电气工程论文

1、新能源发电对现代能源格局影响和未来走向目录弓I言1.1能源分类1.2电能的利用以及产生方式31.3电能利用的发展历程32.1目前发电量最大的发电方式一一火力发电42.2最理想的能量之一一太阳能42.3太阳能的使用与前景5©通过对走进电世界一一电气工程与自动化（专业）概论的学 习，我了解到电气工程与自动化是多学科交融的专业，是我国现 代建设的核心学科，该技术应用领域广泛，是工业化的基础，其 就业前景开阔，就业方向广泛，可以向嵌入式系统、c语言程序 开发、单片机制作等等。通过对导论的初步了解本专业的基本情 况，适当调整学习方法。1.1能源分类能源为人类提供各种形式能量的自然资源及其转化物

2、，是国民经济发展和人 民生活所必须的重要物质基础。一般来说按照国际能源组织对能源的分类，按照 其生产方式可以分为一次能源和二次能源，如水、石油、天然气、煤炭以及太阳 能、地热能、海洋能、生物能等；一次能源在未被开发处于自然形态时，称作能 源资源。世界各国的能源产量和消费类，一般均对一次能源而言。二次能源则是 指直接或者间接III一次能源转化或者加丄制造而产生的其他形式的能源，如电 能、煤气、汽油、柴油、焦炭、酒精、氢能、洁净煤、激光和沼气等。一次能源 除了在少数情况下以原始形态使用以外，更多的则是根据所需的LI的进行加工， 转换成便于使用的二次能源。1.2电能的利用以及产生方式由于电能易于转化

3、成机械能、热能、光能、以及价格低廉、容易控制，还便 于大规模生产、远距离传输和分配，乂是信息的重要载体，所以山最初用于照明、 电报、电话，迅速扩展进入到电镀、电动力以及人类生产活动和日常生活的方方 面面。电能的产生的方式种类繁多，有火力、水力、核能、风力、太阳能等。就LI前的生产力水平而言，以火力、水力和核能发电为主。LI前我国则以火力发电为主，火力发电大约占全国发电总量的白分之八十。1.3电能利用的发展历程一白多年以来，电气工业发展的历史其实也是一部探索电能利用形式、最大限度和最经济地利用电能的发明创造史。我们最早使用的是静电，利用储电装置收集静电，用的时候再放电。然后直流电在电磁理论的诞生

4、之后展现在人类的舞台，并且一直发展并辉煌了很长时间。回顾电力技术的发展历史，从1875年的第一座发电站到现在只有100来年 的历史，从1832年第一台发电机问世至今也只有一个半世纪，在此期间电力技 术和电力生产取得了众多的历史性重要成就：发电机组容量和电厂规模的增大， 技术参考和自动化水平的提高，发电能源山单一变为多样化，输电电压等级不断提高，输电距离也不断延长，电网规模日益增大。今后，随着现代科学技术的飞速发展，无论是发电、输电、配电还是电能的利用技术都会在继承中得到发展，在应用中日益趋于完善。2.1目前发电量最大的发电方式火力发电火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧

5、时产生 的热能，通过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸气，然后再III水蒸气推 动发电机继而发电的一种发电方式。在所有发电方式中，火力发电是历史最久的, 也是最重要的一种。山于地球上化石燃料的短缺，人类正尽力开发核能发电、核 聚变发电以及高效率的太阳能发电等，以求最终解决人类社会面临的能源问题。 最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮 机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化 对电能的需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机 组的容量由200兆瓦级提高到300-600兆瓦级（50年代中期）,到1973年

6、，最 大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高，每 千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期，世界最大火电厂是日 本的鹿儿岛火电厂，容量为4400兆瓦。但机组过大乂带来可靠性、可用率低， 因而到90年代初，火力发电单机容量稳定在300700兆瓦。口前，火力发电主 要是指使用动力煤发电，其所占中国总装机容量约在70%以上。火力发电所使用 的煤，占工业用煤的50%以上。来自“清洁高效燃煤发电技术协作网” 2007年 会的信息显示，目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右。大约全国90%的SO2排放山煤电产生，80%的CO2排放量山煤电排放。2.2最理

7、想的能量之太阳能火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。所以，我们我们需要一种更加具有可持续性的、干净的新能源一一太阳能 利用太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成 电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电 四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳 能热发电是先将太阳能转化为

