǒng),蝶式光熱發(fā)電系統(tǒng),以及塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)。由于槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率比較高,因此,是目前應(yīng)用最廣泛的光熱發(fā)電形式。由于技術(shù)的限制,目前和光伏發(fā)電相比,光熱發(fā)電進展比較緩慢。
二、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)
實際上風(fēng)力發(fā)電是進行能量轉(zhuǎn)化的過程,一般情況下,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括了發(fā)電機,槳葉,電力電子裝置,機械傳動裝置和升壓變壓器等設(shè)備。風(fēng)機槳葉捕獲風(fēng)的動能,并且將其轉(zhuǎn)變成機械能,通過機械傳動系統(tǒng)將由風(fēng)能轉(zhuǎn)變的機械能轉(zhuǎn)化為電能,然后流域電力電子裝置或者直接將電能接入到電網(wǎng)中。隨著科技的不斷發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也越來越完善,目前主要的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)有恒速恒頻以及變速恒頻兩種風(fēng)力發(fā)電方式。
三、地?zé)岚l(fā)電技術(shù)
通過熱能向機械能的轉(zhuǎn)變,然后將機械能運用到發(fā)電機,從而產(chǎn)生電能,也就是說通過蒸汽的熱能帶動汽輪機轉(zhuǎn)動,最終實現(xiàn)發(fā)電,這是地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的原理。隨著技術(shù)的不斷進步,目前新型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)并不需要過多的裝置,同時,地?zé)岚l(fā)電技術(shù)也不需要燃料的消耗,利用載體將地下的熱能帶到地面上,地下熱水以及地下天然蒸汽都是地?zé)岚l(fā)電的載體?;诖耍梢詫⒌?zé)岚l(fā)電技術(shù)分為兩種形式,即熱水型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)和蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)。我國自從上個世紀的七十年代開始出現(xiàn)地?zé)犭娬荆壳吧綎|招遠,江西溫湯等地都建有地?zé)岚l(fā)電站。在目前我國已經(jīng)探明的地?zé)崽镏校鞑匮虬司責(zé)崽锏恼羝麥囟茸罡?,超過了172攝氏度。我國地?zé)豳Y源豐富,因此,要大力發(fā)展地?zé)岚l(fā)電,而地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的實施,必須有設(shè)備,技術(shù),人才等的保障。
四、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)
利用自然界中的生物產(chǎn)生電能,也就是基于綠色植物光合作用,把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,在生物體內(nèi)進行存儲,生物質(zhì)能具有分布廣泛,清潔,污染低,種類多的優(yōu)勢,因此,生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的研究已經(jīng)成為研究的重點和熱點。
對生物質(zhì)能利用的方法包括直接進行燃燒,包括氣化,直接液化以及熱解等的熱化學(xué)法,包括酯化,間接液化等的化學(xué)法,包括水解,沼氣技術(shù),發(fā)酵等的生化法,以及物理化學(xué)法。作為對生物質(zhì)能進行有效利用的主要方式之一,生物質(zhì)發(fā)電包括了沼氣發(fā)電,混燃發(fā)電,氣化發(fā)電以及直燃發(fā)電等方式。
我國作為農(nóng)業(yè)大國,擁有非常豐富的生物質(zhì)能資源,同時,我國政府大力發(fā)展清潔能源發(fā)電技術(shù),因此,生物質(zhì)能發(fā)電一直受到政府的重視與支持。目前我國已經(jīng)投產(chǎn)和正在建設(shè)的生物質(zhì)能發(fā)電項目將近50個,不過,整體上我國的生物質(zhì)能發(fā)電還處于發(fā)展初期階段,商業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化的程度不高,因此市場競爭力不強。按照我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》的要求,我國生物質(zhì)能發(fā)電到2020年發(fā)電裝機容量將實現(xiàn)3000萬千瓦的目標(biāo)。
雖然生物質(zhì)能資源巨大,然而進行原料收集,加工,存儲以及運輸時需要的投入比較大,從而使得總成本升高,我國政府正在通過相關(guān)優(yōu)惠政策的出臺與實施,鼓勵生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的研究,從而使得可再生能源得到充分發(fā)展。
五、海洋能發(fā)電技術(shù)
將海洋中所蘊含的能量進行利用并進行發(fā)電的技術(shù)就是海洋能發(fā)電技術(shù)。海洋面積占到地球表面積的70%以上,海洋資源豐富,同時清潔無污染,是人類可以用來利用的新的能源,然而,海洋的地域性比較強,其能量的密度又比較低,因此,使得海洋能的開發(fā)利用受到一定的限制。目前利用海洋能進行發(fā)電的技術(shù)主要包括了潮汐發(fā)電技術(shù),小型波浪發(fā)電技術(shù)。由于太陽與月球等的引力造成海洋水位出現(xiàn)潮汐變化時具有的能量,就是潮汐能發(fā)電。潮汐能發(fā)電蘊藏的能量高,由于對環(huán)境造成的影響比較小,屬于可再生能源與清潔能源,而運行成本低,但是潮汐能發(fā)電建設(shè)成本過高,電價也就相應(yīng)比較高,限制了潮汐能發(fā)電。利用波浪能轉(zhuǎn)變成氣壓,機械等的能量,利用傳動裝置對發(fā)電機進行驅(qū)動進行發(fā)電就是波浪發(fā)電。我國海洋資源豐富,雖然波浪發(fā)電技術(shù)較為復(fù)雜,但是其發(fā)展前景非常好。
六、結(jié)語
隨著人類社會的不斷發(fā)展,促進了新能源發(fā)電技術(shù)日益完善,而我國黨的十八大明確提出節(jié)能減排,構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展社會,新能源發(fā)電技術(shù)對于保護環(huán)境,緩解我國目前的用電危機,保障我國可持續(xù)戰(zhàn)略的實施起著非常重要的作用。
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