風(fēng)能(第二章)課件

風(fēng)能

風(fēng)能資源

風(fēng)能是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的一種形式，是一種重要的自然資源。據(jù)有關(guān)專家估計(jì)，全球一年中約為1.4×1016千瓦時(shí)電力能力，相當(dāng)于目前全世界每年所燃燒能量的3000倍?？衫玫娘L(fēng)能比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。加強(qiáng)可再生能源的使用加強(qiáng)可再生能源的使用，能使氣候得到保護(hù)和改善，也才能使我們地球上的生命質(zhì)量得以保證。德國(guó)眾議院Enquete委員會(huì)在1990就據(jù)實(shí)地認(rèn)為到2050年，全球?qū)⒂?0%的能源消耗來(lái)于可再生能源。不管怎樣，近幾十年以來(lái)，風(fēng)力發(fā)電和水能的運(yùn)用已成為我們科技和文化內(nèi)容的一部分。甚至我們可以看見上一個(gè)世紀(jì)末散布安裝在全國(guó)各地的30,000臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)使我們的土地資源的利用更加豐富。

加強(qiáng)可再生能源的使用

可更新能源的技術(shù)進(jìn)程，特別是在風(fēng)能領(lǐng)域，是非常之大的?，F(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)作是有效和無(wú)噪音的：僅一個(gè)1,500KW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電量就能供給1,000戶家庭的用電或聯(lián)邦鐵路公司兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的用電量。在今天的Schleswig-Holstein,15%電力供應(yīng)來(lái)自于風(fēng)力電，在Nordfriesland地區(qū)，大約有70%的電來(lái)自于風(fēng)力發(fā)電。

加強(qiáng)可再生能源的使用在2020年的德國(guó)將用25,000臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量供應(yīng)全國(guó)用電量的30%。到2030年，丹麥全國(guó)50%的用電量將由風(fēng)力發(fā)電供給。歐洲議會(huì)計(jì)劃在2010年前將可再生能源的合作者提高兩倍。全球風(fēng)電裝機(jī)容量分布資料來(lái)源：GWEA，海通證券研究所2006年歐洲風(fēng)電裝機(jī)占比由69.4%下降至65.4%，美洲和亞太地區(qū)占比迅速上升,其中中國(guó)和印度是亞洲風(fēng)電增長(zhǎng)的主要地區(qū)全球風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)趨勢(shì)資料來(lái)源：GWEA，海通證券研究所基本概念

風(fēng)的形成風(fēng)的變化風(fēng)力等級(jí)風(fēng)的形成

地球上任何地方都在吸收太陽(yáng)的熱量，但是由于地面每個(gè)部位受熱的不均勻性，空氣的冷暖程度就不一樣，于是，暖空氣膨脹變輕后上升；冷空氣冷卻變重后下降，這樣冷暖空氣便產(chǎn)生流動(dòng)，形成了風(fēng)。而且由于地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的力量及地形之不同也更加強(qiáng)風(fēng)力和風(fēng)向之變化多端。

在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系內(nèi)作勻速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，除受慣性離心力個(gè)，還受另一種虛擬力——科里奧利力?？评飱W利1792---1843關(guān)于科里奧利力我們先從一個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)起。如圖：設(shè)在以角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，有A，B兩點(diǎn)，O為圓盤中心，且有OA>OB，在A點(diǎn)以相對(duì)于圓盤的速度V沿半徑方向向B點(diǎn)拋出一球。如果圓盤是靜止的，則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間△t=（OA－OB）/V后，球會(huì)到達(dá)B，但結(jié)果是球到達(dá)了B轉(zhuǎn)動(dòng)的前方一點(diǎn)B’，對(duì)這個(gè)現(xiàn)象可如下分析，由于圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)，故球離開A的時(shí)，除了具有徑向速度V’外，還具有切向速度V1，而B的切向速度為V2，由于B的位置靠近圓心，所以V1＞V2，在垂直于AB的方向上，球運(yùn)動(dòng)得比B遠(yuǎn)些。這是在盤外不轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性系觀察到的情形。ABOB‘引例

利用此例可導(dǎo)出科里奧利力的定量公式。以轉(zhuǎn)動(dòng)系為參考系，球從A到達(dá)B’的時(shí)間是 △t’=（OA－OB）/V’在△t’時(shí)間內(nèi)球偏離AB的距離

BB’=（V1－V2）△t’

=ω（OA－OB）△t’

=V’ω在△t’很小的情況下，可以認(rèn)為沿BB’的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)而初速為0，以a’表示以加速度應(yīng)用BB’=1/2a’，與上一結(jié)果比較可得：a’=2V’ω。在此轉(zhuǎn)動(dòng)參考系內(nèi)形式地應(yīng)用牛頓第二定律，可得科里奧利力大小為

FC=ma’=2mV’ω在此例中，圓盤沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，科里奧利力方向指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的右方。同理，如果圓盤沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則科里奧利力的方向指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的左方。一般地可以證明，當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)參考系（角速度矢量為ω）的速度為V時(shí)，則在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系內(nèi)觀察到的科里奧利力為

Fc=2mV×ω。

白晝海陸風(fēng)

夜間陸海風(fēng)

