新能源技术与应用

电力电子技术在新能源的应用

摘要：随着科技的不断发展和人们要求的不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛。电力电子技术作为信息产业和传统产业之间的桥梁，它将在国民经济中占有很重要的作用。

关键词：电力电子技术；新能源；应用

引言

电力电子技术自上个世纪中期诞生以来得到了迅速的发展，在国民经济中已经具有十分重要的地位，目前约75%以上的电能须经电力电子处理以后才能投入使用，面临的环境和能源问题也需要高效的发电、电力变换和控制技术来解决，因此电力电子技术作为一项基础技术越来越重要。

1.电力电子器件的发展

一代器件造就一代电力电子装置与应用，新的装置与应用又促进着电力电子器件的发展，让我们来简要回顾一下常用的几类电力电子器件：

1.1功率二极管

大功率的工业用电由工频(50 Hz)交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动等领域。功率二极管是上世纪六十年代开始发展起来的；今天，在现代电力电子装置中仍然扮演着重要的角色，除了大功率工频整流的基本功能之外，功率二极管还日益肩负着高频整流、续流、隔离、箝位、吸收等越来越多的功能。

1.2晶闸管

在大功率和特大功率的工业应用中，晶闸管以其耐压高、电流大、通态压降小、通态功耗低等优势被广泛应用，是这一领域的主力器件，英杰电气在高压大功率晶闸管的应用方面有十几年的应用案例与经验积累。

1.3绝缘栅双极晶体管(IGBT)与功率场效应管(MOSFET)

上世纪八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础，将集成电路的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率MOSFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘栅双极晶体管(IGBT)的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。

科学前沿论坛　

新能源汽车技术应用探讨　

左海姣　

山东省嘉祥县萌山中学，山东济宁２７２４００　

摘　要现代经济的发展促进科技的创新，同时推动汽车研发与制造行业的发展。“快经济”时代的到来，城市化　

水平不断提高，交通网不断完善的同时，汽车需求和使用量加大，汽车生产制造中的能源节约要求不断提高，因而，　

催生了关于新能源汽车技术的应用研究。本篇文章在此基础上，主要对新能源汽车技术应用方法和应用要求作出研　

究与分析　

关键词新能源汽车技术应用；方法；分析　

中图分类号ＴＰ２　文献标识码Ａ　文章编号２０９５—６３６３（２０１７）０２—００１４—０２　

新能源汽车技术研究主要从汽车的生产制造和使　

用方面，考虑其动能使用类型和驱动效率。城市化建设　

和交通建设促进了汽车的生产和使用，现代经济发展科　

学可持续的理念突出了新能源在汽车行业的应用地位。　

新能源汽车技术研究应用对现代交通业和工业制造业发　

展具有重要意义　。　

１新能源汽车技术内容及要点　

传统型汽车使用的动力能源为石油、汽油等，车　

用燃料能耗大，且为不可再生能源；新能源汽车主要的　

动力来源是非常规燃料，并且采用新型动力装置提高汽　

车的驱动和制动能力，总统性能稳定、反应快，实际应　

用意义强。从动力燃料使用划分，新能源汽车包括混合　

动力汽车、增程式电动汽车、燃料电池电动汽车、纯电　

动汽车和其他新能源汽车，其主要特点是汽车结构新、　

技术新和设计原理新。与传统型汽车相比，新能源汽车　

使用简单、安全，动力能源获取方便，同时价格低廉，　

使用成本低；同时新能源汽车多使用清洁可再生能源，　

极大程度上缓解了能源危机，促进环境保护。我国作为　

人口大国，汽车使用率高，新能源汽车技术的研究与应　

用有利于我国自然资源的节约，环境效益高，同时对我　

国汽车新技术研发具有激励作用，有利于中国汽车市场　

的开辟　。　

２新能源汽车技术应用　

２．１电动汽车　

电动汽车主要的动力源是电。相较于传统汽车类　

型，使用燃油或汽油助力，通过柴油、汽油的燃烧发动　

1 新能源技术及其应用------生物质能、海洋能

前言：能源、材料、信息、生物技术是现代文明的四大支柱，能源是人类生存及发展的物质基础，也是人类从事各种经济活动的原动力。新能源与常规能源是一个相对的概念，新能源包括太阳能、氢能、核能、生物质能、化学电源、风能、海洋能和地热能等。

（一）生物质能

生物质能简介

生物质（biomass）是指有机物中除了化石燃料以外的所有来源于动、植物能再生的物质。生物质能则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能后固定贮藏在生物体内的能量。

