对中国能源问题的研究论文

发展速度与能源供求，是中国经济现在和未来都必须面对的一个难题。一方面，我国人均资源相对不足，现在又处在资源消耗比较多的工业化中期阶段，伴随着工业化和城市化快速推进，城乡建设广泛开展，经济规模不断扩大，资源需求量与日俱增；另一方面，由于增长方式粗放，经济结构矛盾突出，资源利用效率低，加之社会生活消费结构迅速升级，经济全球化和国际贸易壁垒等因素，节能降耗和污染减排的任务十分艰巨，能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的主要因素。一、对当前我国能源结构、资源利用的效率分析1、产业结构不合理，经济增长方式粗放：进入新世纪以来，我国经济连续5年达到10％的高速增长，但经济增长过多地依靠投资拉动和高耗能行业为主的重工业，2007年我国能源消费总量26.5亿吨标准煤，比上年增长7.8%。其中，煤炭消费量25.8亿吨，增长7.9%；原油3.4亿吨，增长6.3%；天然气673亿立方米，增长19.9%等，尽管在过去的20年里，中国已在能源利用上取得了GDP翻两番而能源消费仅翻一番的令世界瞩目的成绩，但能源效率低依然是制约中国经济社会发展的突出矛盾，我国一吨煤产生的效率仅相当美国的28.6%，欧盟的16.8%，日本的10.3%，单位能耗仅能创造不到0.7美元的GDP，而世界平均水平为3.2美元，日本更是达到了10.5美元，分别是我国的4.6倍和15倍。同时资源浪费现象严重，工业用水重复利用率要比发达国家低15至25个百分点，我国矿产资源的总回收率大概是30%，美国、澳大利亚、德国、加拿大等发达国家，资源回收率能达到80％左右。中国综合能源利用效率约为33％，比发达国家低10个百分点，使用效率若能达到先进国家水平，则相当于可节约3亿吨的石油，或相当于4.3亿吨标准煤。国际经验表明，进入到资本密集型工业化阶段后，经济增长潜力进一步提高的同时，能源和资源的消耗也必然要出现高增长，尤其是我国的工业化是一个13亿人口的发展中大国的工业化，这在人类历史上是史无前例的，目前，我国已成为世界上煤炭、钢铁、铁矿石、氧化铝、铜、水泥消耗最大的国家，是世界上能源消耗的第二大国，我国自2003年以来，能源矿产资源消耗占全球的30％，但在这些资源定价方面，我国还不具备主导权。2、节能和减排任务十分艰巨，环境污染居高不下：当前科技进步对我国经济增长的贡献率只有40％左右，除了能源消费过程中的污染物排放外，能源在开采、炼制及供应过程中，也会产生大量有害气体。截至2007年底，全国发电装机容量达到71329万千瓦，同比增长14.36%。火电达到55442万千瓦，约占总容量77.73%，同比增长14.59%；煤炭约占能源消费构成近70%，石油占23.45％，天然气仅占3%，能源资源条件决定了我国以煤为主的能源消费结构在短期内难以转变，这也决定了中国节能减排任务的艰巨性和长期性。"十五"期间，中国主要污染物排放量原计划到2005年比2000年减少10％，但2005年的统计数据表明，烟尘、化学需氧量等相当一部分污染物的减排量均未实现预期目标。2006年全国二氧化硫排放量2594万吨，比2005年又增长1.8%，全年全国化学需氧量(COD)排放总量1431万吨，增长1.2%，我国与发达国家相比，每增加单位GDP的废水排放量要高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上，造成三分之一的国土遭受酸雨污染，每年经济损失达1000亿元以上，直接威胁13亿人口和16亿耕地的安全。2007年，在监测的557个城市中，有389个城市空气质量达到二级以上（含二级）标准，占监测城市数的69.8%；有152个城市为三级，占27.3%；有16个城市为劣三级，占2.9%。世界银行曾根据我国经济发展趋势预计，2020年中国燃煤污染导致的疾病需付出经济代价达3900亿美元，占国内生产总值的13％。3、从我国资源条件和对外贸易结构分析：我国资源价格水平长期偏低，近年来一直扮演着"世界工厂"的角色，不仅导致了高耗能、高污染和资源性产品甚至是能源资源的直接出口，扩大了贸易顺差和人民币升值的压力，"政绩"和成本意识的缺失，还使我国原本稀缺的资源更加稀缺。有关部门统计：我国历年贸易顺差商品的生产中所需要的能源，即间接能源出口量，1980年至2005年年均增长14.22%，2005年达到3.3亿吨标油。扣除能源进口量，近几年我国能源净出口逐年递增，由1999年的0.77亿吨标油，增长到2005年的2.22亿吨标油，生态环境付出的巨大代价，已造成一些地方经济的慢性自杀。中国是目前世界第二位能源生产国和消费国，但能源资源并不富余，根据国家发改委公布的数据，我国煤炭、石油、天然气探明储量分别占世界的11%、1.4%和1.2%，人均占有量分别为世界人均水平的55%、11%和5%。其次能源资源赋存分布不均衡，开采条件较差，石油进口依存度高达到40%以上。专家测算，到2020年，我国人口按14-15亿计算，则需要26-28亿吨标准煤；到2050年，人口按15-16亿计算，则需要35-40亿吨标准煤。按专家的估计，我国煤炭剩余可采储量为900亿吨，可供开采不足百年；石油剩余可采储量为23亿吨，仅可供开采14年，天然气剩余可采储量为6310亿立方米，可供开采不过32年，能源供应已成为制约经济增长的基本因素，这一现象在我国将长期存在。