新能源动力工程专业中的风能发电技术

黄苏荣

【摘 要】能源与环境已经成为影响社会发展的重要问题。新能源比常规能源在环境保护，节能减排方面更具有优势，而新能源发电技术具有广阔的发展空间。详细阐述了太阳能发电，风力发电，地热发电，生物质能发电，海洋能发电等新能源发电技术。

【关键词】新能源；发电技术；能源开发

随着社会的不断进步，国际间的相互竞争日益加剧，由于日益突出的环境问题，以及能源危机问题，新能源的开发与利用已经成为各国发展的重中之重。虽然和发展成熟的煤，石油，天然气等常规能源相比，包括太阳能，风能，地热能等对于保护环境，节能减排，促进社会可持续发展方面有着积极的作用和意义。而新能源发电技术也必然存在着广阔的发展空间。

一、太阳能发电技术

石油，煤炭等常规能源的储量日益减少，作为目前世界上储量最多的清洁能源，太阳能发电无疑已经成为应对能源危机的重要途径。目前国内利用太阳能发电的方式主要有光热发电与光伏发电两种。

第一，光伏发电。利用光照造成了半导体和金属相结合部位火灾不均匀导体出现电位差的现象就是光伏效应。基于光伏效应从而把太阳能直接转换成电能的部件，当太阳能电池被太阳光照射时，在太阳能电池里经过太阳光光子的激发产生电子空穴对，电子空穴对与电子向电池的不同方向移动，当在外部形成通路时，此时就会产生电流，从而形成电能。目前，光伏发电应用最多的两种形式是并网型光伏发电系统与离网型光伏发电系统。并网型光伏发电系统是和电网相连的光伏发电系统；而将太阳能电池直流电直接利用的是离网型光伏发电系统，离网型光伏发电系统可以基于不同的需要利用逆变器实现将电流转变为直流电，满足了人们的需求。

第二，光热发电。把自然界中的光能进行汇聚，利用结合聚光器实现太阳能的汇集，通过处理后，太阳能实现了由液态向气态的转变，从而可以用来实现汽轮机的发电，这就是光热发电系统发电的原理。光热发电系统主要包括了以下三种形式，即槽式光热发电系统，蝶式光热发电系统，以及塔式光热发电系统。由于槽式光热发电系统的发电效率比较高，因此，是目前应用最广泛的光熱发电形式。由于技术的限制，目前和光伏发电相比，光热发电进展比较缓慢。

二、风力发电技术

实际上风力发电是进行能量转化的过程，一般情况下，风力发电系统包括了发电机，桨叶，电力电子装置，机械传动装置和升压变压器等设备。风机桨叶捕获风的动能，并且将其转变成机械能，通过机械传动系统将由风能转变的机械能转化为电能，然后流域电力电子装置或者直接将电能接入到电网中。随着科技的不断发展，风力发电技术也越来越完善，目前主要的风力发电技术有恒速恒频以及变速恒频两种风力发电方式。

三、地热发电技术

通过热能向机械能的转变，然后将机械能运用到发电机，从而产生电能，也就是说通过蒸汽的热能带动汽轮机转动，最终实现发电，这是地热发电技术的原理。随着技术的不断进步，目前新型地热发电技术并不需要过多的装置，同时，地热发电技术也不需要燃料的消耗，利用载体将地下的热能带到地面上，地下热水以及地下天然蒸汽都是地热发电的载体。基于此，可以将地热发电技术分为两种形式，即热水型地热发电技术和蒸汽型地热发电技术。我国自从上个世纪的七十年代开始出现地热电站，目前山东招远，江西温汤等地都建有地热发电站。在目前我国已经探明的地热田中，西藏羊八井地热田的蒸汽温度最高，超过了172摄氏度。我国地热资源丰富，因此，要大力发展地热发电，而地热发电技术的实施，必须有设备，技术，人才等的保障。

四、生物质能发电技术

利用自然界中的生物产生电能，也就是基于绿色植物光合作用，把太阳能转变为化学能，在生物体内进行存储，生物质能具有分布广泛，清洁，污染低，种类多的优势，因此，生物质能发电技术的研究已经成为研究的重点和热点。

对生物质能利用的方法包括直接进行燃烧，包括气化，直接液化以及热解等的热化学法，包括酯化，间接液化等的化学法，包括水解，沼气技术，发酵等的生化法，以及物理化学法。作为对生物质能进行有效利用的主要方式之一，生物质发电包括了沼气发电，混燃发电，气化发电以及直燃发电等方式。

我国作为农业大国，拥有非常丰富的生物质能资源，同时，我国政府大力发展清洁能源发电技术，因此，生物质能发电一直受到政府的重视与支持。目前我国已经投产和正在建设的生物质能发电项目将近50个，不过，整体上我国的生物质能发电还处于发展初期阶段，商业化与产业化的程度不高，因此市场竞争力不强。按照我国《可再生能源中长期发展规划》的要求，我国生物质能发电到2020年发电装机容量将实现3000万千瓦的目标。

虽然生物质能资源巨大，然而进行原料收集，加工，存储以及运输时需要的投入比较大，从而使得总成本升高，我国政府正在通过相关优惠政策的出台与实施，鼓励生物质能发电技术的研究，从而使得可再生能源得到充分发展。

五、海洋能发电技术

将海洋中所蕴含的能量进行利用并进行发电的技术就是海洋能发电技术。海洋面积占到地球表面积的70%以上，海洋资源丰富，同时清洁无污染，是人类可以用来利用的新的能源，然而，海洋的地域性比较强，其能量的密度又比较低，因此，使得海洋能的开发利用受到一定的限制。目前利用海洋能进行发电的技术主要包括了潮汐发电技术，小型波浪发电技术。由于太阳与月球等的引力造成海洋水位出现潮汐变化时具有的能量，就是潮汐能发电。潮汐能发电蕴藏的能量高，由于对环境造成的影响比较小，属于可再生能源与清洁能源，而运行成本低，但是潮汐能发电建设成本过高，电价也就相应比较高，限制了潮汐能发电。利用波浪能转变成气压，机械等的能量，利用传动装置对发电机进行驱动进行发电就是波浪发电。我国海洋资源丰富，虽然波浪发电技术较为复杂，但是其发展前景非常好。

六、结语

随着人类社会的不断发展，促进了新能源发电技术日益完善，而我国党的十八大明确提出节能减排，构建可持续发展社会，新能源发电技术对于保护环境，缓解我国目前的用电危机，保障我国可持续战略的实施起着非常重要的作用。

【参考文献】

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