摘 要
随着全球经济的快速发展，科学技术的进步,人们的生活水平提高。与此同时，环境与能源环境问题也愈发严重,这些问题始终严重制约着全球的发展。由此可见，如何才能解决能源问题也是也是我们需要共同解决的迫在眉睫的问题。在这种环境背景下新能源一词应运而生，新能源发电技术也一跃成为了全世界缓解能源危机的金钥匙。本文主要对几种新能源发电技术的现状及应用前景进行分析和,阐述新能源发电技术的优势。
关键词：能源短缺；可持续发展；新能源发电技术；清洁；无污染
前言
经过两次工业革命，人类现在并不仅仅是不计一切地求发展，而是放眼未来，追求可持续发展，追求环境保护和人与自然的和谐，而这就催生了新能源的使用。
传统的常规能源，优点是原料多，使用简单方便，并不需要太复杂先进的技术就可以使用，但其缺点也很明显，那就是污染环境，产生温室气体和有害气体。在过去，环境问题并没有现在这么尖锐矛盾，所以新能源没有太大的使用发展的必要。而随着化石燃料储备的减少，温室气体导致的全球变暖，无害且储备广泛的新能源的需求日益加重，新能源使用的必要性迫在眉睫，许多发达国家越来越重视新能源和可再生能源的使用。
近百年以来，全世界的经济、科技、文化、军事等飞速发展，与此同时全球每年以石油、天然气等化石燃料为首的不可再生资源也大量消耗，环境问题日益突出。严重的影响社会的稳定和可持续发展的战略目标。为了将能源短缺问题及时的解决，将其对环境的污染减少，可再生和清洁的新能源成为了近百年来人们苦苦研究的目标。将太阳能、风能、生物质能、地热与海洋能等清洁且可再生的新能源转化成电能的技术被称为新能源发电技术。当利用新能源基本替代化石燃料的时候就可以有效地保护地球环境，实现环境、资源的可持续发展。
新能源的发展根据技术的成熟度和技术改造的程度可以分为四个阶段：研发、示范、推广和产业化。主要的新能源技术有太阳能、风能、地热能、生物质能、洋流能、潮汐能等。其中应用较为成熟的是风能、太阳能和核能发电，已经进入了产业化成熟阶段，而生物质能、地热能和其他形式的新能源还或多或少地处于产业化初期甚至融资和研发阶段，还需要进一步完善。本文主要是对几种常用的新能源发电技术进行分析,阐述新能源在发电过程中存在的优点、现状和前景。
一、风力发电技术
风能是地球上取之不尽用之不竭的清洁能源,是上天赐予人类宝贵的财富。合理有效地利用风能进行发电可以很好地解决能源危机问题。
风力发电技术就是将风能转化成电能的技术。我国在地势开阔的平原地带和海边都设立的风能发电机进行发电。其发电原理是风带动机头上风车的转动,把风能转换为机械能。发电机机头的转子是永磁体，通过机头转子的转动与定子绕组做切割磁感线运动产生交流电。由于风量不稳定，所以机头的风车和转子转速也不稳定产生的交流电压也会在13-25V之间。因此不能直接将其电能接入电网，必须先将之前产生的电能存入蓄电瓶将发电机产生的电能转化成化学能然后用有保护电路的逆变电源把储存在电瓶里的化学能逆变成220V的交流电最后供千家万户使用。
风力发电在我国新能源发电的应用中占据最多比例是最大的。因为其设备装机灵活、使用维护成本低、应用范围广（海洋和内陆地区都可装机）、基建周期短、且其能源量巨大易取得。随着科学技术水平的提高对风力发电技术也会不断提高，不断提高其能源转化效率。全球各国也在合理利用风能发电技术上下足了功夫，这将会在不断降低碳排放、实现人与自然的可持续发展提供了可靠的保证。
二、太阳能发电技术
太阳能是清洁的可再生能源，太阳能具有易取得、无污染能源量大的优点。它也是新能源发电中最理想的能源。我国专门建立了金太阳示范工程并且制定和颁布了相关的法律法规,这一举措就是为了鼓励我国光伏发电产业的发展,为了充分利用太阳能资源,而且把2020年的光伏发电目标从1.6万瓦提高到20万瓦,这一系列的政策和规划,拓宽了我国太阳能发电的发展道路。
目前,光热发电和光伏发电是太阳能发电的两种主要方式。以下详细介绍了这两种发电方式。
（一）光热发电技术
顾名思义，太阳能光热发电技术就是将太阳能的热能转化成电能的技术。但是其具体有两种发电类型。一种是太阳热动力发电，简单来说就是直接利用太阳能将水或者其它介质加热产生热能，再将产生的热能转化成电能的过程。在太阳能加热水或者其它介质的时候会产生蒸汽，蒸汽推动热力发电机内部装有永磁铁的转子的转动与有绕组的定子做切割磁感线运动产生电能进行发电。由于太阳能的不稳定性其产生的交流电电压也会不稳定，因此也需要将电能储存在蓄电瓶中然后通过逆变电源将其转成220V电源供人们使用。我们可以利用水或者其它介质将白天大量的太阳能储存起来在没有太阳光的晚上产生蒸汽发电。另一种是利用热电直接转换，热电转换的原理就是热电效应。即为利用太阳能不同程度加热两种导体使其之间产生温度差进儿在这两种导体之间产生电动势进行发电。
