风能发电技术及其应用

宝贵的气候资源—风能 

达板城的风能发电场

　　2006年1月1日，随着《可再生能源法》的正式实施，揭开了能源新领域的历史篇章，预示着我国可再生能源将进入一个快速发展时期，对可再生能源的利用起到了推波助澜的作用，为风电等产业的发展带来了新的机遇。目前，大规模利用风能、太阳能等可再生能源已成为世界各国的重要选择。风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式，前景十分美好。开发可再生能源与提高能源使用效率相结合，将对全球经济发展、解决贫困人口的能源问题、减少温室气体排放等做出重大贡献。

　　从远古人类钻木取火开始，能源就一直是人类文明发展的“血液”。从20世纪全球环境运动兴起，资源的可持续利用就已成为一个重要的议题。人类社会发展的历史往往与能源的开发和利用水平密切相关。每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生质的飞跃。煤炭作为一种不可再生资源，燃烧一吨就消失一吨，同时还将向大气排放大量的二氧化硫。地球上的石油、天然气，这些积蓄了亿万年的化石能源，经过数百万年的巨大消耗，最终将不可逆转地趋向枯竭。电力、煤炭、石油等能源短缺，正在日益成为制约许多国家经济发展的“瓶颈”。因此，充分利用水力、风能等可再生资源发电才符合循环经济的利用原则。因此，国内外的许多科学家预言，随着化石能源时代的终结和新文明的到来，不用百年，风能、太阳能等可再生的清洁能源将成为全世界的一种重要能源。风能是地球“与生俱来”的丰富资源，加快利用风能已成为全球能源界的共识。

　　由于气候变化、能源危机，一场能源革命已在悄悄展开。气候变化推动了风电技术发展的进一步升温。欧洲将风电的发展，作为实现减排二氧化碳等温室气体承诺的措施，减轻环境的压力是风电发展的重要驱动因素。作为可以商业化大规模利用的清洁能源，风能也将成为我国最好的主力能源之一。

　　可再生能源，是指从自然界中获取的、可以不断再生、永续利用的非矿物能源，主要指风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。由于它来自自然，可再生、无污染，在使用过程中又很少对环境造成二次污染，而被称为绿色能源。在可再生能源的开发利用中，风能是一种发展最快的清洁能源，它的作用主要是发电，目前风电在全球已发展为年产值超过50亿美元的庞大产业。风能一台单机容量为1000千瓦的风机与同容量为1000千瓦的风机相比，每年可减少排放2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮，没有常规能源所造成的环境污染。风力发电是一个极具发展潜力的产业，最近10年，风电在世界范围内飞速发展，在一些欧洲国家和印度等发展中国家，市场和产业的年增长率都在20%以上。在欧洲，风能协会和绿色和平组织在近期的一份报告中，用详实的数据和精辟的分析描述了未来世界风力发电的前景，向世人展示了风力发电已经成为解决全球能源问题不可或缺的重要力量。报告称：到2020年风力发电将占世界电力总量的12%。全球已有50多个国家正在经济促进风能事业的发展。风力发电是目前技术最成熟、最具开发前景的可再生能源，国际上，已进入商业化开发阶段，被誉为“绿色电力”。从中国2000多年前的帆船到荷兰风车，都是人类利用风能的开端，也是风电技术发展的前奏。我国早在上世纪80年代曾大力倡导开发风能，并开始风能实现并网发电。但目前，我国从利用的规模、社会公众的意识上，与国外有些国家相比，都有一定的差距。目前我国风电装机总量只占全国发电装机总量的0.2%。

　　二

　　气候变化的警钟已经越来越频繁地敲响，只有全球范围内大规模减少二氧化碳排放，才能挽救人类的命运。每一个转动的风力发电机都会帮助我们在不损害气候的条件下，实现能源需求。上世纪80年代以来，气候变化为全球关注，能源再次成为焦点。进入21世纪，能源危机、气候变化已不再是纸上预言。气候资源是10大自然资源之一，合理开发利用和保护气候资源，使其朝着有利于人类发展的方向演化，使气候资源真正成为人类生存的基础性自然资源，具有特别重要的意义。风力发电机的发明，使大风能够被有效利用而成为风能资源一样，随着社会的发展和科学技术的进步，越来越多的气候要素和气候现象具有了资源的价值，能够为人类和生产活动提供原料能源。在不久的将来，可再生能源将更广泛地进入我们的世界。气候资源作为一种可再生自然资源，具有自身的特殊性，不利用会造成资源流失，利用不当则造成灾害。同时，开发利用气候资源还存在一定风险，开发利用气候资源时必须考虑防灾减灾。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　澳风能发电场

