新能源動力工程專業中的風能發電技術

黃蘇榮

【摘 要】能源與環境已經成為影響社會發展的重要問題。新能源比常規能源在環境保護，節能減排方面更具有優勢，而新能源發電技術具有廣闊的發展空間。詳細闡述了太陽能發電，風力發電，地熱發電，生物質能發電，海洋能發電等新能源發電技術。

【關鍵詞】新能源；發電技術；能源開發

隨著社會的不斷進步，國際間的相互競爭日益加劇，由于日益突出的環境問題，以及能源危機問題，新能源的開發與利用已經成為各國發展的重中之重。雖然和發展成熟的煤，石油，天然氣等常規能源相比，包括太陽能，風能，地熱能等對于保護環境，節能減排，促進社會可持續發展方面有著積極的作用和意義。而新能源發電技術也必然存在著廣闊的發展空間。

一、太陽能發電技術

石油，煤炭等常規能源的儲量日益減少，作為目前世界上儲量最多的清潔能源，太陽能發電無疑已經成為應對能源危機的重要途徑。目前國內利用太陽能發電的方式主要有光熱發電與光伏發電兩種。

第一，光伏發電。利用光照造成了半導體和金屬相結合部位火災不均勻導體出現電位差的現象就是光伏效應?；诠夥獜亩烟柲苤苯愚D換成電能的部件，當太陽能電池被太陽光照射時，在太陽能電池里經過太陽光光子的激發產生電子空穴對，電子空穴對與電子向電池的不同方向移動，當在外部形成通路時，此時就會產生電流，從而形成電能。目前，光伏發電應用最多的兩種形式是并網型光伏發電系統與離網型光伏發電系統。并網型光伏發電系統是和電網相連的光伏發電系統；而將太陽能電池直流電直接利用的是離網型光伏發電系統，離網型光伏發電系統可以基于不同的需要利用逆變器實現將電流轉變為直流電，滿足了人們的需求。

第二，光熱發電。把自然界中的光能進行匯聚，利用結合聚光器實現太陽能的匯集，通過處理后，太陽能實現了由液態向氣態的轉變，從而可以用來實現汽輪機的發電，這就是光熱發電系統發電的原理。光熱發電系統主要包括了以下三種形式，即槽式光熱發電系統，蝶式光熱發電系統，以及塔式光熱發電系統。由于槽式光熱發電系統的發電效率比較高，因此，是目前應用最廣泛的光熱發電形式。由于技術的限制，目前和光伏發電相比，光熱發電進展比較緩慢。

二、風力發電技術

實際上風力發電是進行能量轉化的過程，一般情況下，風力發電系統包括了發電機，槳葉，電力電子裝置，機械傳動裝置和升壓變壓器等設備。風機槳葉捕獲風的動能，并且將其轉變成機械能，通過機械傳動系統將由風能轉變的機械能轉化為電能，然后流域電力電子裝置或者直接將電能接入到電網中。隨著科技的不斷發展，風力發電技術也越來越完善，目前主要的風力發電技術有恒速恒頻以及變速恒頻兩種風力發電方式。

三、地熱發電技術

通過熱能向機械能的轉變，然后將機械能運用到發電機，從而產生電能，也就是說通過蒸汽的熱能帶動汽輪機轉動，最終實現發電，這是地熱發電技術的原理。隨著技術的不斷進步，目前新型地熱發電技術并不需要過多的裝置，同時，地熱發電技術也不需要燃料的消耗，利用載體將地下的熱能帶到地面上，地下熱水以及地下天然蒸汽都是地熱發電的載體?；诖?，可以將地熱發電技術分為兩種形式，即熱水型地熱發電技術和蒸汽型地熱發電技術。我國自從上個世紀的七十年代開始出現地熱電站，目前山東招遠，江西溫湯等地都建有地熱發電站。在目前我國已經探明的地熱田中，西藏羊八井地熱田的蒸汽溫度最高，超過了172攝氏度。我國地熱資源豐富，因此，要大力發展地熱發電，而地熱發電技術的實施，必須有設備，技術，人才等的保障。

四、生物質能發電技術

利用自然界中的生物產生電能，也就是基于綠色植物光合作用，把太陽能轉變為化學能，在生物體內進行存儲，生物質能具有分布廣泛，清潔，污染低，種類多的優勢，因此，生物質能發電技術的研究已經成為研究的重點和熱點。

對生物質能利用的方法包括直接進行燃燒，包括氣化，直接液化以及熱解等的熱化學法，包括酯化，間接液化等的化學法，包括水解，沼氣技術，發酵等的生化法，以及物理化學法。作為對生物質能進行有效利用的主要方式之一，生物質發電包括了沼氣發電，混燃發電，氣化發電以及直燃發電等方式。

我國作為農業大國，擁有非常豐富的生物質能資源，同時，我國政府大力發展清潔能源發電技術，因此，生物質能發電一直受到政府的重視與支持。目前我國已經投產和正在建設的生物質能發電項目將近50個，不過，整體上我國的生物質能發電還處于發展初期階段，商業化與產業化的程度不高，因此市場競爭力不強。按照我國《可再生能源中長期發展規劃》的要求，我國生物質能發電到2020年發電裝機容量將實現3000萬千瓦的目標。

雖然生物質能資源巨大，然而進行原料收集，加工，存儲以及運輸時需要的投入比較大，從而使得總成本升高，我國政府正在通過相關優惠政策的出臺與實施，鼓勵生物質能發電技術的研究，從而使得可再生能源得到充分發展。

五、海洋能發電技術

將海洋中所蘊含的能量進行利用并進行發電的技術就是海洋能發電技術。海洋面積占到地球表面積的70%以上，海洋資源豐富，同時清潔無污染，是人類可以用來利用的新的能源，然而，海洋的地域性比較強，其能量的密度又比較低，因此，使得海洋能的開發利用受到一定的限制。目前利用海洋能進行發電的技術主要包括了潮汐發電技術，小型波浪發電技術。由于太陽與月球等的引力造成海洋水位出現潮汐變化時具有的能量，就是潮汐能發電。潮汐能發電蘊藏的能量高，由于對環境造成的影響比較小，屬于可再生能源與清潔能源，而運行成本低，但是潮汐能發電建設成本過高，電價也就相應比較高，限制了潮汐能發電。利用波浪能轉變成氣壓，機械等的能量，利用傳動裝置對發電機進行驅動進行發電就是波浪發電。我國海洋資源豐富，雖然波浪發電技術較為復雜，但是其發展前景非常好。

六、結語

隨著人類社會的不斷發展，促進了新能源發電技術日益完善，而我國黨的十八大明確提出節能減排，構建可持續發展社會，新能源發電技術對于保護環境，緩解我國目前的用電危機，保障我國可持續戰略的實施起著非常重要的作用。

【參考文獻】

[1]韓文科.多元化路徑發展清潔能源[J].中國經濟周刊，2009（6）：38，39.

[2]王國梁.低碳經濟——中國用行動告訴哥本哈根[M].北京：石油工業出版社，2010.

[3]于三義.淺談新能源發電技術[J].中國電力教育.2011（15）：68，69.