增溫快

（熱源）增溫快

（熱源）增溫慢

（冷源）谷風(fēng)山谷風(fēng)谷風(fēng)的形成風(fēng)向和風(fēng)速

在氣象上，風(fēng)常指空氣的水平運(yùn)動(dòng)，并用風(fēng)向、風(fēng)速（或風(fēng)力）來(lái)表示。風(fēng)向指風(fēng)的來(lái)向，一般用16個(gè)方位或360度來(lái)表示。以360度表示時(shí)，由北起按順時(shí)針?lè)较蛄慷?。風(fēng)速指的是單位時(shí)間內(nèi)空氣的行程，常以米/秒、公里/小時(shí)、海里/小時(shí)來(lái)表示。

風(fēng)能密度

風(fēng)是空氣的水平運(yùn)動(dòng)。我們把空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能稱為“風(fēng)能”?？諝庠谝幻腌姇r(shí)間里以V速度流過(guò)單位面積產(chǎn)生的動(dòng)能稱為“風(fēng)能密度”。

風(fēng)能的計(jì)算風(fēng)能密度的計(jì)算公式：風(fēng)能ω=0.5ρν3A風(fēng)能密度W=（ρ∑Niνi3）/（2N）式中W——平均風(fēng)能密度，W/m2νi——等級(jí)風(fēng)速，m/sNi——等級(jí)風(fēng)速νi出現(xiàn)的次數(shù)N——各等級(jí)風(fēng)速出現(xiàn)的總次數(shù)ρ——空氣密度，kg/m3風(fēng)的變化

風(fēng)隨時(shí)間的變化風(fēng)隨高度的變化

風(fēng)的隨機(jī)性變化

通過(guò)截面積的風(fēng)所含的能量，常以W/m2表示。風(fēng)能密度與空氣密度有直接關(guān)系一般，海邊地勢(shì)地，氣壓高，空氣密度大，風(fēng)能密度就高。高山氣壓低，空氣稀薄，風(fēng)能密度就小些。如果高山風(fēng)速大、氣溫低仍有相當(dāng)大的風(fēng)能潛力。風(fēng)力等級(jí)表

注：本表所列風(fēng)速是指平地上離地10米處的風(fēng)速值風(fēng)能利用

風(fēng)能利用

風(fēng)能是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水、助航、制冷和制熱等。風(fēng)力發(fā)電常用方式

一、獨(dú)立運(yùn)行方式二、風(fēng)力發(fā)電與其他發(fā)電方式相結(jié)合三、風(fēng)力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)運(yùn)行那種最佳？風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的種類并網(wǎng)的風(fēng)電系統(tǒng)渦輪風(fēng)機(jī)產(chǎn)生電力進(jìn)入交流變頻系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為交流電網(wǎng)頻率的交流電進(jìn)入電網(wǎng)由于風(fēng)電的輸出功率不穩(wěn)定風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量占所接入電網(wǎng)的比例不宜超5%-10%，且電網(wǎng)需配備一定的備用負(fù)荷獨(dú)立的風(fēng)電系統(tǒng) 向用電負(fù)荷供電 風(fēng)力發(fā)電 逆變器直流電蓄電池混合型風(fēng)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電+柴油機(jī)發(fā)電風(fēng)力+（水電解制氫+氫能發(fā)電）風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電

太陽(yáng)輻射到地球之能量中的2%變成風(fēng)力，其中0.1%可供為風(fēng)力發(fā)電之用，因此只要充分利用風(fēng)力的2%左右即可夠人類中所需，風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)能收集器是風(fēng)車葉片以吸收風(fēng)的動(dòng)能，然后傳到旋轉(zhuǎn)軸再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，且能夠供應(yīng)全國(guó)發(fā)電，可減少石油燃料的浪費(fèi)。風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電是可再生能源發(fā)電中增長(zhǎng)速度最快、最有商業(yè)化前景的產(chǎn)業(yè)。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)1999年10月的一項(xiàng)報(bào)告預(yù)測(cè)，到2020年，風(fēng)力發(fā)電將提供世界電力需求的10%，創(chuàng)造170萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，并在全球范圍內(nèi)減少100多億噸二氧化碳廢氣。

全球的風(fēng)電發(fā)展

鑒于八十年代的石油危機(jī)，許多歐洲國(guó)家開始尋求出路，最積極的是丹麥，自八十年代開始熱衷的支援風(fēng)力發(fā)電，德國(guó)是自一九九一年開始立法(規(guī)定風(fēng)電電價(jià)為最終用戶價(jià)格的百分之九十)，隨后也有風(fēng)起云涌的發(fā)展。

全球的風(fēng)電發(fā)展

１８９１年，世界首臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)由丹麥ＬａＣｏｕｒ教授研制成功，單機(jī)容量９千瓦?，F(xiàn)在５００～６００千瓦級(jí)的機(jī)組已成為風(fēng)力發(fā)電的主力機(jī)組，１０００千瓦級(jí)的機(jī)組已商品化。將許多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)集中安裝在一片土地上，稱風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，簡(jiǎn)稱風(fēng)電場(chǎng)。中國(guó)新疆達(dá)阪城風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量７．１９萬(wàn)千瓦。

