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电力电子与新能源应用 近年来,新能源的应用越来越广泛,如太阳能、风能等等。同 时,电力电子技术的发展也给新能源的应用提供了有力的支持。 本文将从电力电子技术和新能源应用两个方面进行探讨。 一、电力电子技术 电力电子技术是电力系统中的一门核心技术,其应用主要是通 过改变电力电子器件的开关状态来改变电路的电压、电流等参数。 电力电子技术的发展可以分为三个阶段,其一是开关电源阶段, 其二是可控硅阶段,其三是高压大功率开关器件阶段。 1、开关电源阶段 20世纪70年代初至80年代中期是开关电源阶段。开关电源是 指以半导体开关器件为关键元件,通过电源选择、逆变、变压等 电力电子电路的有源器件来调节和分配电能的一种供电系统。此 时,由于技术水平的限制,电力电子器件的开关频率和电力电子 系统的功率相对较低,因此在一些应用场合中,其效率和可靠性 得不到保障。 2、可控硅阶段 20世纪80年代后期,随着可控硅、晶闸管、功率二极管等新 型器件的应用,可控硅阶段迅速崛起。此时,高速、高功率、高 电压等多种性能关键技术都得到了长足的发展,从而大大提高了 电力电子技术水平。 3、高压大功率开关器件阶段 随着电力电子技术的不断发展,高压大功率开关器件阶段也逐 渐出现。高压大功率开关器件指的是10kV以上、1000A以上的大 功率开关器件。如今,由于高压大功率开关器件的应用,使能量 转换、系统集成等方面的优化得到了大幅提升,其中以IGBT为代 表的集易性、加工工艺的改进,使大功率开关器件得以应用于供 电范围广泛的电力电子器件中。 二、新能源应用 随着新能源技术的不断发展,新能源的应用在我国得到了迅速 的普及。新能源技术主要包括太阳能、风能、生物质能、潮汐能 等。 太阳能是当今世界上最为广泛应用的一种新兴能源。太阳能电 池是将光能直接转化为电能的一种装置,其应用范围广泛,如用 于太阳能灯头、太阳能水泵、太阳能车和太阳能船舶等领域。目 前,太阳能发电在我国的发展还处于初级阶段,未来还有很大的 发展空间。 风能的应用是将风能转化成电能的过程。风能具有分散、可再 生、无公害、无噪声等优点,在我国的西北等区域已经得到了快 速发展。同时,风电技术的发展也在不断地改进,如出现了大型 风机、深水风机、风-光互补技术等,极大地提高了风力发电的效 率和可靠性。 三、电力电子技术与新能源应用的结合 随着电力电子技术和新能源应用的迅猛发展,二者的结合也越 来越紧密。电力电子技术不仅为新能源的开发提供了技术支持, 同时在实际应用中也得到了更加广泛的应用。 1、电力电子技术在新能源中的应用 电力电子技术的应用使得新能源的利用更加高效、稳定。如采 用电网相连技术,通过逆变电源将太阳能、风能等新能源转换为 交流电,供给市电网络。 另外,电动汽车发展迅猛,电池成本昂贵,钛酸锂电池是因具 有优良性能被普遍关注的电池,其中的热管理技术就涉及到电力 电子技术。 2、新能源在电力电子技术中的应用 新能源不仅为我国的能源结构优化提供了有力的支持,同时也 对电力电子技术的发展提出了更高的要求。如在太阳能发电中, 有光热和光伏两种方式,其中光热发电具有面积大、效率高等诸 多优点,而其发电量的大小也受到电力电子技术的限制。因此, 电力电子技术的进一步发展,为太阳能光热发电提供更加丰富的 技术方案。 总之,电力电子技术和新能源应用的迅速发展,为我们的生活 提供了更加清洁、环保的能源供应。同时,电力电子技术与新能 源应用的结合,也将为未来的能源事业注入新的活力和动力。