风力发电系统中最主要的组成部分是风机和发电机。目前投入运行的机组的风机主要有两类:一类是定桨距失速控制;另一类是变桨距控制。定桨距失速控制风机的功率调节完全依靠叶片的空气动力学特性,其输出功率随风速改变而改变。变桨距风机通过对桨距进行调整来提高风能转换效率,其输出功率比定桨距失速控制风机平稳的多,变桨距风机在定桨距基础上加装桨距调节结构,依靠改变与叶片相匹配的叶片攻角来进行功率调节。风力发电机系统按照发电机运行的方式来分有恒速恒频系统和变速恒频系统两大类。恒速恒频系统一般使用同步电机或者笼型异步电机作为发电机,通过定桨距失速控制的风机使发电机的转速保持在恒定的数值继而保证发电机端输出电压的频率和幅值的恒定,其运行范围比较窄。变速恒频系统一般采用永磁同步电机或者双馈电机作为发电机,通过变桨距控制风机使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行,这是当前风力发电发展的一个趋势。
3太阳能发电
太阳能作为清洁无污染的新能源方式之一,具有广阔的发展前景,在我国太阳能发电的主要以光伏发电为主。近些年我国太阳电池的生产能力得到了较大的提高,据统计到2002年底我国的光伏系统累计的装机容量达40MWst],但是多晶硅太阳能电池还仅仅处于少量的试生产阶段。与国外相比我国的光伏生产和开发研究还有很大的差距,太阳能发电还处于中小规模利用阶段。
太阳能发电可分为太阳能光发电(又称为光伏)和太阳能热发电两大类。太阳能光发电是利用半导体NP结的光电效应,把太阳光能直接转换成电能,其主要设备是太阳能电池,其典型的应用结构如图4所示。太阳能电池按照其生产材料分可分为晶硅、非晶硅和化合半导体太阳电池。硅系太阳能电池因其材料丰富目前被80%光伏发电普遍使用。以单晶硅为材料的太阳电池,实际应用中最高转换效率大约是16%。制造单晶硅太阳能电池须拉制单晶硅,拉制单晶成本高,随后在20世纪80年代研制成多晶硅电池,成本下降了许多,但是转换效率也随之下降。90年代初又研制出薄膜光伏电池,包括多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池,因其材料对太阳光的吸收系数大所以可以做的很薄,成本下降,但是其效率只有8%一10%。
4其他新能源发电
除了上述两种新能源发电方式外,还有一些其他新的发电方式。如燃料电池发电、地热发电、磁流体发电、潮汐能发电、生物质能、温差能以及其他一些联合发电方式等等。4.1燃料电池发电
燃料电池(FC)发电是迄今为止发电效率最高、污染物排放最少的化石燃料发电技术。燃料电
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