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1、新能源工程机械特点探析1新能源工程机械概述1.1 新能源设备应用现状新能源工程机械设备种类繁多，天然气机械、电驱动机械及混 合动力机械等是我国新能源机械设备发展的代表。目前，我国新能 源工程机械研究的技术理念逐步形成，部分新能源工程机械设备已 经实现了产业化发展，三一、柳工、山河智能及中联等国内大型的 工程机械企业均已推出了自己的新能源工程机械设备。较国家发达 国家而言，我国新能源工程机械发展起步较晚，新能源机械的发展 受到多方面因素的影响，在发展过程中，新能源行业普遍缺乏统一 的制度化标准。国家应积极组织人员制定新能源工程机械生产的质 量控制及关键技术标准，通过制度规范的方式促进新能源工程机
2、械 的发展。当前，工业企业生产中，传统能源的应用出现了一系列问 题，能源消耗及环境污染问题日益严重。随着节能减排及可持续发 展理念逐渐深入人心，我国工业企业在新能源工程机械设备方面的 研究不断推进，新能源工程机械立足于社会对清洁能源的需求，进 行机械设备结构及性能的优化，有效地践行了绿色、节能的发展理 念。1.2 制约新能源工程机械发展的因素电驱动工程机械设备具有零污染、不耗油、噪声污染小的特点， 但蓄电池容量较小，造成电动机整体功率存在局限性。蓄电池无法 维持机械设备的长时间作业，电驱动机械设备在实际应用中给企业 作业带来不便，因此，电驱动设备的应用会受到工作场地的制约， 其在电源场所中才能
3、正常作业。新能源工程机械设备的推广是一个 漫长的过程，传统能源在长期的发展中形成了数量众多的能源补给 站，但新能源的补给站相对较少。因此，新能源工程机械设备在应 用过程中存在能源补给困难造成的设备无法正常运转问题，天然气 设备加气方式局限于槽车与加气站。我国天然气配套设施不够完 善，造成天然气保存方面的难题，天然气对存储环境的要求较高， 由于气瓶无法保证隔热，遇到周围环境的温度升高时，瓶内的天然 气会逐渐气化升压。当压力值达到极限时就会出现天然气泄漏的问 题，造成资源浪费，给设备使用企业带来安全隐患。2新能源工程机械的特点2.1 新能源工程机械的多样性我国机械设备的种类繁多，不同建设区域的具体
4、工况及地理环 境等存在明显的差异，工程建设人员为满足建设项目的需求，必须 采用合适的机械设备开展作业，技术人员依据工程需要设计出了不 同的机械设备。现代新能源机械设备具有多样性的特征，我国工程 机械制造企业积极进行技术研发，生产出各种各样的现代化机械设 备，新能源机械设备的研发队伍不断发展壮大。2.1.1 太阳能光伏发电的应用世界能源危机的到来，推动了现 代可再生能源产业的发展，气候变化及环境污染问题带来了世界能 源格局的变化。可再生能源具有储量大、污染小的优势，水能、太 阳能、地热能、潮汐能、风能及生物质能都是可再生能源。可再生 能源应用于工程机械中，是实现现代产业优化升级、促进经济发展 的
5、关键环节。太阳能是一种很清洁能源，避免了传统化石能源使用 中造成的环境污染问题，利用太阳能发电，提高了资源利用率。光 伏装机容量的推广与应用，促进了我国政府光伏政策的完善，我国 光伏电装机容量呈现出不断增长的态势，光伏设备的使用是现代新 能源工程机械设备应用的典型代表。在政府政策支持及技术进步的 推动下，我国光伏产业进入了新的发展阶段，产业链不断完善，光 伏电池材料及相关组件的质量得到明显提高。建设光伏及滩涂光伏 是两种主要的光伏电机装置，滩涂光伏在集中开发模式下与风电项 目结合实现了分光互补发电。在电力企业并网光伏发电系统中，依 据系统的结构及功能，人们将其分为可调试与不可调试两种。不可 调
6、试系统中未设置蓄电池组，系统集成度高，结构相对简单，系统 的安装及调试环节简便，其工作原理为通过对系统中逆变器的控 制，将光伏电池产生的直流电转换为交流电并将其输入公共电网， 应维修或者公共电网故障而需要停止供电时，系统会自动停止供 电，光伏供电机械设备降低了企业的运维成本。含大型光伏电站的 电力系统中，调度中心依据有功需求调整光伏电站的出力状态，并 网逆变器及光伏电站系统的无功补偿装置间相互协调，保证了电网 的安全运行，提高了电力企业的经济效益。2.1.2 LNG 工程机械的应用工业生产中普遍使用天然气作为燃 料，液化天然气（LNG）及压缩天然气（CNG）是工业企业中普遍应 用的两种天然气。
