試論電力電子技術在新能源領域的運用

周輝 劉忠菊

摘 要：隨著我國能源技術的不斷進步和電子技術的不斷發(fā)展。目前，我國能源浪費和環(huán)境污染問題日益突出，這使得新能源的開發(fā)利用日益緊迫?？紤]到電力電子技術可以將非電能轉化為電能，自然資源中的太陽能、風能和水能可以轉化為可供工業(yè)系統(tǒng)使用的電能。然而，這項技術的應用需要電力電子處理設備的有力支持。電力電子技術的合理利用，為新能源的發(fā)展奠定了基礎，為新能源材料產業(yè)的發(fā)展注入了新的動力。因此，這將對未來中國能源產業(yè)的發(fā)展趨勢產生重大影響。

關鍵詞：電力電子技術;新能源領域;運用

導言：隨著經濟社會的不斷發(fā)展，電力電子技術的重要性越來越高。如何利用電力電子技術解決能源和環(huán)境問題越來越受到研究者的重視。目前，電力電子技術的應用涉及多個方面，特別是在新能源項目的開發(fā)中，電力電子技術正發(fā)揮著不可替代的作用。

1 新能源概述

社會的發(fā)展離不開能源，經濟的進步也離不開能源的利用。能源支撐著社會經濟的發(fā)展。中國能源生產和消費總量居世界前三位。新能源以其清潔、少污染、無污染、儲量大等優(yōu)點越來越受到人們的重視。目前，我國主要以煤炭為主要資源。煤炭資源占全部能源資源的67%，石油資源占22.7%。在美國的能源消耗中，煤炭只占12%左右。我國煤炭的能源消耗率大大超過美國和歐洲發(fā)達國家，因此我國廢氣污染排放量一直居世界首位。目前，我國已啟動新能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和部署。太陽能、水能、風能、生物質能、熱泵、綠色建筑成為新能源發(fā)展的重點領域。

2電力電子技術在新能源領域的運用優(yōu)勢

2.1有利于提升使用新能源的穩(wěn)定性

新能源有多種形式，風能是新能源的重要能源之一。全面提高風電機組的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性有助于提高能量轉換效率。目前，我國大多數能源企業(yè)對感應式風電機組暫態(tài)電力行業(yè)的穩(wěn)定器有了正確的認識，但對直驅式風電機組的雙饋穩(wěn)定機理缺乏全面的認識。在此基礎上，充分利用電力電子技術，提高新能源利用的穩(wěn)定性。我國在光伏發(fā)電穩(wěn)定性研究方面取得了一些成果，但在實際研究過程中還沒有相應的機制保障。新能源技術人員要做好電力電子技術應用的分析總結，合理選擇應用時機，提高新能源使用的整體穩(wěn)定性和安全性。

2.2有利于降低新能源轉化消耗

雖然電力電子技術在新能源領域得到了充分應用，但技術人員始終忽視新能源的動態(tài)功率調整，不利于全面提高能源轉化效率。正確使用電力電子技術可以有效地解決這一問題，提高新能源的綜合利用率。電力技術可以將太陽能、風能等新能源轉化為電能，既能節(jié)約能源，又能減少環(huán)境污染;利用電力電子技術可以降低電網的諧波含量，進而降低能耗。

2.3推動新能源領域健康發(fā)展

電力電子技術不同于傳統(tǒng)技術，它具有控制和轉換電能的功能。在實際應用中，電力電子技術主要由電力電子器件、轉換電路和控制電路組成。電力電子技術的發(fā)展目標主要是通過電氣技術和電子技術的應用來實現的;電力電子技術與現代控制理論密切相關，與材料科學和電氣工程有較強的相關性。隨著電力電子技術的發(fā)展，硅整流和晶閘管已成為主流設備。正確使用它們，有利于促進新能源領域的科學發(fā)展。

3電力電子技術在新能源領域的應用研究

電力電子技術是實現節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質量的重要技術手段， 在執(zhí)行當前國家“發(fā)展新能源”和“節(jié)能減排”基本國策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發(fā)利用為例， 對電力電子技術在新能源領域的應用進行研究