8、热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。 一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件 中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式 是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只 不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。照射在地球上的太阳能非常巨大, 大约40分钟照射在地球上的太阳能，足以供全球人类一年能量的消费。可以说, 太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公 害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电 源发电原理完

9、全不同，具有以下特点：无枯竭危险；绝对干净（无公害）； 不受资源分布地域的限制；可在用电处就近发电；能源质量高；使用者 从感情上容易接受；获取能源花费的时间短。不足之处是：照射的能量分布 密度小，即要占用巨大面积；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。 但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国 的重视。2.3太阳能的使用与前景目前，太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池 变换效率最高，已达20%以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低, 但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组 件光电变换效率达到1

10、0%,每瓦发电设备价格降到1一2美元时，便足以同现在 的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开 发的山神化稼半导体同锤化镣半导体重叠而成的太阳电池，光电变换效率可达 36%,快赶上了燃煤发电的效率。但山于它太贵，LI前只能限于在卫星上使用。太阳能发电有更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划。准备利用 地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一 电网以便向全球供电。据测算，到2050年、2100年，即使全用太阳能发电供给 全球能源，占地也不过为65.11万平方公里、186.79万平方公里、8

11、29.19万平 方公里。829.19万平方公里才占全部海洋面积2.3%或全部沙漠的51.4%,其至 才是撒哈拉沙漠的91.5%。因此这一方案是有可能实现的。另一是天上发电方案。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建设 太阳能发电站设想，准备在同步轨道上放一个长10公里、宽5公里的大平板， 上面布满太阳电池，这样便可提供500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输 电问题。现已提出用微波束、激光束等各种方案。LI询虽已用模型飞机实现了短 距离、短时间、小功率的微波无线输电，但离真正实用还有漫长的路程。随着中国技术的发展，在2006年，中国有三家企业进入了全球前十名，标 志着中国将成为全球新

12、能源科技的中心之一，世界上太阳能光伏的广泛应用，导 致了 LI前缺乏的是原材料的供应和价格的上涨，我们需要将技术推广的同时，必 须采用新的技术，以便大幅度降低成本，为这一新能源的长远发展提供原动力！太阳能的使用主要分为儿个方面：家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、 建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等， 现在主要的应用方式为建筑一体化和风光互补系统。世界目前已有近200家公司生产太阳能电池，但生产设备厂主要在日企之 手。近年韩国三星、LG都表示了积极参与的愿望，中国海峡两岸同样十分热心。 据报道，中国台湾2008年结晶硅太阳能电池生产能力达2. 2GW,以后将以

13、每 年lGw生产能力扩大，当年并开始生产薄膜太阳能电池，今年将大力增强，台 湾期待向欧洲"太阳能电池大国”看齐。在将来，随着化石资源的逐渐枯竭，太阳能发电肯定会成为最主要的能源供 给形式，市场需求巨大。但是，在化石资源短缺尚不严重的今天，太阳能发电还 只能作为一种小规模的补充形式存在，适用于不讣投资回报的国防哨所及无法正 常通电的边远山区、公路隧道、通信差转站、水文观测站、环境检测站等场所。 据估算，煤炭资源的可开采年限还有40-50年，天然气的可开采年限还有60-70 年，石油的可开采年限还有不到40年时间，核能资源的可开釆年限还有60年左 右。随着可开采年限的临近，各种资源的产出能力会逐渐缩小，在今后20年以 后左右的时间，寻求新能源的需求将增长强劲。同时，随着技术进步，太阳能材 料也会降低成本，其至会发现新的太阳能材料，届时太阳能产业必将迎来急剧增 长的大好局面。就H前的供需形势而言，国内规划的多晶硅产能（据初步统讣约 12万吨）如果达产的话，市场将严重过剩，如果部分企业畏难而退，产销有可 能大致平衡，但暴利时代已彻底结束，大家只能赚取常规利润，部分超大企业可 能会因规模优势、政策优势而居市场领跑者位置。山于太阳能多晶硅产业的行业 瓶颈为高纯多晶硅料的规模化生产，LI前瓶颈已经突破，四川新硅、洛阳中硅、 石嘴山阳光都已产出合格成品并逐渐开始大