電能高效潔凈地生產(chǎn)、傳輸、儲存、分配和使用的技術將成為電力技術的重點領域。 論文關鍵詞：電力技術；電源 “電力技術是通向可持續(xù)發(fā)展的橋梁”，這個論斷已經(jīng)逐漸成為人們的共識。研究表明，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應盡可能把一次能源轉(zhuǎn)換為電能使用，提高電力在終端能源中的比例。
因為，在保證相同的能源服務水平的前提下， 使用電力這種優(yōu)質(zhì)能源最清潔、方便，易于控制、效率最高。如果能將大量分散燃用的化石燃料都高效潔凈地轉(zhuǎn)換為電力使用，人們賴以生存的環(huán)境和生活質(zhì)量就會大大改善。因此，電能高效潔凈地生產(chǎn)、傳輸、儲存、分配和使用的技術將成為電力技術的重點領域。以下將對若干電力前沿技術的現(xiàn)狀和未來發(fā)展前景進行簡單評述。
1. 分布式電源
當今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)燃機(IC)、微型燃氣輪機（Micro?tur_bines）和各種工程用的燃料電池（Fuel Cell）。因其具有良好的環(huán)保性能，分布式電源與“小機組”已不是同一概念。
1.1 微型燃氣輪機 微型燃氣輪機（Micro Turbine），是功率為幾千瓦至幾十千瓦，轉(zhuǎn)速為96 000 r/min，以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃氣輪機，工作溫度500 ℃，其發(fā)電效率可達30%。目前國外已進入示范階段。其技術關鍵是高速軸承、高溫材料、部件加工等。可見，電工技術的突破常常取決于材料科學的進步。
1.2 燃料電池 燃料電池是直接把燃料的'化學能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。它是一種很有發(fā)展前途的潔凈和高效的發(fā)電方式，被稱為21世紀的分布式電源。
1.2.1 燃料電池的工作原理 燃料電池的工作原理頗似電解水的逆過程。氫基燃料送入燃料電池的陽極(電源的負極)轉(zhuǎn)變?yōu)闅潆x子，空氣中的氧氣送入燃料電池的陰極(電源的正極)，負氧離子通過2極間離子導電的電解質(zhì)到達陽極與氫離子結(jié)合成水，外電路則形成電流。 通常，完整的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)由電池堆、燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電力電子換流器、保護與控制及儀表系統(tǒng)組成。其中，電池堆是核心。低溫燃料電池還應配備燃料改質(zhì)器（又稱為燃料重整器）。高溫燃料電池具有內(nèi)重整功能，無須配備重整器。磷酸型燃料電池（PAFC）是目前技術成熟、已商業(yè)化的燃料電池。現(xiàn)在已能生產(chǎn)大容量加壓型11 MW的設備及便攜式250 kW等各種設備。第2代燃料電池的溶融碳酸鹽電池（MCFC），工作在高溫（600～700 ℃）下，重整反應可以在內(nèi)部進行，可用于規(guī)模發(fā)電，現(xiàn)在正在進行兆瓦級的驗證試驗。固體電解質(zhì)燃料電池（SOFC）被稱為第3代燃料電池。由于電解質(zhì)是氧化鋯等固體電解質(zhì)，未來可用于煤基燃料發(fā)電。質(zhì)子交換膜燃料電池是最有希望的電動車電源。
1.2.2 性能和特點 燃料電池有以下優(yōu)點：
有很高的效率，以氫為燃料的燃料電池，理論發(fā)電效率可達100%。熔融碳酸鹽燃料電池，實際效率可達58.4%。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或聯(lián)合循環(huán)綜合利用熱能，燃料電池的綜合熱效率可望達到80%以上。燃料電池發(fā)電效率與規(guī)模基本無關，小型設備也能得到高效率。處于熱備用狀態(tài)，燃料電池跟隨負荷變化的能力非常強，可以在1 s內(nèi)跟隨50%的負荷變化。
噪音低；可以實現(xiàn)實際上的零排放；省水。安裝周期短，安裝位置靈活，可省去新建輸配電系統(tǒng) 目前燃料電池大規(guī)模應用的障礙是造價高，在經(jīng)濟性上要與常規(guī)發(fā)電方式競爭尚需時日。
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