二、落实节能降耗，保持可持续发展的几点思考1、加快产业结构调整，坚持开发与节约并举："十一五"期间，我国单位GDP能源消耗指标将从2005年的1.22吨标煤/万元下降到2010年的0.98吨标煤/万元，降幅20%左右，节约能源已经被专家视为与煤炭、石油、天然气和电力同等重要的"第五能源"。因此，我们首先要从调整产业结构和转变经济增长方式入手，提高关键技术和重大装备制造水平，加快淘汰落后的工业生产技术和工艺，将能源使用效率和环境评价作为产业发展政策的重要量化指标，这是缓解中国能源紧张的长远之策。2007年我国全年共关停小火电1438万千瓦，据测算，60万千瓦的大机组和10万千瓦、5万千瓦以下的小机组，一千瓦时的发电煤耗要差100到150克标准煤。因此，我们一方面要抓紧落实"十一五"期间关停小火电机组5000万千瓦，炼钢能力5500万吨，水泥生产能力2.5亿吨的任务，鼓励实行煤电联营或煤电运一体化经营，大力开展煤炭的清洁利用，这意味着每年能节约6000万-9000万吨标准煤，并大大减少污染的排放。另据测算，如果我国第三产业增加值的比重提高一个百分点，第二产业中工业增加值比重相应降低一个百分点，那么万元GDP能耗就可降低约1个百分点。在能源的开发上，应借鉴西方发达国家的经验，充分利用国内外两种资源、两个市场，政府宜鼓励更多的有实力企业投资境外开采石油，积极推动国际能源合作。2、加快能源结构调整，大力开发可再生能源和清洁能源：2007年我国水电达到14526万千瓦，约占总容量20.36%，同比下降了0.53个百分点，核能发电量突破600亿千瓦时，但所占比重仍然偏小。如今太阳能、风能、沼气、地热能、海洋能等为代表的新能源技术已在发达国家大量开发，2006年全球新能源已占能源消费总量的13.6%，如法国的核电量已占装机容量的70％。我国新能源的发展速度和水平不仅远远低于大多数发达国家，甚至落后于印度、巴西等国，以一种能源为主的单一能源供应模式已不能有效保障中国经济全面可持续的发展。我国幅员辽阔，必须走出一条中国特色的能源发展新路，在积极推进核电建设的同时，我国可开发利用的风能资源约2.53亿千瓦，地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准煤，探明储量为31.6亿吨标准煤，太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位，水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时，经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位，已具备了规模化和产业化发展的基础。目前新能源技术由于成本较高，进入市场的竞争力有限，因此国家必须制定切实可行的优惠政策，加大扶持国产新能源技术的开发和利用，推进能源结构向可再生能源调整。据专家推算，每利用一吨可再生资源，可节约原生资源120吨，少生产垃圾废水100吨，增加产值约300元，产生利润500元。3、利用价格杠杆和资源监管，调整产品出口结构：从经济成本上看，随着环境保护和对污染排放的要求越来越严格，这就使原来的外部成本，或原来是由社会承担的成本，转化成企业生产经营方面的成本，从而加大整个经济运行的成本。同时随着中国和一些发展中国家相继步入工业化阶段，全球资源性产品将形成新一轮需求高峰，这在全球自然资源分布极不平均、少数发达国家的跨国公司垄断全球主要资源供给的情况下，将使资源性产品的价格上涨呈现长期化趋势，资源约束将伴随我国工业化的整个进程。因此，我们必须尽快将资源、环境约束纳入到我国参与国际分工的战略构架之中，逐步形成符合我国现实国情以及长远利益的国际分工体系，禁止能源直接出口和严格限制高能耗产品的出口，进一步加快将资源型产品的出口为高附加值产品的出口，放开我国紧缺资源的物质进口配额，降低进口税率。在资源监管上，当前尤其需要建立推进我国矿产资源产权改革和生态补偿机制，让价格真实反映要素的稀缺程度，促进节能减排和结构调整的价格形成机制和价格体系。同时，改变能源税的计量依据，由现在的按企业产量征收改为按划分给企业的资源可采储量征收，促使企业尽量提高资源的回采率。4、2007年12月26日，我国发布了《中国的能源状况与政策》白皮书，节能、减排决不能前松后紧，GDP的增长必须建立在确保完成节能减排指标的基础上。美国在工业化的100年中，消费了390多亿吨石油，近73亿吨钢铁和大量其他矿产品，我国从来没有将来也不可能有发达国家重化工业高速发展时期享有的廉价资源供应量和环境容量，中国已经加入多个国际环境公约，必须承担起与发展水平相适应的国际环境义务。今年4月1日新修订的节能法已开始实施，同时，要加快体现能源战略和政策导向的《能源法》、《循环经济法》的立法工作，制定相关的配套法规和实施细则，真正把节能减排纳入法制化的轨道，做到依法行政和依法治企。另一方面，要尽快出台中国能源可持续发展及其评价指标体系，完善国内生产总值和能源消耗指标体系，将能源消耗纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核，建立和完善节能信息的发布制度，构建统一、高效的能源监督管理和问责体系。要加大舆论宣传力度，逐步推动建筑节能和交通节能，倡导资源节约型的生活方式，树立全民节能环保意识，最后，加快建立中国的能源期货市场，力争实现由能源的需求方来制定能源的期货价格，进而引导现货价格，促进经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高、管理创新转变，从而实现经济、社会、环境又好又快的协调发展。

