风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势

王昊宇

【摘要】：伴随着人类社会生活的持续发展，对于各类能源的消耗需求也越来越大，能源危机的警钟声不绝于耳，鉴于此种情况，世界上绝大多数的国家，都重新审视了对于风能和太阳能等可再生能源的开发利用工作。特别是现代社会对于电力的需求越发严重，电力供应情况愈发紧迫，采用传统的火力发电方式不但会对大气环境产生严重的污染问题，并且这些火力发电所应用到的化石燃料是相对有限的，因而，就探寻新的可再生清洁能源问题已经越来越引起人们的重视与思考，据此下文将主要就目前风力发电与太阳能发电，在国际与国内的现状及趋势展开具体的分析与探讨。

【关键词】：风力；太阳能光伏发电；现状；发展趋势

1、导言

环境问题、经济问题、资源问题等是我国发展急需调整的问题，同时随着环境污染情况的加重以及燃料资源的日益缺乏，使人们逐渐认识到再生能源发电的重要性，如风力发电、潮汐发电、太阳能发电等。本文就风力和太阳能的光伏发电角度分析其未来发展形势，但就目前我国光伏发电现状来说，比照国外先进国家的技术还有较大的差距，对此加强此方面的研究，增加我国的社会经济以及科技创新是非常有必要的。

2、风力发电现状及趋势

2.1我国风力发电的现状

我国自20世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始袁经过二十几年的发展袁我国的风电市场已经获得了长足的发展遥到2009年底袁我国风电总装机容量达到2601万kW袁位居世界第二遥2009年新增装机容量1300万kW袁占世界新增装机容量的36%袁居世界首位。

2.2风力发电技术研究

我国风力发电机组主要有发电土工原动力的风力机和风能电能转换的发电机两种，其中风力机采用的有常规型和新颖型两种。其技术发展特征主要表现在，风力发电的规模、单机容量正在不断扩大，在电力生产行业占据一定的地位；正在逐渐向着专业化和成熟化方向发展；风力发电技术的成本虽然高，但是日常运营费用却并不是很高。其中单机容量，从最初的55kW逐渐发展到了450kW，目前我国风电机组最大容量是6MW，更有专家向着单机容量10MW的风电机组进行研究，有效地促进了我国风电场建设的速度和经济效益。

功率调节的方式包括定桨距失速调节、变桨距调节、主动失速调节等，额定的风速是14m/s左右；不同的生产商和风力发电型号的额定功率不同，风轮控制的方式、转速控制的方式也不同。其中变速运行，其中风机从风能中，捕获到的功率的公式，即Pr=Cρ（β，λ）ρ╧πR2；λ=w╧R/Vw。式中：Pr表示风轮吸收的功率；ρ表示风的密度；R表示风轮的半径；λ表示叶尖的速比；w表示风轮转速；Cρ（β，λ）表示风能利用系数。同时变速运行，还具有高效率、吸收阵风能量、高系统效率、功率质量改善、运行噪声减少的优点。

2.3发展趋势

我国风能的开发利用应从这几个方面着手：首先，在继续发展小型风力机组的基础上，加速发展大型风力发电机组。目前，我国自行研制的风力发电机组很少，风电机组的国产化将会使得风电成本降低，更为经济性；其次，快速建设风电场。能够大规模利用风能、实现风电产业化的最好方式就是风电场；最后，综合利用其他形式的新能源或常规能源，例如风-光混合系统、风-油混合系统等。

风力发电能够满足能源的有序利用，将会是世界能源利用及发电发展的趋势，而中国风力发电的发展前景也是十分可观及广阔，风电产业和相关的科研机构应及时把握住这次机会，规划出一个系统可行的风电全面发展的计划，逐步解决掉风电发展中的遇到的困难和出现的问题，在科研基础上完善风电机制，使风能真正得到大范围和高效率的利用。

3、太阳能发电现状及趋势

3.1太阳能光伏发电的原理与优点分析

太阳能光伏发电原理最基本体现为：通过太阳能电池把来自于太阳的辐射光能变成电能，现代科技的持续发展使得太阳能发电技术成为最具潜能的一项技术。主要是发挥半导体的光伏发电光能，来自于太阳辐射出的光，聚集于太阳电池中，电池吸收这些光能，对应将其转化为电能。

太阳能光伏发电体现出一定的优势，具体表现为：不同于普通的电力系统发电，太阳能光伏发电主要是利用太阳光能，将光子变成电子，光能转化为电能，这其中省略掉了一系列的能量转化环节，电能转化更为简单，同普通发电对比起来，其效率高、简单、便捷，同时又节能环保；太阳能是一种来自于大自然的能源，具有清洁、环保、可再生等特点，太阳光的广泛分布为其开发与利用带来了巨大便利，充分利用太阳光能就可以减少对其他常规能源的开发，从而减少对环境的污染与破坏。

3.2发展现状与趋势

当前，我国的太阳能光伏发电应用日渐增多，光伏产业得到了快速的增长，然而在实际的发展过程当中却也存在有诸多的问题，太阳能发电的价格一直居高不下。太阳能光伏发电的成本要远超风能发电成本，且为风能发电的7倍之多。并且又以光伏电池组件成本最大。然而伴随着近些年来国内相关科研单位及企业，在开展了一系列的科技攻关后在相关技术手段方面取得了突破性的发展，致使其成本出现了大幅度下降的趋势。

经过多年的实践，我国太阳能资源的开发已经逐步进入到规模实用阶段，我国太阳能的产业规模、光热产业居世界第一。在2015年我国太阳能光热发电技术，已经实现了与火电厂合作发电，同时电站的规模也在不断扩大，大型的太阳能光热发现也支持了海水淡化工程的发展，并且分布式发电系统的建立有效地解决了偏远山区发电问题。虽然我国已经具有了15WM的太阳能发电容量，为我国光伏产业的发展奠定了良好的发展基础。

未来可以将风力和太阳能光伏发电进行结合，使其综合利用对于其发电起到互补的作用；中小型风力发电以及风光互补新能源市场的发展也会有效地推动光伏产业的完善以及技术的成熟。

结论

总而言之，与传统能源相比，风能与太阳能不仅清洁、无污染，而且分布十分广泛。将风能与太阳能进行综合利用，能够发挥出极大的互补性价值，其发电效用要显著优于单一性的风力发电亦或是太阳能发电方式。当前，风力与太阳能发电的互补性研究依然还不甚成熟，因而应当由法律、政策以及相关的研究工作中进行共同努力，推动其发展的步伐，从而为新型清洁能源的开发与利用做出不懈的努力。

【參考文献】：

[1]杨忠.太阳能光伏发电现状与发展趋势[J].金陵科技学院学报，2013，01：9-13.

[2]邵翠平.我国太阳能光伏发电现状及发展趋势[J].科技信息（科学教研），2014，23：41-42.