新能源工程機(jī)械特點(diǎn)探析

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摘要：近年來(lái)，我國(guó)新能源工程機(jī)械研究的技術(shù)理念正在逐步形成，部分新能源工程機(jī)械設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本文分析了新能源設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及制約新能源工程機(jī)械設(shè)備發(fā)展的因素，闡述了我國(guó)新能源工程機(jī)械的發(fā)展特點(diǎn)，勾勒了新能源工程機(jī)械的發(fā)展前景，旨在通過(guò)把握現(xiàn)代新能源工程機(jī)械的特點(diǎn)，推動(dòng)新能源工程機(jī)械的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排目標(biāo)，促進(jìn)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源；工程機(jī)械；節(jié)能減排

1新能源工程機(jī)械概述

1.1新能源設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

新能源工程機(jī)械設(shè)備種類(lèi)繁多，天然氣機(jī)械、電驅(qū)動(dòng)機(jī)械及混合動(dòng)力機(jī)械等是我國(guó)新能源機(jī)械設(shè)備發(fā)展的代表。目前，我國(guó)新能源工程機(jī)械研究的技術(shù)理念逐步形成，部分新能源工程機(jī)械設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，三一、柳工、山河智能及中聯(lián)等國(guó)內(nèi)大型的工程機(jī)械企業(yè)均已推出了自己的新能源工程機(jī)械設(shè)備。較國(guó)家發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)新能源工程機(jī)械發(fā)展起步較晚，新能源機(jī)械的發(fā)展受到多方面因素的影響，在發(fā)展過(guò)程中，新能源行業(yè)普遍缺乏統(tǒng)一的制度化標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家應(yīng)積極組織人員制定新能源工程機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量控制及關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)制度規(guī)范的方式促進(jìn)新能源工程機(jī)械的發(fā)展[1]。當(dāng)前，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)能源的應(yīng)用出現(xiàn)了一系列問(wèn)題，能源消耗及環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。隨著節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展理念逐漸深入人心，我國(guó)工業(yè)企業(yè)在新能源工程機(jī)械設(shè)備方面的研究不斷推進(jìn)，新能源工程機(jī)械立足于社會(huì)對(duì)清潔能源的需求，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)及性能的優(yōu)化，有效地踐行了綠色、節(jié)能的發(fā)展理念。

1.2制約新能源工程機(jī)械發(fā)展的因素

電驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械設(shè)備具有零污染、不耗油、噪聲污染小的特點(diǎn)，但蓄電池容量較小，造成電動(dòng)機(jī)整體功率存在局限性。蓄電池?zé)o法維持機(jī)械設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，電驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中給企業(yè)作業(yè)帶來(lái)不便，因此，電驅(qū)動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用會(huì)受到工作場(chǎng)地的制約，其在電源場(chǎng)所中才能正常作業(yè)。新能源工程機(jī)械設(shè)備的推廣是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，傳統(tǒng)能源在長(zhǎng)期的發(fā)展中形成了數(shù)量眾多的能源補(bǔ)給站，但新能源的補(bǔ)給站相對(duì)較少。因此，新能源工程機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中存在能源補(bǔ)給困難造成的設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題，天然氣設(shè)備加氣方式局限于槽車(chē)與加氣站。我國(guó)天然氣配套設(shè)施不夠完善，造成天然氣保存方面的難題，天然氣對(duì)存儲(chǔ)環(huán)境的要求較高，由于氣瓶無(wú)法保證隔熱，遇到周?chē)h(huán)境的溫度升高時(shí)，瓶?jī)?nèi)的天然氣會(huì)逐漸氣化升壓[2]。當(dāng)壓力值達(dá)到極限時(shí)就會(huì)出現(xiàn)天然氣泄漏的問(wèn)題，造成資源浪費(fèi)，給設(shè)備使用企業(yè)帶來(lái)安全隱患。

2新能源工程機(jī)械的特點(diǎn)