全球的風(fēng)電發(fā)展

2006年全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量超過(guò)1500萬(wàn)kW，為歷史上新增容量最多的年份，比2005年的年度新增容量增長(zhǎng)了32%，到2006年底，全球風(fēng)電裝饑總?cè)萘繌?005年的5909萬(wàn)kW增加到7422萬(wàn)kW(~30個(gè)核電廠)，比2005年增長(zhǎng)25.6%。2008年世界風(fēng)電新增裝機(jī)容量為2706萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)突破1億千瓦，達(dá)到1.2億千瓦，增長(zhǎng)速度為28.8%。歐洲、北美和亞洲是世界風(fēng)電發(fā)展的三大主要市場(chǎng)，2008年當(dāng)年新增裝機(jī)容量分別是887.7、888.1和858.9萬(wàn)千瓦，占世界風(fēng)電裝機(jī)總量的95%以上。

全球的風(fēng)電發(fā)展

在工業(yè)化國(guó)家，0．1萬(wàn)千瓦的風(fēng)電即可滿足350戶、近1000人的電力需求，而2330萬(wàn)千瓦電力便可滿足2300萬(wàn)人——相當(dāng)于丹麥、芬蘭、挪威和瑞典總?cè)丝诘碾娏π枨蟆?/p>

全球的風(fēng)電發(fā)展

據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)（EWEA）分析，到2020年，全世界12％的電力供應(yīng)將會(huì)由不受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和資源限制的風(fēng)電來(lái)提供。

丹麥風(fēng)能相當(dāng)于兩個(gè)核電站

1999年丹麥生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，發(fā)電功率達(dá)1800兆瓦，相當(dāng)于兩座核電站；風(fēng)電產(chǎn)值達(dá)15億美元，占世界風(fēng)電市場(chǎng)的一半。世界10大風(fēng)力機(jī)生產(chǎn)廠家有5家在丹麥，世界60％以上的風(fēng)力機(jī)制造廠都使用丹麥的技術(shù)。

丹麥風(fēng)能相當(dāng)于兩個(gè)核電站在丹麥，隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)的乳白色三葉發(fā)電風(fēng)輪隨處可見。世人常說(shuō)荷蘭是風(fēng)車王國(guó)，但若以現(xiàn)代發(fā)電風(fēng)車而論，“風(fēng)車王國(guó)”的桂冠當(dāng)屬丹麥。全球開發(fā)利用風(fēng)電的國(guó)家約50個(gè)，而丹麥?zhǔn)瞧渲械某晒Φ湫?。在這個(gè)只有500萬(wàn)人口、4.3萬(wàn)平方公里的國(guó)土上，風(fēng)車的數(shù)量卻高達(dá)5344架；兩萬(wàn)從事風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的人員，提供了世界上1/2的風(fēng)機(jī)、全國(guó)1/4的電力（~2000年）。歐洲人從丹麥看到了綠色能源的希望，把風(fēng)電譽(yù)為“歐洲微軟”。按政府規(guī)劃，到2003年要達(dá)到16％，2030年要上升到50％。

丹麥政府對(duì)風(fēng)力發(fā)電的扶持政策可以歸納如下：1、投資風(fēng)能和其它可再生能源可以免交碳稅；2、建立風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的自愿體系，并用法律的形式加以固定；3、通過(guò)對(duì)外援助支持風(fēng)機(jī)出口；4、制定風(fēng)力發(fā)電的目標(biāo)；5、提供投資補(bǔ)貼（太陽(yáng)能熱利用和生物質(zhì)能補(bǔ)貼30%、風(fēng)能補(bǔ)貼15%）；6、支持技術(shù)開發(fā)和研究，支持示范工程；7、建立國(guó)家級(jí)的風(fēng)機(jī)測(cè)試中心等。1998年世界各國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量排名表

2008年全球風(fēng)電總裝機(jī)容量和新增量

全球裝機(jī)容量增長(zhǎng)趨勢(shì)風(fēng)力機(jī)

風(fēng)力機(jī)

風(fēng)力機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車。廣義地說(shuō)，它是一種以太陽(yáng)為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。許多世紀(jì)以來(lái)，風(fēng)力機(jī)同水力機(jī)械一樣，作為動(dòng)力源替代人力、畜力，對(duì)生產(chǎn)力的發(fā)展發(fā)揮過(guò)重要作用。近代機(jī)電動(dòng)力的廣泛應(yīng)用以及二十世紀(jì)50年代中東油田的發(fā)現(xiàn)，使風(fēng)力機(jī)的發(fā)展緩慢下來(lái)。風(fēng)力機(jī)風(fēng)力機(jī)的主要部件是風(fēng)能接收裝置。一般說(shuō)來(lái)，凡在氣流中能產(chǎn)生不對(duì)稱力的物理構(gòu)形都能成為風(fēng)能接收裝置，它以旋轉(zhuǎn)、平移或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)而發(fā)出機(jī)械功。

風(fēng)力系統(tǒng)示意圖

風(fēng)力接收裝置內(nèi)的主要部件

風(fēng)力發(fā)電的原理風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成風(fēng)輪（空氣的動(dòng)能風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能）空氣動(dòng)力學(xué)的升力、阻力發(fā)電機(jī)（包括傳動(dòng)裝置）調(diào)向器（尾翼）塔架限速安全機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能裝置WindmotorWindturbine風(fēng)力機(jī)的分類

