風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用課件：風(fēng)及風(fēng)能源 -

1風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用

2風(fēng)及風(fēng)能資源31-1風(fēng)的形成及影響因素一、風(fēng)的產(chǎn)生與特性產(chǎn)生：風(fēng)是地球外表大氣層由于太陽的熱輻射而引起的空氣流動(dòng)；大氣壓差是風(fēng)產(chǎn)生的根本原因。特性：周期性、多樣性、復(fù)雜性4二、風(fēng)的分類一般來說，風(fēng)可以分為以下幾類：季風(fēng)：隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的風(fēng)，我們稱為季風(fēng)山谷風(fēng)：在山區(qū)，白天太陽使山上空氣溫度升高，隨著熱空氣上升，山谷冷空氣隨之向上運(yùn)動(dòng)，形成“谷風(fēng)”。相反到夜間，空氣中的熱量向高處散發(fā)，氣體密度增加，空氣沿山坡向下移動(dòng)，又形成所謂“山風(fēng)”。海陸風(fēng)：白天從海洋吹向大陸的風(fēng)稱海風(fēng)，夜間從陸地吹向海洋的風(fēng)稱陸風(fēng)，將一天中海陸之間的周期性環(huán)流總稱為海陸風(fēng)。臺(tái)風(fēng)：產(chǎn)生于熱帶洋面上的強(qiáng)烈的熱帶氣旋龍卷風(fēng)：一種小范圍的非常強(qiáng)烈的空氣渦旋，是在極不穩(wěn)定的天氣條件下由空氣強(qiáng)烈對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，由雷暴云底伸展到地面的漏斗狀云產(chǎn)生的強(qiáng)烈的旋風(fēng)51-2、風(fēng)的測量風(fēng)為矢量，既有大小，又有方向，所以風(fēng)的測量包括風(fēng)向和風(fēng)速兩項(xiàng)。1、風(fēng)向測量：風(fēng)向測量是指測量風(fēng)的來向。1）風(fēng)向標(biāo)：風(fēng)向標(biāo)是測量風(fēng)向的最通用的裝置，有單翼型、雙翼型和流線型等。2）風(fēng)向表示法：風(fēng)向一般用16個(gè)方位表示。即北東北(NNE)、東北(NE)、東東北(ENE)、東(E)、東東南(ESE)、東南(SE)、南東南(SSE)、南(S)、南西南（SSW）、西南(SW)、西西南(WSW)、西(W)、西西北(WNW)、西北(NW)、北西北(NNW)、北(N)。靜風(fēng)記為C。風(fēng)向也可以用角度來表示，以正北為基準(zhǔn)。順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，東風(fēng)為90°，南風(fēng)為180°，西風(fēng)為270°，北風(fēng)為360°62、風(fēng)速測量：風(fēng)時(shí)有時(shí)無，時(shí)大時(shí)小很不穩(wěn)定，風(fēng)的大小就用風(fēng)速和風(fēng)級(jí)來衡量的。風(fēng)速就是指空氣在單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的距離，常用米/秒，公里/小時(shí)等來表示。1）風(fēng)向標(biāo)：測量風(fēng)速的儀器，用風(fēng)速儀測得的風(fēng)速是當(dāng)時(shí)的瞬時(shí)風(fēng)速，由于風(fēng)速是不斷地變化的，所以風(fēng)速常用某一段時(shí)間內(nèi)的平均值來表示，如日平均風(fēng)速，月平均風(fēng)速或年平均風(fēng)速。2）風(fēng)級(jí)：雖然風(fēng)的大小能用風(fēng)速來表示，但日常生活中人們更習(xí)慣用風(fēng)級(jí)來表示風(fēng)的強(qiáng)弱，特別是在天氣預(yù)報(bào)中。73、風(fēng)能密度：空氣具有質(zhì)量，流動(dòng)的空氣具有速度，所以流動(dòng)的空氣具有動(dòng)能，也就是說風(fēng)具有動(dòng)能，我們稱之為風(fēng)能。通過單位截面積的風(fēng)所含的能量稱為風(fēng)能密度，常以瓦／平方米來表示。也就是空氣在一秒鐘時(shí)間內(nèi)以V的速度流過單位面積所產(chǎn)生的動(dòng)能為風(fēng)能，它的一般表達(dá)式為：

式中：E——風(fēng)能密度

ρ——空氣密度V——空氣速度81-3、風(fēng)力資源（一）世界風(fēng)力資源分布

1981年，在為世界氣象組織（WorldMeteorologicalOrganization簡稱WMO）所進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，太平洋海軍實(shí)驗(yàn)室（PacificNavalLaboratory簡稱PNL）繪制了一份世界范圍的風(fēng)資源圖。該圖給出了不同區(qū)域的平均風(fēng)速和平均風(fēng)能密度。但由于風(fēng)速會(huì)隨季節(jié)、高度、地形等因素的不同而變化，因此風(fēng)的資源量只是一個(gè)推算估評(píng)。根據(jù)世界范圍的風(fēng)能資源圖估計(jì)，地球陸地表面(107×106km2)的27％的年平均風(fēng)速高于5m/s（距地面10m處）。9世界風(fēng)能資源評(píng)估地區(qū)陸地面積（單位：103km2）風(fēng)力為3～7級(jí)所占的比例和面積比例（％）面積（單位：103km2）北美19339417876拉丁美洲和加勒歐4742421968東歐和獨(dú)聯(lián)體23047296783中東和北非8142322566撒哈拉以南非洲7255302209太平洋地區(qū)21354204188（中國）9597111056中亞和南亞42996243總計(jì)106,6602729143表1-2全球的風(fēng)資源分布表1-2全球的風(fēng)資源分布表1-2全球的風(fēng)資源分布10(二)中國風(fēng)力資源中國風(fēng)能資源十分豐富，全國風(fēng)能密度為100W/m2，風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約1.6×105MW。在中國，風(fēng)能資源主要分布在東南沿海及附近島嶼、內(nèi)蒙古、甘肅走廊、新疆和青藏高原等地區(qū)。1、風(fēng)能豐富區(qū)：(1)東南沿海、山東半島、遼東半島以及海上島嶼。(2)內(nèi)蒙古、甘肅北部。(3)黑龍江南部、吉林東部。2、風(fēng)能較豐富區(qū)：(1)西藏高原中北部。（2）三北北部。(3)東南沿海(離海岸線20—50kM)3、風(fēng)能可利用區(qū)：(1)兩廣沿海。(2)大小興安嶺山區(qū)。3)東從遼河平原向西，過華北太平原經(jīng)西北