2.1新能源工程機(jī)械的多樣性

我國(guó)機(jī)械設(shè)備的種類(lèi)繁多，不同建設(shè)區(qū)域的具體工況及地理環(huán)境等存在明顯的差異，工程建設(shè)人員為滿(mǎn)足建設(shè)項(xiàng)目的需求，必須采用合適的機(jī)械設(shè)備開(kāi)展作業(yè)，技術(shù)人員依據(jù)工程需要設(shè)計(jì)出了不同的機(jī)械設(shè)備?，F(xiàn)代新能源機(jī)械設(shè)備具有多樣性的特征，我國(guó)工程機(jī)械制造企業(yè)積極進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，生產(chǎn)出各種各樣的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，新能源機(jī)械設(shè)備的研發(fā)隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大。2.1.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用世界能源危機(jī)的到來(lái)，推動(dòng)了現(xiàn)代可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，氣候變化及環(huán)境污染問(wèn)題帶來(lái)了世界能源格局的變化?？稍偕茉淳哂袃?chǔ)量大、污染小的優(yōu)勢(shì)，水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能及生物質(zhì)能都是可再生能源?？稍偕茉磻?yīng)用于工程機(jī)械中，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。太陽(yáng)能是一種很清潔能源，避免了傳統(tǒng)化石能源使用中造成的環(huán)境污染問(wèn)題，利用太陽(yáng)能發(fā)電，提高了資源利用率。光伏裝機(jī)容量的推廣與應(yīng)用，促進(jìn)了我國(guó)政府光伏政策的完善，我國(guó)光伏電裝機(jī)容量呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，光伏設(shè)備的使用是現(xiàn)代新能源工程機(jī)械設(shè)備應(yīng)用的典型代表[3]。在政府政策支持及技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，光伏電池材料及相關(guān)組件的質(zhì)量得到明顯提高。建設(shè)光伏及灘涂光伏是兩種主要的光伏電機(jī)裝置，灘涂光伏在集中開(kāi)發(fā)模式下與風(fēng)電項(xiàng)目結(jié)合實(shí)現(xiàn)了分光互補(bǔ)發(fā)電。在電力企業(yè)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中，依據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能，人們將其分為可調(diào)試與不可調(diào)試兩種。不可調(diào)試系統(tǒng)中未設(shè)置蓄電池組，系統(tǒng)集成度高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的安裝及調(diào)試環(huán)節(jié)簡(jiǎn)便，其工作原理為通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中逆變器的控制，將光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并將其輸入公共電網(wǎng)，應(yīng)維修或者公共電網(wǎng)故障而需要停止供電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止供電，光伏供電機(jī)械設(shè)備降低了企業(yè)的運(yùn)維成本。含大型光伏電站的電力系統(tǒng)中，調(diào)度中心依據(jù)有功需求調(diào)整光伏電站的出力狀態(tài)，并網(wǎng)逆變器及光伏電站系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置間相互協(xié)調(diào)，保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，提高了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。2.1.2LNG工程機(jī)械的應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用天然氣作為燃料，液化天然氣（LNG）及壓縮天然氣（CNG）是工業(yè)企業(yè)中普遍應(yīng)用的兩種天然氣。LNG采用壓縮、冷凝的手段，在低溫狀態(tài)下液化后進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)。CNG通過(guò)天然氣加壓的方式，將其以氣態(tài)的方式存儲(chǔ)在容器中，其與管道天然氣的成分相同。新能源工程機(jī)械的應(yīng)用中，通常以1:3的比例配置CNG與LNG，保障發(fā)動(dòng)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源的目標(biāo)。新能源研究中，我國(guó)的自主品牌機(jī)械研究取得了重要的成就。例如，我國(guó)研發(fā)出了LNG裝載機(jī)，與傳統(tǒng)的柴油機(jī)相比，其使用過(guò)程中排放的污染物較少，造成的能源消耗也較小，是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排的典范。2.1.3雙動(dòng)力工程機(jī)械的應(yīng)用與傳統(tǒng)單一動(dòng)力的機(jī)械不同，新能源雙動(dòng)力工程機(jī)械中配置有兩個(gè)動(dòng)力機(jī)，其使用的能源也不同，一臺(tái)以柴油供能的方式運(yùn)作，一臺(tái)利用交流電實(shí)現(xiàn)供能，很好地適應(yīng)了工作環(huán)境的要求。國(guó)外創(chuàng)造了一種雙動(dòng)力的移動(dòng)篩分機(jī)，利用柴油發(fā)動(dòng)將機(jī)械設(shè)備移至施工現(xiàn)場(chǎng)，有效地節(jié)約了能源，滿(mǎn)足了人們工作的需要。山重建機(jī)制造的GC58DP-8雙動(dòng)力挖掘機(jī)采用上述原理，利用220V及380V電網(wǎng)工作，有效地節(jié)省了電源，降低了作業(yè)噪音，設(shè)備運(yùn)行中對(duì)人力、資金的要求較低，在遠(yuǎn)離電源設(shè)備的作業(yè)中被廣泛應(yīng)用。2.1.4風(fēng)車(chē)田技術(shù)的進(jìn)步電力平衡發(fā)展中，風(fēng)電具有重要的地位。在風(fēng)電場(chǎng)中，通過(guò)安裝許多風(fēng)力機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電的方式建立起來(lái)的風(fēng)車(chē)田，是現(xiàn)代工業(yè)供電的典型模式。風(fēng)車(chē)田裝機(jī)采用技術(shù)先進(jìn)的中型機(jī)組，配合發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，其單機(jī)容量較大，設(shè)備性能可靠，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電資源的開(kāi)發(fā)利用。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量持續(xù)增加，總裝機(jī)容量也不斷增加。隨著技術(shù)的進(jìn)步及政府政策的支持，風(fēng)車(chē)田建設(shè)在工業(yè)化發(fā)電中發(fā)揮著重要的作用，避免了化石燃料造成的資源浪費(fèi)及環(huán)境污染問(wèn)題。風(fēng)能作為一種可再生能源而被廣泛應(yīng)用，我國(guó)風(fēng)車(chē)田建設(shè)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