風(fēng)力機(jī)大都按風(fēng)能接收裝置的結(jié)構(gòu)形式和空間布置來(lái)分類，一般分為水平軸結(jié)構(gòu)和垂直軸結(jié)構(gòu)兩類。水平軸風(fēng)力機(jī)按葉片形式有雙葉式、三葉式和多葉式，按氣流方向分順風(fēng)式和逆風(fēng)式，還有擴(kuò)散器式、集中器式等。垂直軸風(fēng)力機(jī)有Ｓ型葉片式、Ｓ型多葉片式、Ф型風(fēng)輪、太陽(yáng)能風(fēng)力透平、偏導(dǎo)器式等。風(fēng)力機(jī)的分類

以風(fēng)輪作為風(fēng)能接收裝置的常規(guī)風(fēng)力機(jī)為例，按風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸相對(duì)于氣流的方向可分為水平軸風(fēng)輪式(轉(zhuǎn)軸平行于氣流方向)、側(cè)風(fēng)水平軸風(fēng)輪式(轉(zhuǎn)軸平行于地面、垂直于氣流方向)和垂直軸風(fēng)輪式(轉(zhuǎn)軸同時(shí)垂直于地面和氣流方向)。風(fēng)力機(jī)（a）水平軸風(fēng)力機(jī)(b)垂直軸風(fēng)力機(jī)；

風(fēng)力機(jī)

風(fēng)車最早出現(xiàn)在波斯，起初是立軸翼板式風(fēng)車，后又發(fā)明了水平軸風(fēng)車。風(fēng)車傳入歐洲后，15世紀(jì)在歐洲已得到廣泛應(yīng)用。荷蘭、比利時(shí)等國(guó)為排水建造了功率達(dá)66千瓦以上的風(fēng)車。18世紀(jì)末期以來(lái)，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)車的結(jié)構(gòu)和性能都有了很大提高，已能采用手控和機(jī)械式自控機(jī)構(gòu)改變?nèi)~片槳距來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。風(fēng)力機(jī)世界上已有數(shù)萬(wàn)臺(tái)風(fēng)力機(jī)在運(yùn)行，作為輔助能源正在發(fā)揮這巨大的作用。但風(fēng)力機(jī)仍存在若干不足之處，首先是能量輸出不穩(wěn)定，特別是大型風(fēng)力機(jī)的利用率低，作為獨(dú)立能源的條件還不具備；其次，風(fēng)力機(jī)的安全可靠性尚無(wú)充分保障；另外，風(fēng)力機(jī)的成本在短期內(nèi)尚不足以與礦物燃料相競(jìng)爭(zhēng)。但是，隨著人類對(duì)能源需求量的日益增多和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上述問(wèn)題終會(huì)得到解決。

風(fēng)力機(jī)在第二次世界大戰(zhàn)前后，由于能源需求量大，歐洲一些國(guó)家和美國(guó)相繼建造了一批大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。1941年，美國(guó)建造了一臺(tái)雙葉片、風(fēng)輪直徑達(dá)53.3米的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，當(dāng)風(fēng)速為13.4米/秒時(shí)輸出功率達(dá)1250千瓦。

風(fēng)力機(jī)英國(guó)在50年代建造了三臺(tái)功率為100千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。其中一臺(tái)結(jié)構(gòu)頗為獨(dú)特，它由一個(gè)26米高的空心塔和一個(gè)直徑24.4米的翼尖開孔的風(fēng)輪組成。風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)造成的壓力差迫使空氣從塔底部的通氣孔進(jìn)入塔內(nèi)，穿過(guò)塔中的空氣渦輪再?gòu)囊砑馔饪滓绯?。法?guó)在50年代末到60年代中期相繼建造了三臺(tái)功率分別為1000千瓦和800千瓦的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

2005年全球前十大風(fēng)電設(shè)備廠占據(jù)全球市場(chǎng)分額高達(dá)95%，其中前三家占據(jù)59.9%全球風(fēng)電市場(chǎng)市場(chǎng)高度集中

資料來(lái)源：GWEC

ELECTRICWINDTURBINES(USA)*topricesoneshouldaddcostofimportation(9%customsduties),22%VATandcarriage.ELECTRICWINDTURBINES(SPAIN)*topricesoneshouldaddcostofimportation(9%customsduties),22%VATandcarriage.ELECTRICWINDTURBINES(GERMANY)*topricesoneshouldaddcostofimportationand22%VAT.HIGHPOWERWINDTURBINES*Topricesoneshouldaddcostofimportationand22%VAT(pricesaredependentonalsofromheightsofmast-intableonegavepricesforexample-heightsofmast).垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)FD5.0-3KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)（28000元/臺(tái)）

