淺談新能源發電及其發展前景

由于20 世紀70 年代石油危機的爆發，風力發電作為新能源得到各國政府大力的支持和飛速的發展，隨著科技的不斷進步新能源發電已經覆蓋到風力、光伏和海洋能等等。而在一些發達國家，新能源發電技術現在已經成了他們解決電力系統問題的一種*的手段。新能源指風能、太陽能及海洋能等正處于開發研究階段有待推廣的能源。它具有污染小、儲量大的特點。如今新能源發電技術已經成為應對能源危機和環境問題的必要選擇。
1 風能
1．1 風力發電
兒童所玩的紙質風車便是風力發電原理雛形，它利用空氣的流動使風車葉片旋轉從而將將動能轉化為機械能。風力發電設備由風輪、機艙、塔架和基礎構成。風輪是風力發電機的主要部件，由兩片或其以上的螺旋槳性葉輪構成，要求其材料具有高強度、質量輕的特點來適應野外的風場環境。根據當前的風車技術，以每秒三公尺的微風速度就可以推動發電，而實際中為了提高風輪的轉速，將其轉軸與增速機相連，讓它帶動發電機發電。機艙是由底盤、整流罩和機艙罩三部分組成，底盤上有機組發電系統，變槳矩系統及偏航系統等部件組成，機艙罩后上方裝有風速和風向傳感器，艙壁上有隔音器和通風裝置等部件。塔架與機艙底部相連支撐機艙，塔架上有發電機和主控制器之間的動力電纜、控制電纜、通信電纜等等，為了獲取一定強度和均勻的風力，一般將鐵塔修建的比較高，具體高度依據風輪的直徑和地面物體對風速的影響而定?；A用鋼筋混凝土結構制成，上面安放塔架，基礎四周設置防雷擊的接地裝置。
1．2 風力發電前景
風能的利用具有悠久的歷史，早在19 世紀90 年代風力發電便在丹麥出現，成為解決傳統輸電線路到達不了的地區用電問題，可見早在100 多年以前人類就意識到風能的利用問題。據研究以9 米每秒的風速作用于物體能產生大約98N 的力，20米每秒的烈風能產生大約500N 的力，可以想象風力中蘊藏著巨大的潛在能量。我國西北戈壁地區、華北以及東北的草原地帶、東南沿海及島嶼附近有著豐富的風力資源，同時我國的東部海岸線淺海域地區風力穩定，具備建立海上風電場的潛力。
2 太陽能
2．1 光伏發電
太陽能光伏發電的基本原理是1839 年法國科學家貝克勒爾發現的光生伏打效應，其主要利用半導體材料的結構特性和光學特性，能夠在光照下吸收特定波長段內光的能量并將之用來激發自由電子和空穴對，自由電子和空穴的定向擴散運動會產生電動勢和電能。目前光伏發電系統有并網型、分布式和獨立式光伏發電系統，其一般結構由太陽能電池組件、逆變器、防反沖二極管、變壓器和支架結構等組成。太陽能電池單體是光電轉換的核心部件其在太陽輻射的條件下，它能將太陽能轉化為直流電并且穩定輸出，工作電流約為20mA 每平方厘米而電壓約為0．5V。逆變器通過半導體功率開關的開通和關斷作用，能把太陽能電池組件產生的直流電轉化為交流電。防反沖二極管作用是防止太陽能電池方陣在沒有太陽輻射條件下，如夜晚不發電時或出現短路故障時，電池組通過太陽能電池方陣放電。變壓器能夠將發電系統的電壓轉化為要求電壓等級，確保電能傳送的距離。支架結構一般由不銹鋼或者鋁合金材料制成，它能保證太陽能電池組的傾角朝向問題同時能夠避免一些惡劣天氣對發電系統的影響。
2．2 光伏發電前景
據統計每年地表接受的太陽輻射能量達17 萬億千瓦，而2016 世界的能源消耗為4850 億千瓦，可以看出太陽能光伏發電的利用對能源供給具有重要的作用。我國面積廣闊，70%的土地年均太陽輻射量占總時長的20%以上，再加之西部地區地形廣袤，居民居住地較為分散，對太陽能的采集與利用提供了便利的條件。其次太陽能光伏發電具有相當高的安全性，發電過程無噪聲、無污染，同時無需考慮機械部件的轉動問題，這樣大大降低了它的維修成本。
3 海洋能
3．1 潮汐發電
地球表面大部分是海水，它接受太陽或其他星球的輻射較多。因此海水通過各種物理或化學變化將太陽的大部分能量以潮汐、溫差、波浪、海流等能量形式依附于海水之中。由于目前潮汐發電技術比較成熟，本文以潮汐能舉例: 海水的垂直漲落運動稱為潮汐( 位能) ，其多發生在長幾十千米的河流和海灣的端處。海水水平運動叫潮流( 動能) ，其多出現在一些群島的海峽和海灣狹小的入口處，而它的流速會受到海底地形和海岸的形狀影響。人們通常把海水周期性的垂直漲落和水平運動中所包含的機械能統稱為潮汐能。潮汐發電必須具備兩個前提條件: 所地區海水漲落的幅度不能小，至少要有幾米; 第二海岸地形必須確保儲蓄大量海水，同時能夠進行大型的建筑工程。即區域蘊有足夠大的潮汐能是十分重要的。潮汐發電，就是利用海水漲落及其造成的水位差來推動水輪機，再由水輪機帶動發電機發電。如果建一條大壩，把靠海的河口與臨近的海灣隔開，形成一個天然的水庫，在大壩中留一個豁口，安裝上水輪發電機組，那么漲潮時海水從大海流進水庫，沖擊水輪機轉動，從而帶動發電機發電; 而在落潮時，海水又從水庫流進大海，則又可從相反的方向帶動發電機組發電。這樣海水一漲一落電站就可以*地發出電來。
3．2 潮汐能發電前景
海洋占地球面積的71%，據教科文組織提供的數據可利用的海洋能源高達800 億千瓦，完滿足2016 消耗的總能量。我國具有得天獨厚的海洋資源，1．8 萬公里的大陸海岸線和1．4 萬公里的島嶼海岸線。其中我國海岸地區由平原型和基巖港灣型海岸組成，前者岸線平直，潮差小，由淤泥或粉砂構成; 后者海岸坡度陡，岸線曲折，適合潮汐電站的選址，而其主要分布于杭州灣以南地區。
4 結語
本文簡單的介紹了幾種新能源發電的技術，筆者相信隨著化石燃料的消耗以及環境污染的不斷加重，未來新能源發電技術前景一片大好。