綠色能源與民用直流微電網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究

朱 嵐

（重慶旅游職業(yè)學(xué)院，409000）

綠色能源與民用直流微電網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究

朱 嵐

（重慶旅游職業(yè)學(xué)院，409000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，人們對(duì)能源的需求也越來越大，但是傳統(tǒng)化石能源的快速減少，加劇了能源的危機(jī)。因此，綠色能源成為人們追求能源平衡的一個(gè)突破口。在千差萬別的許多綠色能源中，被人們廣泛使用，且能能夠靈活掌握該技術(shù)的綠色能源是風(fēng)能和太陽能，通過一定的技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為電能。在利用好這兩種能源的時(shí)候，必須要對(duì)這兩者出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行很好的掌控。除此之外，為了使現(xiàn)在人們的電力系統(tǒng)適應(yīng)風(fēng)能和太陽能的使用規(guī)律，需要在相關(guān)的技術(shù)上做好充分的準(zhǔn)備。

綠色能源；民用直流；微電網(wǎng)

盡管我國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了舉世矚目的成就，但是付出的代價(jià)卻是日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，大量地使用化石能源讓各種有毒氣體對(duì)大氣和人們的健康都造成了巨大的威脅。在可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀念下，綠色能源的開發(fā)和使用已經(jīng)成為時(shí)代和社會(huì)的需求。目前，我國(guó)的大多數(shù)的居民和用電單位使用的絕大多數(shù)都是交流電網(wǎng)，交流電網(wǎng)的使用限制是，電能的產(chǎn)生和使用必須要同步進(jìn)行，因此，電力行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是交流電網(wǎng)的設(shè)置。

一、綠色能源的發(fā)電特點(diǎn)

在我國(guó)，目前較為成熟的綠色能源是風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電，這兩種技術(shù)都在很大程度上支援了我國(guó)的能源使用問題。

（一）風(fēng)力發(fā)電

顧名思義就是利用現(xiàn)代的科技手段，把人們常見的風(fēng)轉(zhuǎn)化為人們能夠使用電能，在發(fā)電的過程中不產(chǎn)生任何污染，且風(fēng)能是取之不竭的，但是，風(fēng)能發(fā)電會(huì)受到自然氣候的影響，在一年之中不同的時(shí)段，隨著氣候和自然條件的不同，風(fēng)力的大小也是不一樣的。

（二）太陽能光伏發(fā)電

太陽能光伏發(fā)電是將太陽的輻射轉(zhuǎn)化為電能，據(jù)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，太陽目前還處于青年時(shí)期，因此，對(duì)目前的地球來說，是一個(gè)真正的取之不盡，用之不竭的能源，由于利用太陽光伏技術(shù)發(fā)電過程不產(chǎn)生任何污染，因此，絕對(duì)是目前所使用的清潔能源之一。但是，太陽能廣發(fā)發(fā)電和風(fēng)能發(fā)點(diǎn)一樣都受到自然條件和氣候因素的影響，比如，太陽能發(fā)電只能在白天進(jìn)行，況且還受到地理?xiàng)l件，當(dāng)時(shí)的大氣透明度等這些客觀條件的影響。

二、民用電氣用電特征

（一）民用電器功率

民用電器的使用可以分為大功率和小功率，而上述的綠色能源的低密度特征就非常適合民用小功率電氣的使用，民用比較常見的小功率電氣有家用電磁爐、電腦、電視以及手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備。隨著科技的迅猛發(fā)展，電氣的使用也越來越智能化，電氣的控制部分均適用綠色電源的使用。因此，人們應(yīng)該在此技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新，使綠色電能能夠控制功率稍大功率電器的用電，再結(jié)合傳統(tǒng)電網(wǎng)的電能通過動(dòng)力用電，電器的待機(jī)狀態(tài)使用的電能就可以用綠色電能承擔(dān)，進(jìn)而最大程度發(fā)揮綠色電能的功用。同時(shí)，隨著蓄電池的出現(xiàn)和發(fā)展，可以使用蓄電池儲(chǔ)存更多的綠色電能，使綠色電能能夠適用更大功率的民用電器，比如利用在電動(dòng)汽車遮陽的大功率設(shè)備上。