3.1風力發(fā)電

風能是自然界產生的自然現象，具有清潔、可再生、儲量大的特點，風能已成為一種可以高效利用的低碳能源。風力發(fā)電技術的出現，可以有效減少二氧化碳排放，減緩全球變暖，為我們保護環(huán)境、節(jié)約能源、降低資金成本帶來了突破。這不僅有助于將能源轉化為無窮無盡的能源危機，也有助于緩解能源危機。隨著風電技術的不斷發(fā)展和完善，風電機組等產品的數量和質量都在逐步增加和提高，在價格和效用上自然會有更多的優(yōu)勢。在當前形勢下，除了水電技術外，風力發(fā)電技術比其他可再生能源技術更成熟、成本更低、對環(huán)境的破壞更小，因此對改善生態(tài)環(huán)境也起著重要作用。

3.2水力發(fā)電

沒有水，就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性：水是生命之源。地球上沒有水，就沒有生命。聰明的人掌握了水流中產生的動能可以作為自然驅動力的優(yōu)勢。運用一定的物理知識和電路原理，建成了一大批以著名的三峽水電站為標志的水電站。這不僅是減少可再生能源消耗的一種途徑，也是減少可再生能源消耗的一種途徑。在水電發(fā)電的基礎上，在新能源開發(fā)利用方面，創(chuàng)新了一系列電力電子技術。

3.3太陽能發(fā)電

在自然界給予地球的能源中，太陽能也是取之不盡、用之不竭的清潔能源之一。陽光是人類賴以生存的因素之一。沒有太陽，世界上的一切都無法繼續(xù)維持生命。據統(tǒng)計，我國陸地面積2/3以上的年日照時數超過2200小時，年總輻射量超過502萬kJ/m2，為太陽能的利用創(chuàng)造了豐富的資源和有利的條件。目前，太陽能利用技術主要有三種：太陽能光伏發(fā)電技術、太陽能熱發(fā)電技術和太陽能光伏發(fā)電技術。這些技術的出現和發(fā)展，對新能源的開發(fā)利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術在新能源領域應用的典型案例。太陽能熱水器、蔬菜大棚照明、藥材果脯烘干、太陽能路燈等都是基于太陽能發(fā)電和供熱的原理?？梢哉f，太陽能發(fā)電技術在未來的生活中有著更廣闊和更有前景的發(fā)展前景。

3.4 提高能源利用性價比

高頻逆變電源采用高頻逆變電源和大功率晶體管進行電壓變換，從而改變電壓的頻率和功率，達到節(jié)能的效果。借助現代高新技術，電力電子技術強弱結合，降低了新能源技術的研發(fā)成本，具有節(jié)能、低釋放、高性價比的優(yōu)勢。另外，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，電力新技術的應用和發(fā)展已經與電子電氣領域相聯(lián)系。從計算機技術應用的角度看，綠色能源與綠色能源的對接要求非常高。例如，綠色能源的利用不僅有效，而且整體能源轉化效率高。也正是因為綠色電源具有良好的應用效果，進而降低了電力電子技術的功耗和能耗。

3.5在其他系能源中的應用

上述新能源將在未來發(fā)展的能源結構中占絕大多數。電力電子技術的應用不僅局限于上述幾個領域，還可以應用于其他許多新能源領域，包括抽水蓄能發(fā)電、超導儲能、超級電容儲能、低谷儲能等。

結束語

能源短缺是現階段我國整體發(fā)展中亟待解決的問題?；诖耍谔岣哒w科技水平的基礎上，國家出臺了新能源研發(fā)和利用的相關政策。電力電子技術的發(fā)展和應用已引起人們的廣泛關注。它對解決生態(tài)環(huán)境污染、節(jié)約能源、改善電力系統(tǒng)等相關問題具有重要作用。電力電子技術在新能源領域的應用，為新能源領域的發(fā)展提供了新的發(fā)展方向，對未來提高我國綜合競爭力具有重要意義。

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