試論電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的運(yùn)用

周輝 劉忠菊

摘 要：隨著我國(guó)能源技術(shù)的不斷進(jìn)步和電子技術(shù)的不斷發(fā)展。目前，我國(guó)能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題日益突出，這使得新能源的開發(fā)利用日益緊迫。考慮到電力電子技術(shù)可以將非電能轉(zhuǎn)化為電能，自然資源中的太陽(yáng)能、風(fēng)能和水能可以轉(zhuǎn)化為可供工業(yè)系統(tǒng)使用的電能。然而，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用需要電力電子處理設(shè)備的有力支持。電力電子技術(shù)的合理利用，為新能源的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，為新能源材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。因此，這將對(duì)未來中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生重大影響。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);新能源領(lǐng)域;運(yùn)用

導(dǎo)言：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)的重要性越來越高。如何利用電力電子技術(shù)解決能源和環(huán)境問題越來越受到研究者的重視。目前，電力電子技術(shù)的應(yīng)用涉及多個(gè)方面，特別是在新能源項(xiàng)目的開發(fā)中，電力電子技術(shù)正發(fā)揮著不可替代的作用。

1 新能源概述

社會(huì)的發(fā)展離不開能源，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步也離不開能源的利用。能源支撐著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量居世界前三位。新能源以其清潔、少污染、無污染、儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的重視。目前，我國(guó)主要以煤炭為主要資源。煤炭資源占全部能源資源的67%，石油資源占22.7%。在美國(guó)的能源消耗中，煤炭只占12%左右。我國(guó)煤炭的能源消耗率大大超過美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家，因此我國(guó)廢氣污染排放量一直居世界首位。目前，我國(guó)已啟動(dòng)新能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和部署。太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、熱泵、綠色建筑成為新能源發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。

2電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

2.1有利于提升使用新能源的穩(wěn)定性

新能源有多種形式，風(fēng)能是新能源的重要能源之一。全面提高風(fēng)電機(jī)組的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性有助于提高能量轉(zhuǎn)換效率。目前，我國(guó)大多數(shù)能源企業(yè)對(duì)感應(yīng)式風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電力行業(yè)的穩(wěn)定器有了正確的認(rèn)識(shí)，但對(duì)直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組的雙饋穩(wěn)定機(jī)理缺乏全面的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，充分利用電力電子技術(shù)，提高新能源利用的穩(wěn)定性。我國(guó)在光伏發(fā)電穩(wěn)定性研究方面取得了一些成果，但在實(shí)際研究過程中還沒有相應(yīng)的機(jī)制保障。新能源技術(shù)人員要做好電力電子技術(shù)應(yīng)用的分析總結(jié)，合理選擇應(yīng)用時(shí)機(jī)，提高新能源使用的整體穩(wěn)定性和安全性。

2.2有利于降低新能源轉(zhuǎn)化消耗

雖然電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域得到了充分應(yīng)用，但技術(shù)人員始終忽視新能源的動(dòng)態(tài)功率調(diào)整，不利于全面提高能源轉(zhuǎn)化效率。正確使用電力電子技術(shù)可以有效地解決這一問題，提高新能源的綜合利用率。電力技術(shù)可以將太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源轉(zhuǎn)化為電能，既能節(jié)約能源，又能減少環(huán)境污染;利用電力電子技術(shù)可以降低電網(wǎng)的諧波含量，進(jìn)而降低能耗。

2.3推動(dòng)新能源領(lǐng)域健康發(fā)展

電力電子技術(shù)不同于傳統(tǒng)技術(shù)，它具有控制和轉(zhuǎn)換電能的功能。在實(shí)際應(yīng)用中，電力電子技術(shù)主要由電力電子器件、轉(zhuǎn)換電路和控制電路組成。電力電子技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)主要是通過電氣技術(shù)和電子技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)的;電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制理論密切相關(guān)，與材料科學(xué)和電氣工程有較強(qiáng)的相關(guān)性。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，硅整流和晶閘管已成為主流設(shè)備。正確使用它們，有利于促進(jìn)新能源領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展。

3電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究

電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要技術(shù)手段， 在執(zhí)行當(dāng)前國(guó)家“發(fā)展新能源”和“節(jié)能減排”基本國(guó)策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發(fā)利用為例， 對(duì)電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究

