王鹏
（华北电力大学(保定)动力工程系 河北保定 071000）
摘要：电力能源安全对于现代社会来说至关重要，但化石能源成本过高和来源来源有限，使可再生资源吸引了世界能源经济的注意，并且还减少了温室气体排放。可再生能源的潜力是巨大的，因为它们原则上可以成倍地超过世界能源需求；因此，这些类型的资源在未来的全球能源组合中，将占有很大的份额，现在正集中精力推进其可再生能源动力工程的落地。 因此，本文介绍了可再生能源现状、发展、以及它们的未来前景，包括其能源动力工程的发展情况。
关键词：可再生能源；能源动力工程；前景分析
1引言
以石油、煤炭和天然气为基础的传统能源是经济进步的高效驱动力，然而，随着传统能源的迅速枯竭，而能源需求却在逐年增加。由于环境问题等，许多相关组织鼓励深入研究利用先进技术建立更高效、更绿色的发电厂，清洁燃料技术和新能源都在被大力追求和研究。2010年至2035年，全球可再生能源发电量预计将增长2.7倍。同期生物燃料的消费量预计将增加两倍以上，达到每天450万桶油当量，高于2010年的130万桶油当量。几乎所有的生物燃料都用于公路运输，但航空生物燃料的消耗将向2035年进军。利用现代可再生能源产生的热量将几乎翻倍，从2010年的337当量到2035年的604当量。本文介绍了可再生能源现状、发展、以及它们的未来前景，包括其能源动力工程的发展情况。
2可再生能源分类
2.1生物质能
生物质能是指来源于植物、树木和农作物的所有有机物质，其本质是通过光合作用收集和储存太阳的能量。生物质能是将生物的能量转化为有用的能量形式，如热、电和液体燃料(生物燃料)。生物能源的生物量要么直接来自土地，如专用能源作物，要么来自粮食或其他产品作物加工过程中产生的残留物。生物质能是可再生和可持续的，但与化石燃料有许多共同的特点。虽然生物质可以直接燃烧来获得能源，但它也可以作为原料，转化为各种液体或气体燃料(生物燃料)。生物燃料可以运输和储存，并可根据需要进行加热和发电，这对于高度依赖风力等间歇性能源的能源组合至关重要。这些相似之处说明了生物质在未来能源方案中预计将发挥的主要作用。
2.2地热能
地热能是一种从地球上提取可再生能源的高效而使用的方法。这可以在小规模上通过地热热泵为居民供暖，也可以在大规模上通过地热发电厂生产能源。地热能是否被认为是一种经济、可靠和环保的能源。地热能资源包括地球内部储存在岩石和被困蒸汽或液态水中的热能。地热能源在不同的地质环境中，比如在水库的温度和深度相应变化前后能产生热能。 许多高温热液系统(大于180CO)与火山有关,中间温度(中间温度甚至100和180CO)和低温(小于100CO)系统也存在于大陆环境中，其中通过放射性同位素衰变产生的高于正常的热量增加了陆地热量，流动或含水层被水沿深穿透断层带通过循环加热。 在适当条件下，高、中、低温地热能源动力系统均可用于发电和直接使用热量
2.3水电
水力发电是一种由移动水的能量衍生而来的动力。流动的水产生能量，可以通过使用涡轮机捕获水并转化为电能。
最普遍的水力发电形式是水坝，尽管较新的形式，利用波浪和潮汐发电越来越普遍。 水力发电是由太阳辐射驱动的水文循环中的水运动产生的，.是水在河流中的流动，在重力的驱动下，从较高的高度移动到较低的高度，产生的能量用来发电。 水力发电厂跨度非常大，从几瓦到几兆瓦都有。 最大的项目是巴西的伊泰普，14000兆瓦和中国的三峡，22400兆瓦，两者都在80到100TWh/年之间。
2.4海洋能
可再生海洋（海洋）能源来自六个不同的来源：波浪、潮差、潮流、洋流、海洋热能转换和盐度梯度，每个来源都有不同的性质和需要不同的技术转换。除了潮汐动力系统，在概念上正在进行密集的研究和开发，其余所有海洋能源技术，或处于理论分析阶段、原型和设想阶段。海洋能源技术的理论潜力估计为7400EJ/年，超过了目前和未来的人类能源需求。有学者对各种海洋能源技术的技术潜力进行了评估，这种潜力将根据未来的技术发展而变化。
2.5太阳能
太阳能发电是指利用太阳的能量，通过太阳能热系统或通过太阳能光伏(PV)和集中太阳能(CSP)系统将水烧开。在过去的几十年中，太阳能系统得到了广泛的使用，在世界各地安装了许多太阳能动力系统，在技术上得到了很好的证明。
3.可再生能源系统中的动力系统
可再生能源系统中的动力系统在电力半导体器件、变换器、脉宽调制(PWM)技术、电气技术等几十年的动态发展中取得了显著的进步。 电力电子学是在电力半导体器件的帮助下处理电力的转换和控制 在开关模式下的速率；因此，电力电子设备的效率可能高达98-99%。 随着技术的进步，电力电子成本降低，而随着性能的提高，可再生能源系统中的动力系统应用在工业、商业、住宅、航空航天、军事、和运输系统中的应用日益广泛。此外，可再生能源系统中的动力系统在可再生能源系统的影响是重大的，能够解决能源短缺，因为它能够高效的发电、使用和分配电能，大幅度提高能源转换效率。事实上，几乎所有的可再生能源系统都需要电力电子设备。它既用于控制可再生能源，又用于与负载连接，可并网或独立工作。当然，功率可以双向流动，这取决于拓扑结构和应用程序。不同可再生能源的动力系统可能存在很大区别。
总结：
电力能源安全对于现代社会来说至关重要，但化石能源成本过高和来源来源有限，使可再生资源吸引了世界能源经济的注意，并且还减少了温室气体排放。可再生能源的潜力是巨大的，因为它们原则上可以成倍地超过世界能源需求；因此，这些类型的资源在未来的全球能源组合中，将占有很大的份额，现在正集中精力推进其可再生能源动力工程的落地。 本文介绍的可再生能源现状、发展、以及它们的未来前景，包括其能源动力工程的发展情况，可以为之后的可再生能源使用提供参考。
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