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新能源发电:绿色清洁更美好

文章来源:亮报 作者:潘宏娟 整理报道 点击:次 时间:2018/5/25 8:36:02

新能源发电:绿色清洁更美好


《电网新技术读本》共4个分册,每个分册由3~6项国家电网公司科技创新实践成果组成。


当前,世界各国都将风能、太阳能等新能源作为支撑未来经济社会发展的主力能源之一。在新能源大规模开发利用的情况下,如何将其安全、可靠地接入电网成为亟待解决的世界性技术难题。国家电网公司不断推进新能源发展,成功攻克了从科研理论到工程应用的多个难关,开辟了“清洁中国 领跑世界”的全新路径。


风驰电掣 风能资源丰富


风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均匀,引起各地温差和气压不同,导致空气运动而产生的能量。风能是一种清洁能源。从广义上说,风能是太阳能的一部分。风除了具有随机性,以及随高度增加而增大等特性外,还具有随季节、日夜变化的特点。风能储量巨大。


风力发电受到世界各国的重视。风力发电机组由风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分组成。风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向桨叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。在带动发电机之前,还必须附加一个齿轮变速箱和调速机构,然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,需要在风轮后面装一个类似风向标的尾舵。铁塔是支撑风轮、尾舵和发电机的构架。它一般建得比较高,同时需要具有足够的强度。风能不可控且随机波动,不能按计划发电,调度困难;对于大容量风电厂接入系统,其对电力系统的影响可能是局部范围的,也可能是全系统范围的。


到处阳光到处电 万物生长之源


太阳能是地球永恒的能源,特点是广泛性、分散性、随机性、间歇性、区域性和清洁性等。太阳能发电的方式包括光伏发电、光化学发电、太阳能热发电等。太阳电池是一种具有光—电转换特性的半导体器件,可将太阳辐射能转换成直流电,是光伏发电的最基本单元。在光照下,具有特殊电性能的半导体内产生自由电荷,电荷定向移动并积累,进而在其两端形成电动势,用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为光生伏打效应,简称光伏效应。目前应用最广的是晶体硅太阳电池,其厚度大约为0.35mm。


太阳能光伏发电系统通过太阳能电池吸收阳光,将太阳能直接转变成电能输出。但是,单个太阳能电池由于输出电压低、输出电流不合适,晶体硅太阳能电池本身又比较脆,不能独立抵御外界恶劣条件,因此,在实际使用中需要把单体太阳能电池进行串联、并联,并加以封装,成为太阳能电池组件。若干块光伏组件经过串联、并联后组成太阳能电池方阵。光伏发电系统由电池方阵、控制器、逆变器、支架、输配电缆、开关、熔断器等组成。太阳能能量密度低、稳定性差,受地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。


厚积薄发 电力储能技术


电力储能是通过物理或化学手段将电能储存起来,并在出现用电需求时释放。电力储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)三大类。物理储能中最成熟、应用最普遍的是抽水蓄能,主要用于电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等。化学储能根据所使用化学物质的不同,可以分为锂离子电池、铅酸电池、液流电池、钠硫电池等。锂离子电池、铅酸电池技术成熟,可制成大容量存储系统,是目前最实用的储能系统。液流储能电池在国内及美国、德国、日本等国有示范性应用。电磁储能以超级电容器储能为主,超导储能目前还处于探索研究阶段。

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