C型葉片半徑(bladeradius)r:260mm

額定風(fēng)速（ratedwindspeed）:10m/s

額定功率（ratedoutputpower）:3000w

最大功率（maxpower）:4500w

輸出電壓（outputVoltage）:220V

啟動(dòng)風(fēng)速（startupwindspeed）:3m/s

工作風(fēng)速（workwindspeed）:3-25m/s

安全風(fēng)速（securitywindspeed）：40m/s

塔架類型（towertype）:直徑133mm的拉鎖鋼管（∮133mmpullwiretubulartower）

塔高（towerhigh）:8m

頂部質(zhì)量（topquality）:215kg

輸出控制系統(tǒng)（outputcontrollersystem）：控制器和純正弦波逆變器(controller&winewaveinverter)

使用壽命（servicelife）:20-25year

可帶負(fù)載：空調(diào)、加油站、收費(fèi)站、冰箱、洗衣機(jī)、水泵、電飯鍋、彩電、照明、電風(fēng)扇、充電

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)WindTurbineWINDTURBINEAIR403DanishWindTurbinesTj?reborgWindTurbine,locatednearEsbjerg,DenmarkNibeAandB2x630kWwindturbines,locatednearNibe,DenmarkMasned?WindFarm3,75MW,5turbineslocatedatMasned?,DenmarkTheGedserWindTurbine,Denmark(removed)KappelWindFarm9,6MW,24turbines,locatedatLolland,DenmarkLiftofnacelle-Tj?reborgWindTurbine,locatednearEsbjerg,Denmark風(fēng)能利用

的巨大優(yōu)勢(shì)

風(fēng)能利用的巨大優(yōu)勢(shì)

風(fēng)力資源非常豐富風(fēng)力資源是清潔型，節(jié)約型能源風(fēng)能是一種便宜的能源風(fēng)能對(duì)土地的占用率極小風(fēng)能非常安全內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)能利用能帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益

風(fēng)能利用的巨大優(yōu)勢(shì)風(fēng)能技術(shù)有廣泛的適用性風(fēng)能技術(shù)對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)是比較理想的風(fēng)能的利用是一種先進(jìn)技術(shù)的利用風(fēng)能的發(fā)展增加就業(yè)機(jī)會(huì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)有非常好的可靠性豐富的風(fēng)力資源

風(fēng)力資源不但豐富而且是可再生的資源。有很多國(guó)家正計(jì)劃把大量消耗的電量由風(fēng)力發(fā)電來(lái)提供，而丹麥就是其中國(guó)家之一。按照丹麥的政府計(jì)劃（能源21），到2030年，全國(guó)的用電量有50%將來(lái)源于風(fēng)力發(fā)電。如果把沿歐洲海岸邊上的風(fēng)力資源全利用上，其所產(chǎn)生的電量將會(huì)是全歐洲供電量的幾倍。就丹麥而言，全國(guó)40%的耗電量可由安裝在淺海區(qū)域的1千平方公里的海上風(fēng)廠提供。

風(fēng)力資源是清潔型，節(jié)約型能源

風(fēng)力發(fā)電機(jī)消耗能源僅發(fā)生在從空氣的帶動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，一個(gè)新型的1,000KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)年平均可減少其他電力資源所產(chǎn)生的2,000噸二氧化碳。風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)能源的平均使用年限是20年，它是整個(gè)風(fēng)場(chǎng)總的從建立到運(yùn)作，維修乃至報(bào)廢所花的時(shí)間的8倍多。換而言之，風(fēng)場(chǎng)的建立周期平均只花兩到三個(gè)月的時(shí)間。

風(fēng)能是一種便宜的能源

風(fēng)能已成為現(xiàn)有能源中最便宜的可更新的能源。由于風(fēng)能的構(gòu)成由風(fēng)的立方變化數(shù)構(gòu)成（如風(fēng)速的立方數(shù)），其經(jīng)濟(jì)效益很大程度上取決于風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)力怎樣，所以安裝越多風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)場(chǎng)具有越高的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)能是一種便宜的能源

據(jù)丹麥電力公司的報(bào)導(dǎo)，來(lái)自風(fēng)力發(fā)電的居民用電價(jià)格每度相當(dāng)于配有排煙裝置以煤炭為燃料的發(fā)電站的電的價(jià)格，則為0.04USD/度,這也是歐洲范圍內(nèi)的居民用電的平均價(jià)格。各種能源價(jià)格的比較

風(fēng)能對(duì)土地的占用率極小

在一個(gè)建好的典型的風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)及交通所用的道路僅占整個(gè)風(fēng)場(chǎng)面積的1%，其余99%的面積可作為正常的農(nóng)用或其他使用。一個(gè)占用36平方米或0.0036公頃的風(fēng)力發(fā)電機(jī)每年產(chǎn)生120萬(wàn)到180萬(wàn)度電，別的生物能源則需要占用于154公頃的土地才能產(chǎn)生130萬(wàn)度電。太陽(yáng)能則需要1.4公頃的面積才能產(chǎn)生同等數(shù)量的度電。

安全的風(fēng)能

就環(huán)境保護(hù)而言，風(fēng)力資源的利用不產(chǎn)生輻射和殘?jiān)铩?duì)此，我們有可證實(shí)的安全記錄。在風(fēng)力工業(yè)中，死亡性的事故僅可能發(fā)生在建設(shè)和維修工作中。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)與野生動(dòng)物的和平共處