2.2新能源工程機(jī)械的低碳環(huán)保性

工業(yè)企業(yè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)，但在工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，企業(yè)的生產(chǎn)、制造環(huán)節(jié)造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)及環(huán)境污染問(wèn)題。機(jī)械設(shè)備制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的二氧化碳、二氧化硫及粉塵、微粒等造成嚴(yán)重的空氣污染，電力企業(yè)技術(shù)的落后造成機(jī)械生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，傳統(tǒng)變電站運(yùn)行下，落后的電纜技術(shù)等造成了電能輸送環(huán)節(jié)的電力浪費(fèi)。電力企業(yè)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，有效地節(jié)約了煤炭資源，減少了煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的有毒氣體排放，降低了能源的消耗。汽車(chē)行業(yè)使用的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，較傳統(tǒng)的柴油機(jī)設(shè)備而言，減少了20%的二氧化碳排放量，而二氧化硫的排放減少了70%?，F(xiàn)代電驅(qū)動(dòng)機(jī)械采用電源設(shè)備或者蓄電池提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了零排放，有效地減少了噪聲污染。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)機(jī)械相比，混合動(dòng)力機(jī)械節(jié)約了20%的燃油，使用過(guò)程中的污染物排放量也明顯減少。

3新能源工程機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用前景

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新能源工程機(jī)械的種類(lèi)不斷增多，在長(zhǎng)期的發(fā)展研究中，設(shè)計(jì)人員依據(jù)不同工作場(chǎng)景及環(huán)境的需要，設(shè)計(jì)出了滿(mǎn)足工業(yè)企業(yè)發(fā)展的多種工程機(jī)械設(shè)備，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下的工程機(jī)械設(shè)備逐漸被大功率馬達(dá)的電驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械設(shè)備所代替。例如，典型的JCM921D（電動(dòng)）挖掘機(jī)采用電網(wǎng)提供的電能作為動(dòng)力源，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柴油機(jī)，向外輸出功率，電動(dòng)工程機(jī)械設(shè)備節(jié)能效果好，運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲污染較小[4]，實(shí)現(xiàn)了零排放，該機(jī)械在隧道、港口及城市建設(shè)的電源場(chǎng)所被廣泛應(yīng)用。電力企業(yè)常會(huì)出現(xiàn)外接電源供用不夠的情況，雙動(dòng)力工程機(jī)械的應(yīng)用有效解決了這個(gè)問(wèn)題。隨著天然氣機(jī)械的普及應(yīng)用，加氣站的設(shè)立密度發(fā)生了變化，在我國(guó)市區(qū)或郊區(qū)的拌合站，周?chē)嬖谳^多的天然氣站。天然氣設(shè)備在節(jié)能減排方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，天然氣作為主要的新型能源在機(jī)械工程中被廣泛應(yīng)用。例如，人們已經(jīng)開(kāi)始采用天然氣機(jī)械進(jìn)行作業(yè)，如天然氣裝載車(chē)、天然氣攪拌車(chē)及天然氣泵車(chē)等。但是，在偏遠(yuǎn)地域，由于加氣設(shè)備、運(yùn)輸條件及加氣站數(shù)量等多方面因素的影響，天然氣機(jī)械無(wú)法推廣應(yīng)用。我國(guó)在新能源工程機(jī)械研究中取得了一定的成果，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步及社會(huì)的發(fā)展，政府在發(fā)展新能源工程機(jī)械方面制定了相關(guān)政策，未來(lái)企業(yè)在新能源機(jī)械的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)方面將加大資金投入。我國(guó)應(yīng)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家新能源工程機(jī)械的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，建立完善的新能源機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件的自主生產(chǎn)。政府應(yīng)制定更多的激勵(lì)政策，促使現(xiàn)代企業(yè)積極應(yīng)用新能源工程機(jī)械，將節(jié)能減排作為企業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。

4結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的進(jìn)步及傳統(tǒng)能源設(shè)備應(yīng)用下環(huán)境問(wèn)題的不斷惡化，新能源工程機(jī)械設(shè)備的研究與應(yīng)用進(jìn)入新的發(fā)展階段?，F(xiàn)代新能源工程機(jī)械設(shè)備具有多樣化的特征，其結(jié)構(gòu)及性能不斷優(yōu)化，有助于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，新能源工程機(jī)械的應(yīng)用與推廣是促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

參考文獻(xiàn)

1章崇任.新能源工程機(jī)械特點(diǎn)分析[J].建筑機(jī)械，2009，（15）：90-92.

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作者:賈晨光 單位:布魯塞爾自由大學(xué)