华南理工大学电力学院广东广州510641
摘要:在经济的发展过程中,需要消耗大量的能源,而传统化石燃料的大量使用会导致严重的环境污染和温室气体的大量排放,不利于经济的可持续发展。因此,通过合理开发利用新能源发电技术,缓解当前的能源压力,降低对环境所造成的污染具有十分重要的现实意义。本文对新能源发电技术中的风能、太阳能、海洋能、地热能以及生物质能等进行了比较深入的介绍,对从事新能源发电相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词:新能源;发电技术;环境保护
1前言
随着经济的不断发展,人类活动所排放出的温室气体不断增加,尤其是一些大量燃烧煤炭、石油等常规能源和化石燃料的工业化国家,其所排放出的二氧化碳,明显增加了大气中温室气体的含量,严重危害了自然生态平衡,影响了社会的可持续发展。因此,为了减少对自然环境所造成的破坏和维持社会经济的可持续发展,需要采用无污染和可再生的新能源逐渐代替化石燃料,进而减少各种温室气体的排放,从而确保社会经济的健康发展。
2新能源发电技术
2.1风力发电技术
风力发电技术是指将风能转化为电能的一种发电技术。风力发电机的组成部分主要有:风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等六大部分。其中,风轮具有集风的作用,在风的推动下风轮转动,进而将风能转化为风轮的机械能;发电机主要用于将动能转化为电能,调向器主要用于风轮的调整,确保风轮始终都迎着风向,进而最大限度的利用风能;塔架是风力发电机的支撑机构;限速安全机构能够确保风轮转速维持在安全的范围内,进而确保风力发电机的安全运行;风力发电机所发出的电能不能直接进行使用,需要先存储在储能装置之中,再对其进行有效的利用。
2.2太阳能发电技术
太阳能发电技术是指将太阳光中所具有的辐射能转化为电能的一种技术,根据转化方式的不同,太阳能发电技术可以分为:光伏发电、光化学发电、光感应发电以及光生物发电等。其中,光伏发电主要是利用半导体器件对太阳光中蕴含的辐射能进行吸收,再通过复杂的转化将其转变为电能,是当前应用最广泛的太阳能发电技术。光伏发电系统是由太阳能电池板、蓄电池、控制器以及逆变器等四大部分组成,其中的核心部件就是太阳能电池板,太阳能电池板的优劣决定着整个系统的稳定性。在光伏发电系统中,太阳能电池板能够将太阳的辐射能直接转化为电能,再将其存储在蓄电池之中。控制器主要用于整个系统工作状态的合理控制,避免对蓄电池过度充电或者过度放电,同时,在温差较大的区域,控制器还具有温度补偿功能,起到保护系统的作用。逆变器能够有效的将光伏发电系统输出的直流电转化为交流电,从而便于进行利用。
2.3海洋能发电技术
海洋能发电技术是将海洋中所蕴含的丰富能量转化为电能的一种发电技术,其中具有发电价值的海洋能量主要有潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能以及海水盐差能等。海洋之中蕴含了大量的能量,分布范围广阔,但是其中的能量密度较低,并且具有较强的地域性,这就影响了对其的开发利用。当前,海洋能发电技术中得到广泛应用的技术主要有波浪发电技术和潮汐发电技术。其中,波浪发电技术是利用波浪中所蕴含的动能经空气进行一定的压缩,再通过压缩空气驱动发电机进行发电。当波浪来袭时,能够压缩空气室中的空气,从而将其从空气室中顶出进入到正压器缸中,进而驱动发电机中的空气透平进行发电;当波浪退去时,能在空气室中形成负压,室外的空气进入到空气室进而驱动空气透平进行发电。
2.4地热发电技术
地热发电通过将地下热水和蒸汽中的热能转化为机械能,再将机械能转化为电能。地热资源根据状态的不同可以分为热水和蒸汽两种类型,因此,地热发电技术也有两种,即热水发电技术和蒸汽发电技术。热水发电技术根据发电方式的不同可以分为降压扩容法发电技术和中间介质法发电技术,前者是通过一定的方式降低热水的压力,进而实现降低热水的沸点,促使热水沸腾变为热蒸汽,再通过驱动汽轮机进行发电,其具有系统构造简单、地热参数低等特点,因此,获得了比较广泛的应用;后者主要是借助一个双循环的系统,将热水所具有热能传递给沸点较低的中间介质,由于沸点较低中间介质受热后,转变为蒸汽驱动汽轮机进行发电。
2.5生物质发电技术
生物质发电技术是利用生物质中所蕴含的生物质能进行发电的一种技术,主要分为农林废弃物燃烧发电、农林废弃物气化发电、沼气发电以及垃圾焚烧发电等。其中的燃烧发电是指将生物质在锅炉中直接进行燃烧,通过加热水产生蒸汽后,再带动蒸汽轮机或者发电机进行发电;气化发电是指利用气化炉将生物质转化为气体燃料,所生成的气体经过充分洁净处理后,直接在燃气机中燃烧发电,该技术的关键在于燃气的净化处理;沼气发电是将生物质进行厌氧发酵后生成沼气,再通过将沼气在内燃机中进行燃烧发电;垃圾焚烧发电是指将垃圾在焚烧炉中燃烧对水进行加热生成热蒸汽,热蒸汽再通过驱动汽轮机进而带动发电机进行发电。
3结语
总而言之,利用新能源代替传统化石能源发电不仅能够解决化石燃料不足的问题,而且还能减少温室气体以及其他污染物的排放,进而减少对自然环境所造成的污染,促进人与自然的和谐共处。在利用新能源进行发电时,要结合当地能源结构的实际情况,优选能源总量丰富、获取便利、经济合理的新能源进行发电,进而充分的利用当地所具有的新能源。本文对新能源发电技术进行了比较深入的分析,详细介绍了每种新能源发电技术,对从事新能源发电相关工作的技术人员具有一定的参考价值,进而推动我国新能源发电技术的不断发展。
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作者简介:孙毅(1992.04--);性别:男,籍贯:河南省郑州人,
学历:硕士研究生;研究方向:综合能源和电力系统仿真