绿色能源科技推动电力电子技术新发展黄琰

绿色能源科技推动电力电子技术新发展黄琰

黄琰

（四川峨眉山西南水泥有限公司四川峨眉山市614224）

摘要：本文主要从绿色新能源科技出发，对其进行研究分析并概括电力电子技术在绿色能源科技方面的应用。

关键词：绿色能源科技；电力电子技术；应用

一、能源在生态环境中的影响

1.利用风能进行发电

我国在风能机方面的应用已经比较广泛，在实际操作中也不会产生对环境造成污染的现象，风能机的优势是不占地方、也不需要用水，由于风能比较普遍，因此就被广泛应用到很多地方；但是弊端也是很明显，风力若想得到最佳应用就必须要使风能机有足够的空间可以进行。也因为风能机的这一特点，使得两个风能机中间的地方也被人们用来种植，将资源进行最大化利用。

2.利用太阳能聚热进行发电

我国的聚热厂在进行工作期间不会有废料产生，也不会有排放现象，因为太阳能比较常见，因此聚热厂就有丰富的资源可以进行聚热发电，并且不会对生态环境产生影响。但是弊端在于聚热厂需要大量安装反射镜面，并且在实际工作中需要用到大量的水资源去冷却发电设备，这一点也使得聚热厂当地容易出现水资源短缺的现象。

3.利用地热进行发电

我国只有某些特定地区才有地热资源，因此这种资源就比较稀缺且占地不大，但是地热所产生的电能与它本身的稀缺却成反比，其优势在于不会对环境造成污染并且存在很少的排放，但是也由于地热的分布面比较窄小，在使用方面并不便利。

4.利用潮汐进行发电

我国的潮汐能比较常见，且分布较广，其本身具有可靠性以及可预见性的特点，并且潮汐出现在前几年就可以预测到，为使用潮汐能进行发电奠定了基础。但是在使用潮汐能发电时需要对水下轮机进行大量维护，在实际操作中也会影响到海洋生态环境。

5.利用太阳能进行光伏发电

太阳能板为了达到利用地上丰富资源的目的在安置时通常采用灵活的布置方案，但是缺点是一旦天气恶劣之后就不能利用太阳能进行光伏发电，并且太阳能板本身占地面积也比较大。

这些能源总体分为风能、水能以及太阳能，这三种绿色能源是可再生资源。

二、绿色能源科技概况

绿色能源科技就是利用可再生能源进行科技发展，其中也包括对电网和电气设备进行节能与环保的内容。电网和电气设备的环保节能主要是为了代替传统的煤炭燃烧发电，因为煤炭燃烧发电在进行发电时会有有毒废料产生，同时也会污染环境。[1]风能技术在二零零八年提出鲸鱼的鳍状肢的空气动力学一理论，经过试验可以证实这一理论的有效性，风机叶片用鲸鱼鳍状肢来制造在一定程度上对发电效率进行了提高，这一理论也被广泛应用于工作中，目前经过理论进行改造的高效风能机在实际应用中的工作效率被提升了原有的一半，还有一种新型风力发电机是由美国一风力涡轮机公司进行研发的，这种发电机在进行风力发电时与传统的发电机相比成本节省了将近一半；在太阳能技术的发展方面太阳能电池板的制备方法由美国加州大学利用廉价的黄铁矿进行制备方法的创新，黄铁矿本身具有丰富的储量，但是黄铁矿的成本却比传统运用中的太阳能光伏板材料硅以及半导体材料要低很多，因此这一方法被广泛运用。太阳能光伏板也有美国的某一科技公司进行技术改进，一是将光伏板硅片表面处理成微小的蜂窝状，这样对太阳光照时间进行了延长，从而提高光伏板的光电转换效率。[2]另一方面是对光伏板的电极进行一定的改变，通过加强电极引线宽度使电极在光伏板中减小所占面积的比例，从而拓宽加大太阳光照的范围，最终达到提升光伏板的光电转换效率；对于电池技术的发展方面电池管理系统由我国的北京交通大学进行研发，并且将这一技术成功应用于零八年的北京奥运会和一零年的上海世博会。美国的美孚化学公司的子公司成功研发出锂离子电极隔板材料，有效抑制了锂离子电池的安全隐患，使得研发出来的锂离子电池不会发生爆炸现象。纳米电池技术则是由美国马里兰大学内的纳米研究中心成功研发，与传统的电池相比纳米电池具有非常大的容量，并且节约了充电时间。

三、电力电子技术在绿色能源科技方面的发展

智能电网是由绿色能源科技的发展而被催生，同时也使安全问题和发电效率在绿色能源科技中得到提高，并且缩短了电池的充电时间、提升了电池本身的容量，而这些技术都使电力电子技术得到了进一步的发展。

只有具有高电压直接挂网运行的电力电子变换装置以及对技术的控制这两者相互结合才能促进只能电网的发展。目前链式H桥结构是该电压直接挂网运行的电力电子变换结构的主要形式，我国南方在一零年便试运行了35kV百兆伏安级的静止同步补偿器，高电压电力电子变换结构通过采用模块化多电平变换器（MMC）从而展现出其本身的优势。[3]

风力发电变流器系统只有将容量达到5MAV才能使其发电效率进一步得到提高，而提高大容量变流器的发电效率则是为了将能耗降到最低，从而提高热处理设计在变流器内的灵活性。光伏发电系统由于光伏板的高成本使得光电进行转化的效率就很低，因而为了加大光伏板的总体面积只有将并网逆变器的效率进行提高才能达到目标，这样做会使光伏系统的造价降低，从而加大了光伏系统的自身价值。

电力电子的应用技术绝大程度上是由电力电子的元器件决定的，新一代的电力电子技术也是由上一代所具有的问题进行完善而催生出来的。近些年越来越多的企业重视碳化硅材料的电力电子器件，同时受关注更多的还有氮化镓材料的电力电子器件。因此两者在材料以及致制成功率方面也被拿出来进行比较，结果如下图：[4]

表一碳化硅、氮化镓与硅材料物理特性比较

图二碳化硅和氮化镓材料的器件制成功率与硅材料功率器件比较

结束语

通过对绿色能源科技进行细致研究，从而使绿色能源在科技发展方面进行技术提升，在对发电效率进行提升之后实现降低成本节约能源的目标；而大容量高效率并网变流器系统和高压电力电子变化技术的研发与应用也使绿色能源科技在电力电子技术的发展过程中做出贡献。

参考文献：

[1]王旭东，吴晓刚.电力电子技术在新能源汽车发展中的机遇与挑战[C].中国电工技术学会，2015：1-5

[2]吴英秦.以绿色为基础的电力电子技术及产业发展[C].中国电源学会，2014：312-314.

[3]张榴晨.电力电子与绿色能源[C].中国电工技术学会，2016：57-62

[4]何平.简述电力电子技术在新能源建设中的应用[C].中国电器工业协会，2017：107-108