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我国新能源消纳困难的原因及其对策3篇
第1篇: 我国新能源消纳困难的原因及其对策
网络高等教育
专 科 生 毕 业 大 作 业
题 目：
新能源发电及其应用
学习中心：
乌鲁木齐奥鹏学习中心
层 次：
高中起点专科
专 业：
电力系统自动化技术
年 级：
2009年秋季
学 号：
101494228600
学 生：
豆天鑫
指导教师：
王 凯
完成日期：
2012年8月8日
内容摘要
随着时代的进步，科技的发展，今天的人类正面临着全球气温上升、海洋变酸、冰原融化等严重威胁，对此我们能做些什么呢?科学家提出，使用可再生能源(清洁能源)是向着削减二氧化碳排放量迈出的正确一步。在帮助地球降温时，利用和开发太阳能是必不可少的。可以说，太阳能是取之不尽，用之不竭的，并且是无污染的能源，是最具可持续发展理想特征的可再生能源技术之一。平均而言，地球上暴露在太阳光下的每一平方米面积每年都能够接收到1700kWh的能量。据欧洲能源研究中心预测，到2050年，太阳能电池将为人类提供总电能需求的20%~30%。所以说，太阳光的充分利用对减少二氧化碳起着举足轻重的作用。
关键词：新能源；
太阳能发电; 太阳能发电原理
引 言
能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。下面我们对太阳能发电技术的现状及应用前景进行分析和探讨。
一 新能源的利用形式及现状
1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；
此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。
日前在中国，可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。
一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
二 太阳能发电
我们常说的太阳能发电大致分两类，一种是太阳能光伏发电，另一种是太阳能集热发电。光伏发电是利用光能驱动半导体的电荷运动产生电能。集热发电是利用太阳能把水加温，利用热能转化为机械能再进行发电。
1 太阳能发电系统
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器。
1.1 太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
1.2 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
1.3 蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
1.4 逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。
2 太阳能发电原理
太阳能光利用最成功的是用光—电转换原理制成的太阳电池（又称光电池）。太阳电池1954年诞生于美国贝尔实验室，随后1958年被用作“先锋1号”人造卫星的电源上了天。这种电池一下子就使人造卫星的电源可安全工作达20年之久，从而彻底取代了只能连续工作几天的化学电池，为航天事业的发展提供了一种新的能源动力。
太阳电池是利用半导体内部的光电效应，当太阳光照射到一种称为“P—N结”的半导体上时，波长极短的光很容易被半导体内部吸收，并去碰撞 硅原子中的“价电子”使“价电子”获得能量变成自由电子而逸出晶格，从而产生电子流动。
3 太阳能发电形式
3.1 太阳能热发电
目前, 太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是: 30~80MW 聚焦抛物面槽式太阳能热发电技术( 简称抛物面槽式)；
30~200MW 点聚焦中央接收式太阳能热发电技术(简称塔式)；
7. 5~ 25kW 的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术( 筒称抛物面盘式)。除了上述几种传统的太阳能热发电方式以外,太阳能烟囱发电、太阳池发电等新领域的研究也有进展。
3.1.1 太阳能烟囱发电
太阳能烟囱发电技术由温室、烟囱和风力发电技术三者结合为一体,该系统由集热棚、 烟囱、发电系统组成。集热棚用玻璃或塑料等透明材料建成,并用金属框架作为支撑,集热棚四周与地面留有一定的间隙,大约90%的可见光能够进入集热棚,被棚内地面吸收, 同时由于温室效应,集热棚能够很好地阻隔地面发出的长波辐射。这样集热棚就成了一个有效的捕捉和储存系统。棚内被加热的地面与棚内空气之间的热交换使集热棚内的空气温度升高,受热空气由于密度下降而上升,进入集热棚中部的烟囱,带动烟囱内安装的涡轮发电机发电。同时棚外的冷空气通过四周的间隙进入集热棚,这样就形成了集热棚内空气的连续流动。太阳能烟囱发电系统可建于人口稀少地区,其设备较其它发电技术简单, 运行费用低,而且设备规模越大,功率越大, 发电的功率也越高。不但白天能够发电, 而且晚上也能释放能量, 保证发电机组的连续运转, 因此特别适合于我国西部荒漠地区。
3.1.2 太阳池发电
简单地说, 太阳池是一种池内水体加盐( 一般用NaCI、 CaCh、 MgCl2、 Na2CO,和芒硝等盐类)使对流受到抑制的太阳能集聚工程。它可以兼作太阳集热器和储热器, 并且构造简单, 操作方便,宜于大规模开发,所以近年来得到快速发展。
太阳池发电的突出优点, 一是建造发电站的成本较低,几乎无需使用价格昂贵的不锈钢、 玻璃等材料,只需要一处浅水池和发电设备即可;二是由于它能够储存大量的热能, 再利用池中特定介质汽化后相互对流产生的能量推动气轮机运转发电,所以对光照的强度要求不高,即便是在夜晚和阴雨雪天也能照常进行工作。
太阳池的应用也有一定的局限性:一是在高纬度地区, 只能水平设置的太阳池接收的太阳辐射较少;二是在某些有地下流动含水层的地区,如果太阳池发生泄露, 会造成水源污染和严重的热损失; 三是大型太阳池只能建造在土壤贫瘠又无矿藏的地区,以免占用耕地、 影响开矿以及引起生态环境和地球物理方面的变化,阮美飞;姚向珍
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