淺析清潔能源的利用

劉紅麗

摘 要：風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等清潔環(huán)保的新型能源是世界未來能源的主要發(fā)展方向。我國在清潔能源的研發(fā)與應(yīng)用方面起步較晚，雖然近些年取得了較大發(fā)展，但在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)還存在很多問題。文章圍繞清潔能源利用問題進(jìn)行探討，首先介紹了我國清潔能源應(yīng)有情況及存在問題，然后有針對性地提出改進(jìn)措施，希望可以對我國能源企業(yè)更好地開展工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：清潔能源；風(fēng)電；光伏；存在問題；措施

引言

現(xiàn)代社會人類日常生產(chǎn)、生活活動對于資源的需求是極為龐大的。隨著資源儲量的迅速下降，資源緊張問題日益顯著，已經(jīng)成為世界各國都要面對并必須予以解決的嚴(yán)峻問題。值得慶幸的是，在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的推動下，多種清潔、環(huán)保、無污染的新型能源相繼出現(xiàn)，為人類社會實現(xiàn)健康、可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。以風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等為代表的清潔能源受到了各國的高度重視，短短時間內(nèi)就實現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的巨大發(fā)展。清潔能源的推廣應(yīng)用，降低了環(huán)境保護(hù)壓力，為人類生產(chǎn)用能提供了長久穩(wěn)定的來源，是未來能源發(fā)展的主要趨勢。由于清潔能源出現(xiàn)的時間還比較短，許多地方還不完善，在實際使用過程還存在許多問題，地方盲目上馬清潔能源項目造成資金、資源的浪費事件時有發(fā)生。清潔能源的優(yōu)勢不僅僅在于儲量巨大，供應(yīng)穩(wěn)定持續(xù)，更要在其項目建設(shè)過程中，在清潔能源的生產(chǎn)、利用過程中盡可能降低能耗，避免對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面作用，節(jié)約資金，從而確保項目本身的環(huán)保特性得以充分發(fā)揮。清潔能源項目投資巨大，建設(shè)周期較長，其運營過程過程中的維護(hù)和管理費用較高，如果項目管理不善，不僅不會取到節(jié)能減排的效果，還可能導(dǎo)致更大的資源浪費。就清潔能源目前使用情況進(jìn)行深入研究，針對存在問題制定改進(jìn)措施，科學(xué)規(guī)劃建設(shè)，統(tǒng)籌管理運營，是我國當(dāng)前能源行業(yè)和相關(guān)管理部門的重要任務(wù)。

1 清潔能源應(yīng)用情況分析

清潔能源出現(xiàn)的時間并不長，盡管技術(shù)層面日趨成熟，但在運營管理方面與實際要求間還存在很大差距，有許多實際問題亟待解決。比如風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動性、風(fēng)電、光伏發(fā)電入網(wǎng)對整個電網(wǎng)系統(tǒng)供電質(zhì)量、安全穩(wěn)定性乃至無功補償和電壓控制等都有著較大影響。同時，風(fēng)電、光電入網(wǎng)會使得原本就非常繁瑣的電網(wǎng)運行調(diào)度進(jìn)一步復(fù)雜化，并對電網(wǎng)電量平衡造成影響，需要主動加以調(diào)節(jié)。這些問題的存在，都妨礙了清潔能源的大面積推廣應(yīng)用，不利于其健康發(fā)展。

1.1 風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用情況和存在問題分析

風(fēng)力發(fā)電的形式就電網(wǎng)結(jié)構(gòu)角度而言，主要有并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)發(fā)電兩種。當(dāng)前我國并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)尚處于試點研究階段，尚不能投入正常使用。從世界角度來看，并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)相對成熟的國家或地區(qū)有美國和北歐。風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)難度很大，除了要求電流具備正弦波交流50HZ外，在電壓和功率方面也有明確要求。我國風(fēng)力發(fā)電主要為離網(wǎng)發(fā)電，多建于偏遠(yuǎn)地區(qū)，國家電網(wǎng)覆蓋不到的地方，常用于以下幾個方面：

（1）單一家庭供電。主要使用小型風(fēng)力發(fā)電機為住宅內(nèi)的家用蓄電池充電。

（2）邊遠(yuǎn)地區(qū)供電。邊遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)覆蓋率低，為保障必要的電力供應(yīng)，在適合的地方設(shè)置小型無人值守風(fēng)力發(fā)電機。這種發(fā)電形式下，風(fēng)力發(fā)電機往往與蓄電池相連，或者與光電池或柴油發(fā)電機等其它電源聯(lián)機，為海上導(dǎo)航和遠(yuǎn)距離通信等野外專用設(shè)備或偏遠(yuǎn)村落、小型電網(wǎng)等供電。

（3）給水加熱。將風(fēng)力發(fā)電機與浸沒式加熱器或電輻射加熱器相連，加熱供水，技術(shù)相對簡單，所以應(yīng)用較多，主要為私人住宅提供服務(wù)。