通过以上原理的阐述可以发现采用太阳能光热发电技术可以直接有效地产生电能，并且发电成本低、清洁无污染、基建周期短，设备维护成本低的巨大优势。我国的太阳能光热发电技术起步比国外晚，近几年在该项目上进程缓慢。但是由于光热发电技术较为成熟，前景一片大好，相信在不久的将来我国一定会在光热项目上有所突破。
（二）光伏发电技术
光伏发电技术就是直接将光能转化为电能的技术。它是利用光生伏特效应的原理实现的。光伏发电过程中有三大不可缺少的组成部分，它们分别是太阳电池板(组件)、蓄电池、控制器和逆变器。太阳电池板(组件)是其核心部分其作用是将太阳能转化成电能。蓄电池的作用就是将转化的电能存储起来。控制器的作用就是在蓄电池充放电过程中起保护作用。一般太阳能电池板转化的电能电压为12VDC-48VDC,因此就需要逆变器将这些电压转化成220V的交流电供各种电器使用。我们现在的光伏发电技术是引用了现代光学技术。根据爱因斯坦的光电定律，发电量和光的强度成正比，因此聚光就是其技术的核心。
光伏发电的发电效率较低，太阳能电池板（组件）的占地面积大。
当前，光伏发电已经被广泛地应用在了家庭，工业上了。其发电设备简单灵活。很多家庭工厂甚至能实现自给自足的状况。我国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，我国幅员辽阔，太阳能资源丰富。虽然光伏发电产业起步落后于西方发达国家但是经过政府多年的大力扶持和投资已经迎来了快速发展期。预计到2030年我国光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1.3亿兆瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。光伏产业的蓬勃发展有助于摆脱人们对化石能源的依赖，有利于环境和资源的可持续发展，有利于经济的快速发展。
三、水力发电技术
水能是一种可再生的清洁能源。水力发电技术就是将位于高出具有势能的水流转化成电能技术。这种势能通常是需要人为修筑大坝和引水管涵等能集中水流落差和调节流量的建筑物。其发电过程是先将水流通过引水管涵储存在大坝中形成势能，然后通过调节流量装置将势能转化成水轮机的动能，再借水轮机推动发电机产生电能。
水力发电站的建造周期长，工程投入量大且受自然条件影响大，但是水力发电效率高，对环境冲击小。除此之外水力工程也可以用来投入到防洪、灌溉、航运、旅游等中来。
近年来我国投入了大量人力物力来开发和利用水资源用于发电，三峡大坝工程就是一个重要的例子。其发电量在新能源发电两种占有很大比重。水力发电技术也将在解决全球能源问题和环境污染问题上做出贡献。
四、生物质发电技术
生物质是所有地球通过水和光合作用产生的有机物包括农林木材、农作物秸秆、有机生活垃圾等。生物质也能是第四大能源，我国的生物质能蕴含量巨大。生物质能也是清洁的可再生能源且其能源分布较广。生物质能发电技术主要有直接燃烧发电技术、甲醇发电技术、城市垃圾发电技术、生物质燃气发电技术、沼气发电技术五种发电形式。
生物质能发电技术的原理和传统火力发电相同，都是通过燃烧生成水蒸气带动带电机的运转发电。与传统火力发电的本质上的区别在于前者所用的燃料是可再生的生物质能而后者则为不可再生的化石能源。
直接燃烧发电是通过直接燃烧农林废弃物来加热水产生蒸汽驱动发电机产生电能。其缺点是会产生大量二氧化碳和粉尘会对空气产生一定程度的污染。优点是技术成熟、成本低、应用广泛。甲醇发电技术、生物质燃气发电技术和沼气发电技术都是以生物质为原料通过生物发酵技术产生甲醇、生物质燃气和沼气。再通过燃烧这些可燃物进行发电。其优点是清洁、技术成熟、应用范围广。但是相较于直接燃烧发电其成本高，发电周期长。
通过以上对生物质能发电技术的研究可以得出：生物质能发电技术可以解决我国能源分布不均的现状。较高的可靠性，来源广泛的原料，受自然的影响较小、工程投资量小的种种优势均有利于其产业化、规模化。我国鼓励合理利用生物质能发电技术为该技术的广泛运用创造的条件。
五、地热发电技术
地热能是一种非常重要的清洁能源，我国具有非常丰富的地热资源且分布广泛。地热发电技术是将地热能转化成电能的技术。地热能包括热水型地热和蒸汽型地热。因此地热发电技术可以分为热水型地热发电技术和蒸汽型地热发电技术。两者都是通过蒸汽转化成发电机的机械能再转化成电能。与太阳能发电和生物质能发电原理类似。
目前地热发电技术存在诸多不足比如其热效率一般只有较低的6.4%～18．6%且温度要求高都要150℃以上。但是地热发电也具有发电成本低、设备维护成本低、不易收到气候变化的影响、发电稳定的优点。地热发电技术拥有广泛的应用前景和巨大的市场条件。有能源专家认为在不久的将来地热发电量将占整个新能源发电量的10％以上。
本站文章通过互联网转载或者由本站编辑人员搜集整理发布，如有侵权，请联系本站删除。