風能資源與利用

風能資源與利用主講人：湯陽提出問題貴陽花溪云頂風電場（原創(chuàng))風能是一種取之不盡、沒有污染的再生能源，大力發(fā)展風能資源也被認為是一種非常有利于環(huán)保的有效措施，思考一下，風的資源和利用？風能資源與利用風能作為一種清潔的可再生能源，其蘊藏量巨大。全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。預(yù)計到2020年，世界電力需求上升到約26萬億kWh，到時即使只成功利用了三分之一的風能資源，即可滿足世界電力需求。(一)風能資源風能資源與利用指標豐富區(qū)較豐富區(qū)可利用區(qū)貧乏區(qū)年有效風能密度(W/m2)>200200~150<150~50<50一年內(nèi)風速不小于3m/s累計小時數(shù)(h)>50005000~4000<4000~2000<2000一年內(nèi)風速不小于6m/s累計小時數(shù)(h)>22002200~1500<1500~350<350占全國面積的百分比(%)8185024中國風能分區(qū)及占全國面積的百分比風能資源與利用風能的利用有哪些途徑呢？風能資源與利用風能的利用就是將大氣運動時所具有的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，便于人類使用，如電能和勢能等。風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對沿海島嶼、交通不便的邊遠山區(qū)、地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。(二)風能的利用風能資源與利用風力發(fā)電的利用方式主要有三類1、風力發(fā)電第一類是獨立運行供電系統(tǒng)，即在電網(wǎng)未通達的偏遠地區(qū)，用小型風電機為蓄電池充電，再通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機容量一般為100W~10kW。風能資源與利用第二類是混合供電系統(tǒng)(hybridsystem)，采用中型風電機與柴油發(fā)電機或光伏太陽電池組成混合供電系統(tǒng)，目標系統(tǒng)容量為10~200kW，解決小的社區(qū)、單位或小島用電問題。風能資源與利用第三類是作為常規(guī)電網(wǎng)電源的聯(lián)網(wǎng)風力發(fā)電，是大規(guī)模利用風能最經(jīng)濟的方式；目前，商業(yè)化機組單機容量為150~5000kW，既可單獨并網(wǎng)，也可由多臺甚至成百上千臺組成風力發(fā)電場，簡稱風電場。風電場與常規(guī)火電廠和水電站比較，由于單機容量小，可分散建設(shè)，資金較易籌集，基建周期短，有利于資金周轉(zhuǎn)，及早還貸。近幾十年，風電技術(shù)進步很快，高科技含量大，機組可靠性提高，單機容量6000kW以下的技術(shù)已成熟，雖然目前風電機成本還較高，隨著規(guī)模化生產(chǎn)和技術(shù)改進，成本仍將繼續(xù)下降。風能資源與利用2、風力提水風力泵水從古至今一直得到較普遍的應(yīng)用?，F(xiàn)代風力泵水機根據(jù)用途可以分為兩類：一類是高揚程小流量的風力泵水機，它與活塞泵相配提取深井地下水，主要用于草原、牧區(qū)，為人畜提供飲用水；另一類是低揚程大流量的風力泵水機，它與葉輪泵相配套，提取河水、湖水或海水，主要用于農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖或制鹽。風能資源與利用3、帆船風力用于航行有悠久的歷史，即使在機動船舶蓬勃發(fā)展的今天，為節(jié)約燃油和提高航速，古老的風帆助航也得到了發(fā)展。航運大國日本已在萬噸級貨船上采用電腦控制的風帆助航，節(jié)油率達15%。許多高性能的現(xiàn)代化私人游艇也采用了風帆助航。風能資源與利用4、風力致熱隨著人民生活水平的提高，家庭用能中熱能的需要越來越大，特別是在高緯度的歐洲、北美取暖和煮水等耗能很大。為解決家庭及低品位工業(yè)熱能的需要，風力致熱有了較大的發(fā)展?！帮L力致熱”是將風能轉(zhuǎn)換成熱能，目前有三種轉(zhuǎn)換方法：風能資源與利用一是風力機發(fā)電，再將電能通過電阻絲發(fā)熱，變成熱能。雖然電能可以100%轉(zhuǎn)換成熱能，但風能轉(zhuǎn)換成電能的效率卻很低。從能量梯級利用的角度看，這種方法是不可取的。二是由風力機將風能轉(zhuǎn)換成壓縮空氣，再轉(zhuǎn)換成熱能