（二）民用照明設(shè)備的用電特征

民用照明設(shè)備隨著科技的快速發(fā)展也進(jìn)一步的得到了革新，先后經(jīng)歷了“白熾燈——熒光燈——節(jié)能燈”的發(fā)展歷程，這些照明設(shè)備普遍使用的都是交流電網(wǎng)。但是半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)，使LED燈得到了很好的使用，并得到人們的重視，半導(dǎo)體是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，電能可以被直接轉(zhuǎn)化為光，半導(dǎo)體技術(shù)下的LED燈具有色彩純正、使用壽命長(zhǎng)、防潮等特點(diǎn)，是目前節(jié)能性能較好的一種照明設(shè)備。LED燈的出現(xiàn)是為了更好的使用直流電網(wǎng)，但是為了使用目前還在被廣泛使用的交流電王，廠家往往會(huì)給LED燈配備交流電源接口，由于LED燈所消耗的能源較少，因此，蓄電池能滿足LED燈的照明需求。LED燈的工作原理如下圖：

（三）空調(diào)、冰箱等用電特征

在家用電器中，空調(diào)、冰箱的功率相對(duì)來說是比較大的，通常使用220V的交流電網(wǎng)對(duì)其供電。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和使用，空調(diào)、冰箱的半導(dǎo)體制冷技術(shù)得到了突破，如上所述，半導(dǎo)體材料具有能直接使用直流電的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)半導(dǎo)體的空調(diào)冰箱還具有抗震、無需制冷劑以及抗壓的特點(diǎn)，目前，在轎車的冰箱中這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在投入使用，在將來的不久，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，半導(dǎo)體在民用設(shè)備中也會(huì)大量普及，同時(shí)相應(yīng)的成本也會(huì)大幅度降低。

三、微型直流配電系統(tǒng)的應(yīng)用探討

隨著科學(xué)技術(shù)的日益革新，家用電器以及個(gè)人電子設(shè)備已經(jīng)呈現(xiàn)出了智能化的發(fā)展趨勢(shì)，通過上述的家用電器特征，絕大多數(shù)的智能家用電器都可以實(shí)現(xiàn)直流電網(wǎng)直接供電。但是，目前直流電的獲取方法是通過將交流電使用整流濾波所獲取的，在獲取直流電的過程當(dāng)中，會(huì)導(dǎo)致一部分的電能丟失。除此之外，在直流電源的電器設(shè)備上，如果單獨(dú)的進(jìn)行整流濾波裝置，在安裝、使用管理的過程中都會(huì)出現(xiàn)種種問題。

微電網(wǎng)的概念最先是由美國(guó)的科學(xué)家在本世紀(jì)初提出的，微電網(wǎng)也是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，區(qū)分交流、直流以及點(diǎn)低電壓的區(qū)別，包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家都在對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)的研究，因此，信息設(shè)備，低壓直流微電網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。直流微電網(wǎng)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以將綠色能源的發(fā)電、儲(chǔ)存以及控制裝置進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并和交流電網(wǎng)接入，直流電網(wǎng)除了可以和交流電王進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作，同時(shí)，在交流電網(wǎng)出現(xiàn)故障的同時(shí)，直流電網(wǎng)可以斷開交流電網(wǎng)獨(dú)自運(yùn)行。民用電器的智能化已經(jīng)是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而直流電網(wǎng)能最大程度的滿足這些民用電器的供電，在生產(chǎn)、使用以及后期的維護(hù)的費(fèi)用都明顯的地域甲流電網(wǎng)的使用。如圖所示：

四、交直流混合供電網(wǎng)絡(luò)使用中需要解決的問題

由于對(duì)直流微電網(wǎng)的技術(shù)研究出現(xiàn)較晚，直流微電網(wǎng)使用過程中仍舊會(huì)出現(xiàn)許多問題。首先，我國(guó)對(duì)于直流微電網(wǎng)的使用還缺少規(guī)范，比如電壓的統(tǒng)一、家用電器的插頭設(shè)計(jì)等技術(shù)，這些問題尚未建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，還不具備可行性；其次，驅(qū)動(dòng)功率會(huì)嚴(yán)重地制約著低壓直流微電網(wǎng)的使用，但是，高壓直流微電網(wǎng)的安全性有遠(yuǎn)不及低壓直流微電網(wǎng)，這導(dǎo)致了許多電氣廠家不愿意冒著這樣的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，這需要在未來的研究中，共同解決。

結(jié)語

綠色能源的發(fā)展空間無疑是廣闊的，就目前人們的生活狀況來說，半導(dǎo)體的民用電器設(shè)備勢(shì)必會(huì)成為主流趨勢(shì)，民用直流微電網(wǎng)的建立也只是時(shí)間問題，盡管目前在技術(shù)上還存在著許多問題，但是隨著科技的發(fā)展和研究人員的不懈努力，綠色能源的使用能占據(jù)主要位置。

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1007-6344（2015）10-0145-01