3.1風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)能是自然界產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，具有清潔、可再生、儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，風(fēng)能已成為一種可以高效利用的低碳能源。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，可以有效減少二氧化碳排放，減緩全球變暖，為我們保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、降低資金成本帶來了突破。這不僅有助于將能源轉(zhuǎn)化為無窮無盡的能源危機(jī)，也有助于緩解能源危機(jī)。隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，風(fēng)電機(jī)組等產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量都在逐步增加和提高，在價(jià)格和效用上自然會(huì)有更多的優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)前形勢(shì)下，除了水電技術(shù)外，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比其他可再生能源技術(shù)更成熟、成本更低、對(duì)環(huán)境的破壞更小，因此對(duì)改善生態(tài)環(huán)境也起著重要作用。

3.2水力發(fā)電

沒有水，就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性：水是生命之源。地球上沒有水，就沒有生命。聰明的人掌握了水流中產(chǎn)生的動(dòng)能可以作為自然驅(qū)動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用一定的物理知識(shí)和電路原理，建成了一大批以著名的三峽水電站為標(biāo)志的水電站。這不僅是減少可再生能源消耗的一種途徑，也是減少可再生能源消耗的一種途徑。在水電發(fā)電的基礎(chǔ)上，在新能源開發(fā)利用方面，創(chuàng)新了一系列電力電子技術(shù)。

3.3太陽(yáng)能發(fā)電

在自然界給予地球的能源中，太陽(yáng)能也是取之不盡、用之不竭的清潔能源之一。陽(yáng)光是人類賴以生存的因素之一。沒有太陽(yáng)，世界上的一切都無法繼續(xù)維持生命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)陸地面積2/3以上的年日照時(shí)數(shù)超過2200小時(shí)，年總輻射量超過502萬kJ/m2，為太陽(yáng)能的利用創(chuàng)造了豐富的資源和有利的條件。目前，太陽(yáng)能利用技術(shù)主要有三種：太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)和太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)。這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)新能源的開發(fā)利用起到了巨大的作用。太陽(yáng)能電池是電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域應(yīng)用的典型案例。太陽(yáng)能熱水器、蔬菜大棚照明、藥材果脯烘干、太陽(yáng)能路燈等都是基于太陽(yáng)能發(fā)電和供熱的原理。可以說，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)在未來的生活中有著更廣闊和更有前景的發(fā)展前景。

3.4 提高能源利用性價(jià)比

高頻逆變電源采用高頻逆變電源和大功率晶體管進(jìn)行電壓變換，從而改變電壓的頻率和功率，達(dá)到節(jié)能的效果。借助現(xiàn)代高新技術(shù)，電力電子技術(shù)強(qiáng)弱結(jié)合，降低了新能源技術(shù)的研發(fā)成本，具有節(jié)能、低釋放、高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)。另外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)與電子電氣領(lǐng)域相聯(lián)系。從計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的角度看，綠色能源與綠色能源的對(duì)接要求非常高。例如，綠色能源的利用不僅有效，而且整體能源轉(zhuǎn)化效率高。也正是因?yàn)榫G色電源具有良好的應(yīng)用效果，進(jìn)而降低了電力電子技術(shù)的功耗和能耗。

3.5在其他系能源中的應(yīng)用

上述新能源將在未來發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)中占絕大多數(shù)。電力電子技術(shù)的應(yīng)用不僅局限于上述幾個(gè)領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于其他許多新能源領(lǐng)域，包括抽水蓄能發(fā)電、超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、低谷儲(chǔ)能等。

結(jié)束語(yǔ)

能源短缺是現(xiàn)階段我國(guó)整體發(fā)展中亟待解決的問題。基于此，在提高整體科技水平的基礎(chǔ)上，國(guó)家出臺(tái)了新能源研發(fā)和利用的相關(guān)政策。電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已引起人們的廣泛關(guān)注。它對(duì)解決生態(tài)環(huán)境污染、節(jié)約能源、改善電力系統(tǒng)等相關(guān)問題具有重要作用。電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，為新能源領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的發(fā)展方向，對(duì)未來提高我國(guó)綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

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