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浅谈新能源发电中的风能发电和太阳能发电

浅谈新能源发电中的风能发电和太阳能发电
摘要:我们每天见到的阳光含有巨大的能量。

太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500 万吨煤释放的热量。

平均在大气外每平米面积每分钟接受的能量大约1367w。

就目前来说,人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。

关键词:风能太阳能无污染用之不竭
风能发电的优势和前景
风一年四季都存在,只不过由于地表结构的不同地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,由此而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。

风在各地表现的形式不一样,有的风力较大能够持续,有的风小持续时间短,地球表面大量空气流动所产生的动能就是风能。

据估算,全世界的风能总量约1300 亿千瓦,中国的风能总量约16 亿千瓦。

风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带,中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源比较丰富。

内陆风能资源最好的区域是沿内蒙古至新疆一带。

这些地区适于发展风力发电和风力提水。

新疆达坂城风力发电站1992 年已装机
5500 千瓦,是中国最大的风力电站。

在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。

随着全球气候变暖和能源危机,各国都在加紧对风力的开发和利用,尽量减少二氧化碳等温室气体的排放,保护我们赖以生存的地球。

风能利用存在一些限制及弊端1)风速不稳定,产生的能量大小不稳定2)风能利用受地理位置限制严重3)风能的转换效率低4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟。

其实风力发电的原理很简单,利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。

依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。

小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。

风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。

每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。

在世界上很多风力资源丰富的国家,都利用风力发电,以丹麦应用最早,而且使用较普遍。

丹麦虽只有500 多万人口,却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国,世界10 大风轮生产厂家有5 家在丹麦,世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术,是名副其实的“风车大国”。

截止到2006 年底,世界风力发电总量居前 3 位
的分别是德国、西班牙和美国,三个国家的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。

我国风力资源丰富,可开发利用的风能储量为10 亿千瓦。

对风能的利用,特别是对我国沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,具有十分重要的意义。

风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国也在西部地区大力提倡。

太阳能的开发利用
我们每天见到的阳光含有巨大的能量。

太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500 万吨煤释放的热量。

平均在大气外每平米面积每分钟接受的能量大约1367w。

就目前来说,人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。

1)太阳能集热器:太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。

另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需。

2)太阳能热水系统:早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。

太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。

此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用。

3)太阳能发电:即直接将太阳能转变成电能,送进电网或存储在电容器中以备需要时使用。

太阳能发电是未来发电的一种不可替代的方式。

太阳能的优点有:
一、太阳能照射到的地方就有太阳能,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。

二、开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。

三、巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130 万亿吨标准煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

四、长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。

在具有有点的同时太阳能也有自身的缺点:
一、分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。

在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备造价较高。

提升了电厂的成本。

二、不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。

三、效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。

太阳能利用中的经济问题:
一、世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一
个既能满足社会需要,而又不危及后代人前途的社会。

因此,尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源,是能源建设应该遵循的原则。

随着能源形式的变化,常规能源的贮量日益下降,其价格必然上涨,而控制环境污染也必须增大投资。

二、我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭约占商品能源消费结构的76%,已成为我国大气污染的主要来源。

大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。

能源问题是世界性的,向新能源过渡的时期迟早要到来。

从长远看,太阳能利用技术和装置的大量应用,也必然可以制约矿物能源价格的上涨。

综上所述风能和太阳能使世界上最多最持续的两大能源,随着时间的延续,一定会在能源领域占有越来越大的比重,也会给我们的生活带来越来越多的改变。

希望环保洁净的能源早日走进我们的生活中。

参考文献
[1] 刘吉辉左倜.《大型陆上风力发电技术综述[J].上海节能
[2]于静车俊轶张吉月.太阳能发电技术综述[J].世界科技研究与发展。

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