電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的應(yīng)用研究

摘要：近年來，隨著社會進(jìn)步以及人們生活水平的不斷提高，對于電能的需求日益增多，且火力發(fā)電所需要的煤炭等資源的日漸枯竭，故新能源發(fā)電已經(jīng)逐漸成為我國電力系統(tǒng)中的“新寵兒”。當(dāng)然，新能源發(fā)電正在一步步實(shí)踐中，技術(shù)還不算成熟，為此要努力鉆研相關(guān)科技，加強(qiáng)對于新能源發(fā)電技術(shù)的研發(fā)。

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用效果

引言

隨著人們特別是城市人口生活水平的提高，城市內(nèi)資源消耗的速度加快。而在未來這個數(shù)值會隨著發(fā)展中國家人民生活水平的提高而猛增，以此態(tài)勢發(fā)展下去，資源將在本世紀(jì)內(nèi)全面耗盡。發(fā)電工程作為耗能的一大組成，其對于熱能消耗巨大，所以推行和發(fā)展可持續(xù)的可再生能源發(fā)電設(shè)計(jì)是本世紀(jì)電力工程人員需要面臨的主要問題。本文主要探討了我國目前新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。

1發(fā)電工程中的新能源發(fā)電技術(shù)類型

1.1太陽能

太陽能是新能源發(fā)電技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的可再生能源，因?yàn)樘柲塬@取方便同時也較為穩(wěn)定，在實(shí)際應(yīng)用上可以直接進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，通過太陽能電池板以及太陽能熱水器等直接完成太陽能向電能、水能等的轉(zhuǎn)換。但目前的太陽能利用效率有著一定的上限，需要科學(xué)的不斷發(fā)展和推進(jìn)才能繼續(xù)增加太陽能的能量使用效率。

1.2風(fēng)能

風(fēng)能在新能源發(fā)電工程中通常作為機(jī)械能以及電能的轉(zhuǎn)換來使用。西歐地區(qū)很早就開始使用風(fēng)車來進(jìn)行一些農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動，其原理主要是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)行人們生產(chǎn)生活中的機(jī)械能供給。在現(xiàn)代社會，風(fēng)能通常被用于轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行使用，系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可以安裝在大型建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行電能的提供，并且在一定程度上提高了建筑的美觀性，使得人與自然的建筑理念更加深入人心。

1.3地?zé)崮?/p>

地?zé)崮艿闹饕獊碓词堑厍騼?nèi)部的熱能。地球內(nèi)部溫度較高，但是在實(shí)際使用中人類受限于科學(xué)技術(shù)難以直接取用，地?zé)崮芾檬窃诘厍虻牡責(zé)釡囟容^高的地區(qū)進(jìn)行熱能直接取用的能源利用方式，其能量能夠直接轉(zhuǎn)移成人類所需要的熱能，并且可以簡單轉(zhuǎn)換為電能等。

2電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的應(yīng)用

2.1風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用

如今，風(fēng)力發(fā)電在我國的運(yùn)用已經(jīng)非常普遍、技術(shù)已經(jīng)成熟，并且還在不斷發(fā)展，這一技術(shù)已經(jīng)逐漸成為我國電力系統(tǒng)中最不可或缺的一部分。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在我國的運(yùn)用相當(dāng)普遍，并且隨著不斷發(fā)展，相比于過去的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來說，如今的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)能夠調(diào)控風(fēng)力發(fā)電功能參數(shù)輸出作業(yè)，這對于我國電力系統(tǒng)而言十分重要。（1）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于：能源豐富且不會枯竭;風(fēng)能是潔凈能源，不用擔(dān)心污染環(huán)境;建設(shè)規(guī)模靈活且周期較短;發(fā)展前景巨大。（2）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)缺點(diǎn)在于：占用大量土地資源;對于地理環(huán)境要求大，部分地區(qū)無法使用;工作時會造成噪音污染;對于鳥類生存造成干擾。