生物质能源是人类用火以来，最早直接应用的能源。随着人类文明的进步，生物质能源的应用研究开发几经波折，在第二次世界大战前后，欧洲的木质能源应用研究达到高峰，然后随着石油化工和煤化工的发展，生物质能源的逐渐趋于低谷。到20世纪70年代中期，由于中东战争引发大的全球性能源危机，可再生能源，包括木质能源在内的开发利用研究，重新引起人们的重视。人类深刻认识到石油、煤、天然气等化石能源的资源有限性和环境污染问题。日益严重的环境问题，已引起国际社会共同关注，环境问题与能源问题密切相关，成为当今社会共同关注的焦点之一。化石燃料的使用是大气污染的主要原因。“酸雨”、“温室效应”等都已给人类赖以生存的地球带来了灾难性的后果。而使用大自然馈赠的生物质能，几乎不产生污染，使用过程中几乎没有二氧化硫的产生，产生的二氧化碳气体与植物生长过程中需要吸收的大量二氧化碳在数量上保持平衡，被称之为二氧化碳中性的燃料。生物质能将成为未来可持续能源系统的组成部分，预计到本世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总耗能的40%以上。

生物质能开发利用在许多国家得到高度重视，联合国开发计划署、世界能源委员会、美国能源部都把它当作可再生能源的首要选择。联合国粮农组织热门为，生物质能有可能成为未来可持续能系统的主要能源，扩大其利用是减排二氧化碳的最主要的途径，应大规模植树造林和种植能源作物，并是生物质能从“穷人的燃料”变成高品位现代能源。