離網(wǎng)發(fā)電的最常見形式是將風(fēng)力發(fā)電機和蓄電池連接，將風(fēng)能轉(zhuǎn)為電能儲存在蓄電池中，然后再投入使用。離網(wǎng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子直徑一般不大于5米，額定功率控制在1千瓦以內(nèi)。和我國傳統(tǒng)發(fā)電形式——火力發(fā)電相比，風(fēng)力發(fā)電具有如下優(yōu)點：一是裝機容量變化范圍大，可根據(jù)實際需求設(shè)置不同規(guī)模的裝機容量，適用范圍廣。二是風(fēng)力發(fā)電屬于環(huán)境友好型能源，其使用過程中對自然環(huán)境不造成壓力。三是資金需求低，風(fēng)機數(shù)量多的情況下可以分批建設(shè)。四是項目建設(shè)周期短，萬瓦級風(fēng)電場一年以內(nèi)即可建設(shè)完成。

1.2 太陽能光伏的應(yīng)用情況和存在問題分析

太陽能光伏發(fā)電是我國新型清潔能源的另外一種主要形式，其并網(wǎng)形式有分布式和集中式兩種。前者可以設(shè)置在建筑屋頂，對土地需求不大，便于安裝，規(guī)模靈活，適合城市等建筑密集、空間有限的區(qū)域，主要有光伏建筑一體化等表現(xiàn)形式。后者建設(shè)規(guī)模較大，對土地需求量大，一般建在荒漠無人地區(qū)，作為大電源直接向高壓電網(wǎng)送電。并網(wǎng)發(fā)電是目前太陽能發(fā)電的主要趨勢，和離網(wǎng)發(fā)電相比，太陽能并網(wǎng)發(fā)電具有如下特點：一是由于太陽能并網(wǎng)發(fā)電需要大面積土地，所以并網(wǎng)發(fā)電設(shè)施一般都建立在無人荒漠地帶，降低了對耕地的占有，并提高了土地利用效率。此外，并網(wǎng)設(shè)備中的光伏板在地表形成大面積陰影，適合種植喜陰植物，利于土地水土保持。二是并網(wǎng)系統(tǒng)可以采用分步的方式進(jìn)行建設(shè)或拆除，有利于應(yīng)對惡劣天氣或自然災(zāi)害帶來的風(fēng)險。

2 進(jìn)一步提高清潔能源開發(fā)利用水平的工作重點

2.1 在水力發(fā)電方面

我國南方地區(qū)水利資源豐富，是水利發(fā)電項目的主要實施地區(qū)。水力發(fā)電在南方電網(wǎng)中占據(jù)比例最大，其開發(fā)建設(shè)目前已經(jīng)趨于飽和。我國水力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)完全成熟，繼續(xù)開發(fā)潛力不大。鑒于水電并網(wǎng)后對電網(wǎng)的影響較大的實際情況，水電利用的工作重點應(yīng)集中在運營管理方面。

2.2 在風(fēng)力發(fā)電方面

我國國土面積廣大，橫跨多個氣候帶，風(fēng)力資源極為豐富。隨著風(fēng)力發(fā)電的不斷完善，風(fēng)電并網(wǎng)已經(jīng)成為我國電力事業(yè)發(fā)展過程中的一個必然趨勢。一年四季，風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電恰好可以互相支撐，彌補彼此在穩(wěn)定性和連續(xù)性上的不足。在我國發(fā)展清潔可再生能源的政策大環(huán)境下，構(gòu)建風(fēng)電和水電相結(jié)合的電力供應(yīng)體系，能夠在很大程度上緩解我國能源緊張的問題。

2.3 在其他能源形式方面

我國核能發(fā)電開發(fā)規(guī)模較大，其余形式尚處于剛剛起步階段，應(yīng)進(jìn)一步加大開發(fā)力度，挖掘能源潛力。同時，新型清潔能源管理質(zhì)量普遍不高，應(yīng)予以加強。

2.4 清潔能源的開發(fā)利用

清潔能源的開發(fā)利用是一項系統(tǒng)工程，要深入認(rèn)識到各種能源的特點，綜合利用，充分發(fā)揮各類能源的優(yōu)勢，彌補其它種類能源不足，從而滿足我國日趨增長的電力需求。

3 結(jié)束語

隨著清潔能源開發(fā)利用工作的不斷深入，我國電網(wǎng)中清潔能源裝機容量比例越來越高，對電網(wǎng)造成的影響也日趨明顯。加強清潔能源開發(fā)利用與運營管理，妥善解決清潔能源開發(fā)利用和并網(wǎng)過程中存在的問題，是我國能源事業(yè)順暢發(fā)展的重要前提保障。能源企業(yè)要密切關(guān)注清潔能源開發(fā)利用情況和國際先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，推動我國能源事業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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