绿色能源与民用直流微电网应用技术研究

朱 岚

（重庆旅游职业学院，409000）

绿色能源与民用直流微电网应用技术研究

朱 岚

（重庆旅游职业学院，409000）

随着经济的发展和城市化进程的加快，人们对能源的需求也越来越大，但是传统化石能源的快速减少，加剧了能源的危机。因此，绿色能源成为人们追求能源平衡的一个突破口。在千差万别的许多绿色能源中，被人们广泛使用，且能能够灵活掌握该技术的绿色能源是风能和太阳能，通过一定的技术手段转化为电能。在利用好这两种能源的时候，必须要对这两者出现的时间进行很好的掌控。除此之外，为了使现在人们的电力系统适应风能和太阳能的使用规律，需要在相关的技术上做好充分的准备。

绿色能源；民用直流；微电网

尽管我国的经济取得了举世瞩目的成就，但是付出的代价却是日益严重的环境污染，大量地使用化石能源让各种有毒气体对大气和人们的健康都造成了巨大的威胁。在可持续发展的科学发展观念下，绿色能源的开发和使用已经成为时代和社会的需求。目前，我国的大多数的居民和用电单位使用的绝大多数都是交流电网，交流电网的使用限制是，电能的产生和使用必须要同步进行，因此，电力行业的技术标准也是交流电网的设置。

一、绿色能源的发电特点

在我国，目前较为成熟的绿色能源是风力发电和太阳能光伏发电，这两种技术都在很大程度上支援了我国的能源使用问题。

（一）风力发电

顾名思义就是利用现代的科技手段，把人们常见的风转化为人们能够使用电能，在发电的过程中不产生任何污染，且风能是取之不竭的，但是，风能发电会受到自然气候的影响，在一年之中不同的时段，随着气候和自然条件的不同，风力的大小也是不一样的。

（二）太阳能光伏发电

太阳能光伏发电是将太阳的辐射转化为电能，据科学家研究发现，太阳目前还处于青年时期，因此，对目前的地球来说，是一个真正的取之不尽，用之不竭的能源，由于利用太阳光伏技术发电过程不产生任何污染，因此，绝对是目前所使用的清洁能源之一。但是，太阳能广发发电和风能发点一样都受到自然条件和气候因素的影响，比如，太阳能发电只能在白天进行，况且还受到地理条件，当时的大气透明度等这些客观条件的影响。

二、民用电气用电特征

（一）民用电器功率

民用电器的使用可以分为大功率和小功率，而上述的绿色能源的低密度特征就非常适合民用小功率电气的使用，民用比较常见的小功率电气有家用电磁炉、电脑、电视以及手机等移动设备。随着科技的迅猛发展，电气的使用也越来越智能化，电气的控制部分均适用绿色电源的使用。因此，人们应该在此技术上进行创新，使绿色电能能够控制功率稍大功率电器的用电，再结合传统电网的电能通过动力用电，电器的待机状态使用的电能就可以用绿色电能承担，进而最大程度发挥绿色电能的功用。同时，随着蓄电池的出现和发展，可以使用蓄电池储存更多的绿色电能，使绿色电能能够适用更大功率的民用电器，比如利用在电动汽车遮阳的大功率设备上。

（二）民用照明设备的用电特征

民用照明设备随着科技的快速发展也进一步的得到了革新，先后经历了“白炽灯——荧光灯——节能灯”的发展历程，这些照明设备普遍使用的都是交流电网。但是半导体技术的出现，使LED灯得到了很好的使用，并得到人们的重视，半导体是一种固态的半导体器件，电能可以被直接转化为光，半导体技术下的LED灯具有色彩纯正、使用寿命长、防潮等特点，是目前节能性能较好的一种照明设备。LED灯的出现是为了更好的使用直流电网，但是为了使用目前还在被广泛使用的交流电王，厂家往往会给LED灯配备交流电源接口，由于LED灯所消耗的能源较少，因此，蓄电池能满足LED灯的照明需求。LED灯的工作原理如下图：

（三）空调、冰箱等用电特征

在家用电器中，空调、冰箱的功率相对来说是比较大的，通常使用220V的交流电网对其供电。随着半导体技术的发展和使用，空调、冰箱的半导体制冷技术得到了突破，如上所述，半导体材料具有能直接使用直流电的优势，同时半导体的空调冰箱还具有抗震、无需制冷剂以及抗压的特点，目前，在轿车的冰箱中这项技术已经在投入使用，在将来的不久，随着半导体技术的进一步发展，半导体在民用设备中也会大量普及，同时相应的成本也会大幅度降低。

三、微型直流配电系统的应用探讨

随着科学技术的日益革新，家用电器以及个人电子设备已经呈现出了智能化的发展趋势，通过上述的家用电器特征，绝大多数的智能家用电器都可以实现直流电网直接供电。但是，目前直流电的获取方法是通过将交流电使用整流滤波所获取的，在获取直流电的过程当中，会导致一部分的电能丢失。除此之外，在直流电源的电器设备上，如果单独的进行整流滤波装置，在安装、使用管理的过程中都会出现种种问题。

微电网的概念最先是由美国的科学家在本世纪初提出的，微电网也是一个较为复杂的系统，区分交流、直流以及点低电压的区别，包括我国在内的许多国家都在对微电网进行相关的研究，因此，信息设备，低压直流微电网已经成为当前研究的一个热点。直流微电网最大的优势就是可以将绿色能源的发电、储存以及控制装置进行有机的结合，并和交流电网接入，直流电网除了可以和交流电王进行联网运作，同时，在交流电网出现故障的同时，直流电网可以断开交流电网独自运行。民用电器的智能化已经是一个不可逆转的趋势，而直流电网能最大程度的满足这些民用电器的供电，在生产、使用以及后期的维护的费用都明显的地域甲流电网的使用。如图所示：

四、交直流混合供电网络使用中需要解决的问题

由于对直流微电网的技术研究出现较晚，直流微电网使用过程中仍旧会出现许多问题。首先，我国对于直流微电网的使用还缺少规范，比如电压的统一、家用电器的插头设计等技术，这些问题尚未建立统一的标准，因此，还不具备可行性；其次，驱动功率会严重地制约着低压直流微电网的使用，但是，高压直流微电网的安全性有远不及低压直流微电网，这导致了许多电气厂家不愿意冒着这样的技术风险，这需要在未来的研究中，共同解决。

结语

绿色能源的发展空间无疑是广阔的，就目前人们的生活状况来说，半导体的民用电器设备势必会成为主流趋势，民用直流微电网的建立也只是时间问题，尽管目前在技术上还存在着许多问题，但是随着科技的发展和研究人员的不懈努力，绿色能源的使用能占据主要位置。

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1007-6344（2015）10-0145-01