浅析新能源技术在住宅中的应用　胡明霞（天津津投金厦房地产发展股份有限公司）　摘要：现代住宅的拥有者不仅仅是追求生活的舒适，同时又是在追求生　活的方式和品质。随着近几年来人们绿色环保意识的增强，高效、节能的能源　利用技术在住宅建筑方面被大范围推广和应用。为了更好的提高房屋的附加　值，打破以往的旧思想，力求在新项目上有所突破与创新，如：应用太阳能热　水系统、热泵取暖等。现主要从以下几个方面来分析能源技术在别墅中的应　用。　关键词：新能源技术应用　１太阳能热水系统　太阳能热水系统是利用太阳能集热器收集太阳辐射能把水加热　的一种装置。由于该系统具有环保、节能、经济等优点，近年来，被越　来越多地应用到了新建的绿色生态别墅中，打造太阳能与建筑一体　化。　基于热水使用的方便性、可靠性、维修维护的方便性，物业管理　的方便性等考虑，一般将住宅设计成“分体承压双回路太阳能热水系　统”，微电脑温差自动控制器，电辅助加热。这种太阳能热水系统具有　以下的优点：　１．１采用分体太阳能热水系统，将太阳能集热器和储热水箱分　开。太阳集热器放置在室外，如：屋顶或草坪。施工简便，不涉及防水、　排水问题。储热水箱放置在室内，如：地下室、卫生间等房屋内的任一　方便、合理的地方，既方便管理维护，又密闭保温，热损失显著减少。　分体式太阳能冷热水管可根据水箱放置的位置，与室内其它上下水　管同走管道井，实现了管线综合，方便日后管理和维修。　１．２采用承压系统，自来水自动补入储热水箱底部，并自动将热　水顶出。使用热水时，压力大，使用方便，真正实现“开阀门用水，关阀　门走人”。　１．３采用双回路方式，太阳能运行可靠。在冬季结冰的北方地　区，采用双回路系统，太阳能集热器循环介质是防冻液。它不结冰、不　结垢，防冻液在金属流道内循环，不会出现泄露问题。　１．４采用微电脑温差自动控制器，实现全自动化、智能化。当太　阳能集热器内的介质温度高于储热水箱内的水温时，循环水泵才会　自动运转；反之，则自动停止。避免了循环水泵无意义的运转带来的　电能浪费。除具有温差控制功能外，微电脑控制器还具有时间、温度、　日期、压力等多种自动控制和设定功能，还具有太阳能热量自动记　录、计算、存储等功能，并可与电脑相连，实现数据信息储存。　１．５配置辅助加热，实现全天２４小时供水。当阴雨天或太阳能　光照不足，电辅助加热会根据设定条件自动启动，到设定温度自动停　止。而且，辅助加热系统还配置超保温、漏电保护等安全措施，切实做　到安全可靠。　据相关数据分析显示，利用太阳能热水系统供热的初期投资比　电热水器、燃油锅炉供热多２—４倍，但后期的运行维护费用却是最　少的。如果按５年使用期综合考虑，太阳能系统费用最低，比其他方　式节约开支１—５倍。太阳能系统无需专人管理，全自动运行，节能　节支，安全环保，二至三年即可收回投资成本，经济效益明显。　２地源热泵　地源热泵供暧（冷）系统通过吸收大地的能量，包括土壤、地下水　等天然能源，冬季从大地吸收热量，夏季向大地放出热量，再由热泵　机组向建筑物供冷供热，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染　的既可供暖又可制冷的新型空调系统，可广泛应用于别墅中，它具有　以下几个特点：　２．１与锅炉（电、燃料）供热系统相比，地源热泵具有明显的优　势。锅炉供热只能将９Ｏ一９８％的电能或７０～９Ｏ％的燃料内能转化　为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以　上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量，由于地源热泵的热　源温度全年较为稳定，其制冷、制热系数可达４．５—５，与传统的空气　源热泵相比，要高出４０％左右，其运行费用为普通中央空调的４０％　一５０％。　另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更稳定，保证　了系统的高效性和经济性。　２＿２地源热泵空调主机与大地交换能量，大大地节省运转成本。　据估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户３０％一　４０％的供热制冷空调的运行费用。　２．３地源热泵空调系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多　用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的２套装置或系统，更适　合于别墅住宅的采暖空调。　２．４自动运行，地源热泵空调机组由于工况稳定，所以可以设计　简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度　高，可无人值守：此外，机组使用寿命长，均在２０年以上。　２．５由于地源热泵系统的供冷、供热更为平稳，降低了停、开机　的频率和空气过热和过冷的峰值。　最近几年，地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。但是，应　用这种地下水热泵系统也受到许多限制。首先，这种系统需要有丰富　和稳定的地下水资源作为先决条件。因此在决定采用地下水热泵系　统之前，一定要做详细的水文地质调查，并先打勘测井，以获取地下　温度、地下水深度、水质和出水量等数据。地下水热泵系统的经济性　与地下水层的深度有很大的关系。如果地下水位较低，不仅成井的费　用增加，运行中水泵的耗电将大大降低系统的效率。此外，虽然理论　上抽取的地下水将回灌到地下水层，但目前国内地下水回灌技术还　不成熟，在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，从地下　抽出来的水经过换热器后很难再被全部回灌到含水层内，造成地下　水资源的流失。因此，在国外对于地下水热泵的应用已逐渐减少。　据相关数据信息显示，地源热泵系统的初期投资相对其他供暖　方式要高６—８倍，但其供暖时，能量７０％以上来自浅层地能，可比　锅炉节省７Ｏ％以上的能源和４０％．－６０％运行费用。根据国外的经　验，由于地源热泵运行费用低，增加的初期投资在４—１０年内可以收　回。地源热泵系统在整个服务周期内的平均费用要低于传统的供暖　方式。　３地板采暖　地板采暖是目前世界上领先的采暖方式之一。低温辐射地板采　暖是通过埋设于地板下的加热管——常用的为ＰＥＸ管或发热电缆，　把地板加热，均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果。与传统的采暖　方式相比，这～采暖方式具有以下几个优势：　３．１高效节能：由于采暖的辐射面大，相对要求的供水温度低，　只需４０－５０度。　３．２温度均匀：低温地板辐射供暖方式将加热管道埋在地下，提　高地表面温度，向室内散热，这样既能保证室温，又能使温度分布均　匀。　３．３舒适美观：室内地表温度均匀，室内温度由下而上逐渐递　减，给人以脚暖头凉的良好感觉；不占用室内空间，可充分展示装修　个性。　３．４节约费用：地板辐射供暖只需定期清洗过滤器，由于地板采　暖盘管全部暗埋在楼板中，所以在采暖运行中如果不是人为破坏，几　乎不存在维修的问题，使用寿命在５Ｏ年以上，不腐蚀、不结垢，可节　约维修费用。　地板采暖是最经济的采暖方式之一，目前，在国内的高层住宅、　别墅项目上使用较广泛，性价比较高。与传统采暖系统相比节能　２０—３０％，初始建安成本低，可分区控制，计量方便，便于管理。与其　它单户式供暖方式相比不增加建筑成本及运营维护成本，各房间的　温度可根据需要独立调节控制，便于进行分户热计量收费。　综上，太阳能资源可谓取之不尽，用之不竭，运用范围广阔。我们　应大力发展有关太阳能源的光热技术、其它再生能源（如地源热泵　等）的应用技术，满足建筑供热、供水和制冷等的需求，相信这些低能　耗技术会创造的更多的价值。