　　风能是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度，当风速达到3米/秒以上就能带动发电机运转，产生稳定的电能。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿，风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示：我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦，主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北等地区。此外，我国海上风能也很丰富，初步估算是陆地风能资源的3倍左右，可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。据初步估算，我国陆上离地面10米高度层的风内能储量为3226万兆瓦，可开发量为253万兆瓦；近海（水深不超过10米）区域，离海面10米高度层的风能约为750万兆瓦。截止2004年底，我国累计安装风电机组1292台，共有43个风电场，分布在14个省（市、区），累计装机容量已经达到76.4万千瓦。

　　三

　　内蒙古自治区是风能资源丰富、开发较早的地区之一，自1989年开始已相继建成5个并网风力发电场，现正在积极开展百万千瓦级风电基地示范项目前期准备工作。大草原上随处可见风力发电机组在运行，夜幕降临，繁星似锦。

　　背倚大兴安岭，雄踞松嫩平原的吉林白城—人称“八百里瀚海”。白城市的风能储量丰富，该市30年历史气象资料证明，辖区内年平均风速4.5米/秒，风能资源在东北三省名列前茅。据有关专家测算，在白城境内大气中，有效风能密度每平方米268—348瓦，每年可发电量达2076亿千瓦时，可开发风电场面积1000多平方公里，装机容量达600多万千瓦。按风机年可运行2000小时计算，年发电量可达120亿千瓦时，年产值60亿元，可创年利税6.6亿元。预计2008年，建成后的通榆县团结风电场将成为全国最大的风电场。

　　浙江省属于资源小省，陆域能源资源十分匮乏，是“缺煤、少电、无油”的省份，长期存在着能源紧缺的经济和社会问题。但是，浙江省的气候资源却十分丰富，1840多公里长的海岸线，星罗棋布的大小岛屿，且大多数海岛年平均风速在5米/秒以上，年平均有效风速时数在6000小时以上，相当于平均每天可发电16小时，这为风能资源的开发利用提供了得天独厚的条件。通过气候评估，通过三五年的那里，浙江风能资源装机量可达到80万千瓦小时以上。

　　地处我国云贵高原东部的贵州受西太平洋、印度洋暖湿气流和大陆冷空气的交替影响，不仅雨量充沛，具有立体农业特征，而且理论上也存在可利用的风能。2004年2月，专家组深入贵州风力资源比较丰富的西部毕节地区的威宁县和六盘水市的盘县等地，进行了第一次实地考察和观测；2004年4—5月，又在全省范围内进行了第二次风能资源普查，全省30个县（市）多年平均风速大于2米/秒的县（市）均在调查范围内。据调查，我国10米高度层的风能总储量为32.26亿千瓦，贵州的风能资源总储量达到0.7933325亿千瓦，占全国总储量的2.46%，而且风能丰富地区主要集中在贵州西部。据测算，贵州风能资源技术开发量为0.1323459375亿千瓦。

　　在过去的10年内，风能发电能力增长最快，10年内增长了11倍，年平均增长率为29％。美国地球研究所7月份的调查报告显示：根据环境组织的统计，2005年全球风能发电能力比上年度增加了24％，达到59100兆瓦，这一数字是10年前的12倍。风能已经在美国乃至世界，成为安全、清洁、价廉的新能源。根据初步完成的《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国利用风能发电机容量将由目前的130万千瓦上升至3000万千瓦。北京首个可再生能源风发电项目—内蒙古辉滕锡勒风电场已建成。高耸的塔筒，高50米，每个相间三五百米，总共10台。　　

作者：韩淑云  

来源：北京科普之窗

http://www.in-en.com/newenergy/technology/2006/12/INEN_58246.html