看来这篇不能用了

能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。 能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。按来源分为3类：地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。 ①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。 中国目前的能源利用困难主要表现为：能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低；能源资源赋存分布不均衡；能源资源开发难度较大；资源约束突出，能源效率偏低；能源消费以煤为主，环境压力加大；市场体系不完善，应急能力有待加强等。 因此开发新能源是能源发展的必要途径，而在我看来在开发新能源当中，核能应重点开发；理由如下： 一，由人类研究核的发展历程来看，核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆，这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密，从另一个角度看，核能越来越重要了。 二，核能之所以受到科学家的关注，不仅是因为人类的能源缺乏，更重要的是核能本身的巨大能量，如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的，甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变！ 三，核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 四，核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 五，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 六，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 七，核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 基于以上的优点，在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能；在我国，几所著名大学如北大，清华，浙大，中大等大学都设立了和工程与核技术专业；这再一次证明了核能就是能源未来的发展！ 然而，我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是： 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。 7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应（即核反应堆），但是热核反应是要利用裂核反应来实现的，而裂核反应是需要不稳定的重核，不稳定的重核主要是铀-235，这是一种很稀小资源！所以在资源方面也造成了一定的困难。 8.核技术的难度极高，所以需要尖端的技术人才，这也是一个困难。 总的来说，能源未来的发展之路即使很模糊，但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样，核能的未来将是不可估计的巨大！

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源;风能;燃料电池;发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%;太阳能光伏发电约占0.9%;生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构;制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

点击下页还有更多>>>浅谈新能源技术论文