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)下面，您仍然可以看到這樣的景象：鹿，牛等牲畜如往常一樣地吃草，羊還會(huì)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)下尋找避陰處。對(duì)于鳥類而言，死亡率趨向于發(fā)生在象電線，電線桿等類似的建筑物，而直接受風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響卻很小。風(fēng)力發(fā)電機(jī)與野生動(dòng)物的和平共處

最近丹麥的一份研究指出，鳥類的死亡率發(fā)生在從風(fēng)場(chǎng)牽出的高架電網(wǎng)上遠(yuǎn)比發(fā)生在風(fēng)場(chǎng)本身大得多。鳥實(shí)際上在附在丹麥的兩個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的雀巢安家。丹麥，愛爾蘭和美國(guó)的研究指出與公路對(duì)鳥類的影響相比，風(fēng)場(chǎng)的影響可以忽略不計(jì)。內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)能利用能帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益

鑒于沿海地區(qū)的島嶼風(fēng)力狀況，建立風(fēng)場(chǎng)是比較理想的專案，實(shí)際上在內(nèi)陸也能使風(fēng)力發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)風(fēng)經(jīng)過(guò)山坡或山區(qū)的時(shí)候，風(fēng)被壓縮之后風(fēng)速也相對(duì)明顯地提高了。

風(fēng)能技術(shù)的廣泛適用性

風(fēng)能的實(shí)用范圍廣：從為最小燈塔的電池充電和到供給偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民用電大到工業(yè)型用電供應(yīng)1.5兆瓦（相當(dāng)于1千戶家庭用電量）。

風(fēng)能技術(shù)的廣泛適用性

風(fēng)能技術(shù)也有其他更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的用途包括把風(fēng)能與柴油備用發(fā)電機(jī)相結(jié)合用于全世界幾個(gè)小型完全隔離的電網(wǎng)。在大西洋和地中海的島嶼中用于社區(qū)植物凈化是風(fēng)能的另一最新用途。

風(fēng)能技術(shù)對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)是比較理想的

盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種高科技，但它的安裝對(duì)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)也是容易的，并可在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行維修和服務(wù)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)人員提供培訓(xùn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝增加當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)機(jī)會(huì)，當(dāng)?shù)貜S家經(jīng)常生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重型部份如塔筒，一般不同的地區(qū)有著不同標(biāo)準(zhǔn)的安裝進(jìn)度.

風(fēng)能技術(shù)對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)是比較理想的

對(duì)于發(fā)展中的地區(qū)來(lái)說(shuō)，昂貴的燃油供應(yīng)成為其他幾種發(fā)電機(jī)技術(shù)最主要的絆腳石，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)并不存在這樣的問(wèn)題。印度已成為世界上風(fēng)力發(fā)電機(jī)本地化最廣泛的發(fā)展中國(guó)家，而中國(guó)正領(lǐng)導(dǎo)著東亞地區(qū)的市場(chǎng)。

風(fēng)能的利用是

一種先進(jìn)技術(shù)的利用據(jù)丹麥從1980年到1995年的記錄，由于空氣動(dòng)力學(xué)，建筑動(dòng)力學(xué)及微氣象學(xué)的先進(jìn)技術(shù)使每平方米單位的風(fēng)輪掃風(fēng)面積年平均增長(zhǎng)了5%。新的技術(shù)還在不斷被引用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)中。丹麥風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重量在過(guò)去5年內(nèi)已減少一半，聲級(jí)也在過(guò)去的3年內(nèi)減小了一半，而每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能源輸出量在過(guò)去的15年內(nèi)卻增加了100倍。風(fēng)能的發(fā)展增加就業(yè)機(jī)會(huì)

至今，風(fēng)力工業(yè)已在全世界范圍內(nèi)增加了50,000多個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。風(fēng)力工業(yè)逐步走向多國(guó)家化，風(fēng)力工業(yè)的完整化也使其相應(yīng)的部件生產(chǎn)逐步建立新的市場(chǎng)。就丹麥而言，有15,000多人以風(fēng)能這個(gè)行業(yè)為生：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)，制造，部件的生產(chǎn)，提供咨詢和機(jī)械服務(wù)。今天的丹麥在風(fēng)力工業(yè)就業(yè)的人比在其他領(lǐng)域如漁業(yè)還多。丹麥生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在其他國(guó)家提供5，000多個(gè)職位，象風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝，風(fēng)力發(fā)電機(jī)部件如發(fā)動(dòng)機(jī)和齒輪箱等部件的生產(chǎn)。

風(fēng)能的廣泛性

來(lái)自歐洲幾個(gè)國(guó)家如丹麥，德國(guó)，荷蘭及英國(guó)投票選舉的結(jié)果是70%以上的人愿意用風(fēng)能來(lái)作為電力供應(yīng)。居住在風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍的人們更是傾向于風(fēng)能的使用，80%的人都熱衷于風(fēng)能使用。在丹麥，每100,000多戶人家就享有散布在全國(guó)6,000多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的其中一臺(tái).在丹麥，超過(guò)80%的風(fēng)能是被私人個(gè)體或風(fēng)力合作者所擁有。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性