7、LNG采用压缩、冷凝的手段，在低温状态下液化 后进入工业生产。 CNG 通过天然气加压的方式，将其以气态的方式 存储在容器中，其与管道天然气的成分相同。新能源工程机械的应 用中，通常以1:3的比例配置CNG与LNG,保障发动机高效运转， 实现了节约能源的目标。新能源研究中，我国的自主品牌机械研究 取得了重要的成就。例如，我国研发出了 LNG装载机，与传统的柴 油机相比，其使用过程中排放的污染物较少，造成的能源消耗也较 小，是现代工业企业节能减排的典范。2.1.3 双动力工程机械的应用与传统单一动力的机械不同，新 能源双动力工程机械中配置有两个动力机，其使用的能源也不同， 一台以柴油供能的方式运
8、作，一台利用交流电实现供能，很好地适 应了工作环境的要求。国外创造了一种双动力的移动筛分机，利用 柴油发动将机械设备移至施工现场，有效地节约了能源，满足了人 们工作的需要。山重建机制造的 GC58DP-8 双动力挖掘机采用上述 原理，利用220V及380V电网工作，有效地节省了电源，降低了作 业噪音，设备运行中对人力、资金的要求较低，在远离电源设备的 作业中被广泛应用。2.1.4 风车田技术的进步电力平衡发展中，风电具有重要的地 位。在风电场中，通过安装许多风力机组并网发电的方式建立起来 的风车田，是现代工业供电的典型模式。风车田装机采用技术先进 的中型机组，配合发电机并网的风力发电机组进行发
9、电，其单机容 量较大，设备性能可靠，实现了风电资源的开发利用。我国风力发 电机组的数量持续增加，总装机容量也不断增加。随着技术的进步 及政府政策的支持，风车田建设在工业化发电中发挥着重要的作 用，避免了化石燃料造成的资源浪费及环境污染问题。风能作为一 种可再生能源而被广泛应用，我国风车田建设是现代经济社会可持 续发展的重要措施。2.2 新能源工程机械的低碳环保性工业企业为我国经济的发展做出了重大的贡献，但在工业化发 展过程中，企业的生产、制造环节造成了严重的资源浪费及环境污 染问题。机械设备制造环节产生的二氧化碳、二氧化硫及粉尘、微 粒等造成严重的空气污染，电力企业技术的落后造成机械生产环节
10、严重的资源浪费，传统变电站运行下，落后的电缆技术等造成了电 能输送环节的电力浪费。电力企业的风力发电系统，有效地节约了 煤炭资源，减少了煤炭燃烧过程中产生的有毒气体排放，降低了能 源的消耗。汽车行业使用的天然气发动机，较传统的柴油机设备而 言，减少了 20%的二氧化碳排放量，而二氧化硫的排放减少了70%。 现代电驱动机械采用电源设备或者蓄电池提供动力，实现了零排 放，有效地减少了噪声污染。与传统的内燃机机械相比，混合动力 机械节约了 20%的燃油，使用过程中的污染物排放量也明显减少。3新能源工程机械设备的应用前景随着技术的不断进步，新能源工程机械的种类不断增多，在长 期的发展研究中，设计人员依
11、据不同工作场景及环境的需要，设计 出了满足工业企业发展的多种工程机械设备，传统发动机驱动下的 工程机械设备逐渐被大功率马达的电驱动工程机械设备所代替。例 如，典型的JCM921D （电动）挖掘机采用电网提供的电能作为动力 源，代替传统的柴油机，向外输出功率，电动工程机械设备节能效 果好，运作过程中产生的噪声污染较小，实现了零排放，该机械在 隧道、港口及城市建设的电源场所被广泛应用。电力企业常会出现 外接电源供用不够的情况，双动力工程机械的应用有效解决了这个 问题。随着天然气机械的普及应用，加气站的设立密度发生了变化， 在我国市区或郊区的拌合站，周围存在较多的天然气站。天然气设 备在节能减排方面
12、具有独特的优势，天然气作为主要的新型能源在 机械工程中被广泛应用。例如，人们已经开始采用天然气机械进行 作业，如天然气装载车、天然气搅拌车及天然气泵车等。但是，在 偏远地域，由于加气设备、运输条件及加气站数量等多方面因素的 影响，天然气机械无法推广应用。我国在新能源工程机械研究中取 得了一定的成果，随着技术的不断进步及社会的发展，政府在发展 新能源工程机械方面制定了相关政策，未来企业在新能源机械的应 用与开发方面将加大资金投入。我国应借鉴发达国家新能源工程机 械的技术与经验，建立完善的新能源机械产业链，实现关键零部件 的自主生产。政府应制定更多的激励政策，促使现代企业积极应用 新能源工程机械，将节能减排作为企业发展的重要目标。4 结语随着技术的进步及传统能源设备应用下环境问题的不断恶化， 新能源工程机械设备的研究与应用进入新的发展阶段。现代新能源 工程机械设备具有多样化的特征，其结构及性能不断优化，有助于 现代工业企业节能减排目标的实现，新能源工程机械的应用与推广 是促进人类社会可持续发展的重要途径。