2.2太陽能發(fā)電的運(yùn)用

由于常規(guī)資源的日益枯竭，人們開始追尋新型能源用來發(fā)電。我國過去的發(fā)電技術(shù)大致分為四種：核電技術(shù)、水電技術(shù)、火電技術(shù)以及近些年發(fā)展起來的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，每種技術(shù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)?；鹆Πl(fā)電技術(shù)成效顯著，但是所需能源不足以及污染嚴(yán)重;核電發(fā)電量巨大且較潔凈，可一旦發(fā)生泄露后果十分嚴(yán)重。因此，可再生、安全、潔凈的能源逐漸受到人類重視。繼人類開發(fā)風(fēng)能發(fā)電后，太陽能發(fā)電成為下一個攻克目標(biāo)。太陽能發(fā)電技術(shù)的工作過程是通過太陽能電池與能量轉(zhuǎn)化裝置，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化并接入電網(wǎng)。太陽能發(fā)電技術(shù)還不算成熟，在我國還在初步使用階段，它有優(yōu)點(diǎn)同時也存在缺點(diǎn)，這值得人們注意。（1）優(yōu)點(diǎn)：①太陽能資源取之不盡且隨處可得，十分有利于電能的轉(zhuǎn)化獲取;②太陽能發(fā)電能量轉(zhuǎn)化過程簡單，并且本身十分清潔，不會產(chǎn)生環(huán)境污染以及噪音污染;③工作性能穩(wěn)定可靠，獲取的能量十分穩(wěn)定;④規(guī)模靈活，且裝置簡單。（2）缺點(diǎn)：①獲取能量的密度不足，能量收集較困難;②因?yàn)槟芰康拿芏容^低，所以想要更好地收集太陽能，系統(tǒng)占地面積就會較大;③工作的間歇性。由于太陽能發(fā)電所需要的太陽能只在白天才有，因此在夜晚無法工作;④一般的地理環(huán)境雖然也可以收集太陽能，但成果卻不顯著，且受氣候因素影響大;⑤由于技術(shù)的不成熟，因此目前的太陽能發(fā)電轉(zhuǎn)換效率較低且成本高。如今我國在太陽能發(fā)電方面技術(shù)還不夠成熟，對于太陽能的收集與使用還不夠完善，成本較高與效率較低的問題亟待解決。終有一天，安全、潔凈的太陽能發(fā)電會占主導(dǎo)地位，為我國電力系統(tǒng)予以最大助力。

2.3燃燒電池技術(shù)的應(yīng)用

燃燒電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種新型能源技術(shù)，它和人們所熟知的電池有相同之處，也有不同之處。在燃燒電池的過程中，燃料和氧化劑會產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，電能也由此而產(chǎn)生。理論上來說效率極高，實(shí)際中卻由于一些原因，效率比理論上下降20%左右。雖然燃燒電池技術(shù)在我國使用還較少，但在我國，燃燒電池技術(shù)始于1958年，在20世紀(jì)70年代與90年代分別經(jīng)歷過兩次高潮，我國科學(xué)工作者在基礎(chǔ)技術(shù)研究等方面也取得了很大進(jìn)步。由于這些年來，我國對于此技術(shù)的資金投入較少，因此在PEMFC、MCFC、SOFC等方面的技術(shù)研究相比發(fā)達(dá)國家還有一定差距。但如今我國不斷加大投入力度，專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)也在不斷探索研究，隨著國家的不斷重視與科技的持續(xù)發(fā)展，我國燃燒電池技術(shù)一定會逐步改進(jìn)，并為社會生產(chǎn)生活所廣泛使用。

3新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果分析

3.1太陽能發(fā)電

太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要設(shè)備是太陽能電池板。目前太陽能熱水器在我國陽光充足的地區(qū)已經(jīng)得到了較大規(guī)模的應(yīng)用，其利用形式也各不相同。太陽能電池板在持續(xù)集熱的集熱方式下提供的電能水平較低，因此在利用太陽能進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時就可以使用這些低能量供應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行供暖等，實(shí)現(xiàn)太陽能到電能再到熱能的轉(zhuǎn)換，降低實(shí)際生活中的用電量。在實(shí)際生活中，太陽能是在具備陽光條件時發(fā)電的首選，同時在企業(yè)生產(chǎn)過程中對電能要求不高的情況下也可以使用太陽能發(fā)電設(shè)備。太陽能房是指利用太陽能轉(zhuǎn)化來供給人們常規(guī)生活中的各種能源如熱能、電能等。通過太陽能電池板等設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為室內(nèi)的電能，可以使室內(nèi)保持一定的電力供應(yīng)，從而可以在高原地區(qū)陽光充足但溫度不穩(wěn)定的條件下使用。但是由于目前科技水平下，對于太陽能的利用效率開發(fā)程度還不夠，所以太陽能房目前還未得到較大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。

3.2風(fēng)力發(fā)電

目前風(fēng)能在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果還不夠明顯，通常是在地區(qū)較為大型且較為寬闊的條件下安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)來進(jìn)行風(fēng)能向電能的直接轉(zhuǎn)換并給人類日常生活直接供電。

3.3地?zé)岚l(fā)電

地?zé)崮芸梢杂糜诎l(fā)電、供暖以及空調(diào)制冷，其中用于發(fā)電是地?zé)崮茏钪饕哪芰哭D(zhuǎn)換方式，和普通發(fā)電程序一致，地?zé)崮芤彩窍葘崮苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。同時地?zé)崮芤部梢灾苯佑糜谑覂?nèi)的采暖空調(diào)、烹飪、沐浴等，由于其利用方式較為簡單，目前已經(jīng)獲得了較為廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語

新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)逐漸在取代常規(guī)能源。新能源的安全、潔凈、可再生等優(yōu)點(diǎn)解決了常規(guī)能源的弊病，但是仍有許多不足值得我們注意。我們相信，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來，新能源發(fā)電技術(shù)一定會徹底取代常規(guī)能源發(fā)電，成為主流。

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作者簡介：李長軍，男，1969年9月，研究生，電力系統(tǒng)及其自動化，高級工程師，調(diào)度自動化應(yīng)用及管理