風(fēng)力發(fā)電機(jī)僅在有風(fēng)的時(shí)候產(chǎn)生能源，而且風(fēng)能的產(chǎn)量也隨陣風(fēng)的變化而變化?？紤]到風(fēng)力發(fā)電機(jī)所受的磨損和外力作用的影響，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用年限為正常運(yùn)作120,000小時(shí)。因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須有一個(gè)非常精確的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn).高質(zhì)量的現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性可達(dá)98%以上，即一年中平均有98%的時(shí)間風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以進(jìn)行正常的操作和運(yùn)行，其可靠性高于其他電力發(fā)電機(jī)的技術(shù)?，F(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)僅半年維護(hù)檢查一次。

風(fēng)力工業(yè)擁有

一個(gè)迅速發(fā)展的市場(chǎng)

在1993年起，風(fēng)力發(fā)電機(jī)市場(chǎng)以平均每年以40%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)的十年會(huì)有20%的增長(zhǎng)率。目前全世界有大約有40個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家，其中一半來(lái)自于風(fēng)力發(fā)電機(jī)王國(guó)-丹麥.風(fēng)能已逐步在發(fā)展或發(fā)展中國(guó)家發(fā)展起來(lái)了。由于風(fēng)能的無(wú)污染性更能適用于發(fā)展國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求。

風(fēng)力工業(yè)擁有

一個(gè)迅速發(fā)展的市場(chǎng)在發(fā)展中國(guó)家，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的流行更是由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝的快速和無(wú)特別燃油的要求?，F(xiàn)有35億美元的產(chǎn)值的風(fēng)力發(fā)電機(jī)工業(yè)有一個(gè)光明的前景，特別是與國(guó)際能源環(huán)保的號(hào)召相一致。

我國(guó)的風(fēng)能資源

我國(guó)風(fēng)能資源

我國(guó)風(fēng)力的能源總量理論值為2.37億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中1／3可利用。我國(guó)風(fēng)能北方強(qiáng)而南方弱，沿海強(qiáng)而內(nèi)陸弱，平原強(qiáng)而山區(qū)弱，冬春強(qiáng)而夏秋弱。因此要實(shí)行大規(guī)模安裝巨型風(fēng)車并不是容易的事。我國(guó)的風(fēng)能資源

我國(guó)位于亞洲大陸東部，瀕臨太平洋，季風(fēng)強(qiáng)盛，內(nèi)陸還有許多山系，地形復(fù)雜，加之青藏高原聳立我國(guó)西部，改變了海陸影響所引起的氣壓分布和大氣環(huán)流，增加了我國(guó)季風(fēng)的復(fù)雜性。我國(guó)的風(fēng)能資源冬季風(fēng)來(lái)自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸，那里空氣十分嚴(yán)寒干燥冷空氣積累到一定程度，在有利高空環(huán)流引導(dǎo)下，就會(huì)爆發(fā)南下俗稱寒潮，在此頻頻南下的強(qiáng)冷空氣控制和影響下，形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國(guó)北方各?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^(qū)）。每年冬季總有多次大幅度降溫的強(qiáng)冷空氣南下，主要影響我國(guó)西北、東北和華北，直到次年春夏之交才消失。我國(guó)的風(fēng)能資源

夏季風(fēng)是來(lái)自太平洋的東南風(fēng)、印度洋和南海的西南風(fēng)，東南季風(fēng)影響遍及我國(guó)東半壁，西南季風(fēng)則影響西南各省和南部沿海，但風(fēng)速遠(yuǎn)不及東南季風(fēng)大。熱帶風(fēng)暴是太平洋西部和南海熱帶海洋上形成的空氣渦漩，是破壞力極大的海洋風(fēng)暴，每年夏秋兩季頻繁侵襲我國(guó)，登陸我國(guó)南海之濱和東南沿海，熱帶風(fēng)暴也能在上海以北登陸，但次數(shù)很少。我國(guó)的風(fēng)能資源我國(guó)幅員遼闊，陸疆總長(zhǎng)達(dá)2萬(wàn)多公里，還有1800O多公里的海岸線，邊緣海中有島嶼5000多個(gè)，風(fēng)能資源豐富。我國(guó)現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的年平均風(fēng)速均達(dá)到6米／秒以上。一般認(rèn)為，可將風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況分為三類：年平均風(fēng)速6米／秒以上時(shí)為較好；7米／秒以上為好；8米／秒以上為很好。

我國(guó)的風(fēng)能資源就內(nèi)陸而言，大約僅占全國(guó)總面積的1／1OO，主要分布在長(zhǎng)江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼，這些地區(qū)是我國(guó)最大的風(fēng)能資源區(qū)以及風(fēng)能資源豐富區(qū)，包括山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島，內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北，

新疆達(dá)板城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，張家口北部等地區(qū)以及分布各地的高山山口和山頂。

中國(guó)風(fēng)能分區(qū)及占全國(guó)面積的百分比

我國(guó)風(fēng)能的分布

風(fēng)能最佳區(qū)：指風(fēng)速3米／秒以上超過(guò)半年。6米／秒以上超過(guò)2200小時(shí)的地區(qū)。包括西北的克拉瑪依、甘肅的敦煌、內(nèi)蒙的二連等地，沿海的大連。威海、嵊泗、舟山、平潭一帶。我國(guó)風(fēng)能的分布

風(fēng)能較佳區(qū)：指一年內(nèi)風(fēng)速超過(guò)3米／秒在4000小時(shí)以上，6米／秒以上的多于1500小時(shí)的地區(qū)。包括西藏高原的班戈地區(qū)。唐古拉山，西北的奇臺(tái)、塔城，華北北部的集寧、錫林浩特、烏蘭浩特；東北的嫩江、牡丹江、營(yíng)口以及沿海的塘沽、煙臺(tái)、萊州彎、溫州一帶。中國(guó)的風(fēng)力資源－預(yù)備開發(fā)的地點(diǎn)考慮到豐富的風(fēng)力資源，在中國(guó)有有大量地方都可以安裝ＡＥ６１我國(guó)風(fēng)能分布

根據(jù)最新風(fēng)能資源評(píng)價(jià),全國(guó)陸地可利用風(fēng)能資源3億kW,加上近岸海域可利用風(fēng)能資源,共計(jì)約10億kW。主要分布在兩大風(fēng)帶:一是“三北地區(qū)”(東北、華北北部和西北地區(qū));二是東部沿海陸地、島嶼及近岸海域。另外,內(nèi)陸地區(qū)還有一些局部風(fēng)能資源豐富區(qū)。我國(guó)風(fēng)能的分布

風(fēng)能可利用區(qū)：指一年內(nèi)風(fēng)速大于6米／秒的時(shí)間為1000小時(shí)，風(fēng)速3米／秒以上，超過(guò)3000小時(shí)的地區(qū)。包括新疆的烏魯木齊、吐魯番、哈密、甘肅的酒泉、寧夏的銀川以及太原、北京、沈陽(yáng)、濟(jì)南、上海、合肥等地區(qū)。

我國(guó)的風(fēng)能資源

青藏高原地勢(shì)高亢開闊，冬季東南部盛行偏南風(fēng)，東北部多為東北風(fēng)，其他地區(qū)一般為偏西風(fēng)，夏季大約以唐古喇山為界，以南盛行東南風(fēng)，以北為東至東北風(fēng)。

我國(guó)風(fēng)能潛力的估算風(fēng)能理論可開發(fā)總量（R），全國(guó)為32.26億千瓦，實(shí)際可開發(fā)利用量（R’），按總量的1/10估計(jì)，并考慮到風(fēng)輪實(shí)際掃掠面積為計(jì)算氣流正方形面積的0.785倍[1米直徑風(fēng)輪面積為0.52×＝0.785（平方米）]，故實(shí)際可開發(fā)量為：

R’＝0.785R/10=2.53（億千瓦）。

中國(guó)風(fēng)能利用中國(guó)利用風(fēng)能已有悠久的歷史，古代甲骨文字中就有“帆”字存在，1800年前東漢劉熙著作里有“隨風(fēng)張幔曰帆”的敘述，說(shuō)明我國(guó)是利用風(fēng)能最早的國(guó)家之一。1637年明崇禎十年<天工開物>書里有“揚(yáng)郡以風(fēng)帆數(shù)頁(yè)，俟風(fēng)轉(zhuǎn)車，風(fēng)息則止”的記載，表明在明代以前，我國(guó)勞動(dòng)人民就會(huì)制作將風(fēng)力的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的風(fēng)車，在風(fēng)能利用上前進(jìn)了一大步。我國(guó)的風(fēng)能利用的歷史進(jìn)程

我國(guó)東南沿海向來(lái)有風(fēng)力提水的使用習(xí)慣，江蘇省1959年曾有多達(dá)20余萬(wàn)臺(tái)提水風(fēng)車，后來(lái)大部分風(fēng)車被柴油、電力所取代，但部分地區(qū)一直使用風(fēng)力提水。50年代中期曾研制小型現(xiàn)代化風(fēng)力提水裝置，50年代后期開始研究小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，但限于當(dāng)時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，小型機(jī)組在試驗(yàn)中受挫而停頓。我國(guó)的風(fēng)能利用的歷史進(jìn)程至70年代，先后試制了1、2、10、12、18、20千瓦樣機(jī)，其中18千瓦機(jī)組于1972年7月安裝在浙江省紹興縣雄鵝峰上，1976年11月遷裝到嵊泗縣菜園鎮(zhèn)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，一直運(yùn)行到1986年8月。

我國(guó)的風(fēng)能利用的歷史進(jìn)程

1998年底，全國(guó)安裝微型機(jī)組178574臺(tái)，約計(jì)1.7萬(wàn)千瓦，還有獨(dú)立供電機(jī)組，已有1.2、2.5、5、7.5和10千瓦，以銷定產(chǎn)小批量生產(chǎn)。在網(wǎng)外無(wú)電地區(qū)，推廣微型、小型風(fēng)電機(jī)組，是解決無(wú)電農(nóng)牧民用電的有效途徑，有其獨(dú)特的優(yōu)越性，也是中國(guó)發(fā)展微型、小型風(fēng)電機(jī)組的特色。

風(fēng)/光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)/光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，能有效地利用自然資源。在我國(guó)很多地區(qū)，冬半年風(fēng)大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度??；夏半年風(fēng)小，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，兩種能源的分布季節(jié)正好相反，互補(bǔ)利用可滿足用戶用電需求。

我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量

我國(guó)1993年僅1.