我国的风能资源和利用

我国的风能资源和利用 1992年6月，世界上120个国家的国家元首、政府首脑在巴西世界环境与发展大会上共 同签署了《气候变化框架公约》。公约中规定，世界上发达国家将逐年减少二氧化碳的排放量， 到2000年减少到1990年水平，到2005年再减少20％。这是因为地球大气中二氧化碳含量的迅 速增加，产生的温室效应将使地球气温逐渐上升，造成极冰溶化、海平面上升以及中纬度干旱等 巨大灾难。80年代初科学家们已达成了以上共识，但直到80年代末才引起各国政府首脑们的普 遍重视。可是实现公约并非易事，1995年4月联合国柏林气候会议上 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，即使是发达国家，其 排放量仍在逐年增长。因为削减二氧化碳的排放量意味着削减生产、削减利润和税收。但是，公 约总要实施，2000年总要到来，因此各国政府都在积极发展不污染大气的清洁能源。其中最具 竞争力的正是风能。从目前电价看，除了煤和石油最便宜外，第3位是核能，风能列第4位。但 是由于大功率风力发电机的问世，风电成本进一步降低，甚至已比石油发电还低（美国目前风电 的价格为每千瓦时5美分～7美分，已开始具有竞争能力，2000年将降到4美分）。而且在新能源 中风能较易大规模开发。因此，发达国家竞相投入大量资金，设立专门机构，制定优惠政策。1994 年度全世界风力发电装机容量已达371万千瓦，比1993年增长22％。近10年来，世界风力发电 能力以年均20％幅度增长，其增幅明显高于常规能源和其他再生能源。美国1995年一年风电装 机163万千瓦，今年将新增70万千瓦。据欧共体1994年调查，欧洲2000年风电能力将达到465 万千瓦，比1993年增长近3倍。1995年欧洲风力发电装机容量达到250万千瓦，占全世界50％ 左右，1994年底前欧洲已有15个国家把风电列为21世纪重要替代能源，到2000年风力发电量 占国家总发电量的5％～10％。前不久调查，不少发达国家制定了在2010年使风力发电占本国 发电总能力的10％～20％的目标。 在国外，风能除了主要用于发电外，还广泛用来提水，主要是人畜饮水、灌溉、排水、 土壤改良、制盐及水产品养殖等。 风力发电的气象知识 风力发电机是靠风力推动风机叶片旋转发电的。风电机获得风能的大小，与风速的立方 成正比，与风轮叶片直径的平方成正比。德国威廉港风电场最大的风电机装机容量3000千瓦， 风叶轮直径80米。但是风轮越大，造价也越高，因此风电建设最最重要的还是选择风力较大的 地点建设风电场。 在风电场的选址中，地形极为重要。凸出地形（如山顶、山脊）风速大，而凹洼地形（如 河谷盆地）中风速小。但是隘口（风口）地形中，由于两山狭峙，风道变窄，流线密集，因而风 速常可比山顶还大。因此，世界上许多风电场都设在隘口地形中。例如，美国风电场集中在加州 ， 而加州最大的风电场（装机容量550万千瓦）就位于阿尔塔蒙特隘口之中。在大约13,000英亩 的隘口坡地上星罗棋布地分布着大约7000台风力发电机群（因而风电场又有风力田之称）。我国 最大的风电场之一新疆达坂城风电场也位于峡谷隘口地形之中。 因为水面平坦，所以水面上风速比陆地大得多。例如我国海南省东方气象站年平均风速 4.4米／秒，但相距仅300米的海洋站高达6.0米／秒。这里正在新建一座风电场。丹麦1991年 夏在罗兰岛北岸水深2.5米～5.1米的浅海上建成世界上第一座海上风电场，年发电1200万千瓦 时，供应岛上4000户居民。因海上风大，可以比陆上多发电50％。 风电场选址的另一个问题，就是要选在平均风速大而极大风速却较小的地方。因为风电 机也是一种建筑物，如不加固会毁于大风。 升高风电机支座也能增加发电量。因为风速随离地高度增加而增加。例如30米高处比10 米高处风速平均增加23％，风能增加86％。 风电机叶片的起动风速一般约3米／秒，因型号而不同。但风速过大叶片又有被损的危 险，因此必须停止运转，这个风速称为切断风速。一般取为25米/秒～27米／秒。在这个范围内 的风速，就是风电机的工作风速。工作风速时间越长，风能资源也越丰富。一般地，年平均风速 3米／秒左右地区就可以发展1千瓦以下的微小型风电机，3米/秒～6米／秒可发展1千瓦～100 千瓦的中小型风电机，年平均风速超过6米／秒的地区方宜发展100千瓦以上的大型风力发电机。 我国风能资源和区别 一地风能资源的丰富程度主要决定于有效风能密度大小和工作风速时间的长短。有效风 能密度是指垂直于气流方向单位面积上风做功的功率，其数值等于空气密度和风速三次方的乘积 的一半，单位是瓦／平方米。一般说来，风能密度大的地方，其工作风速时间也越长。 我国东南滨海地区是我国风能资源最丰富的地区。尤其是海岛，有效风能密度达300瓦 ／平方米～600瓦／平方米，工作风速时间可达7000小时～8000小时。 其他沿海地区，以及西北、华北和东北的北部地区，风能密度200瓦左右，工作风速时 间5000小时～6000小时。这里风能虽稍逊于东南沿海，但地域广大，风能利用大有可为。 川、滇、黔、甘、陕以及豫西、鄂西、湘西，东南山地，西藏东南部，这些是我国风能 最贫乏的地区，风能密度不到50瓦，工作风速时间不到1000小时～2000小时（其中四川盆地和 西双版纳只有200小时～300小时）。当然，这些地区风灾也几乎没有。 我国风能的第一级区划指标正是风能密度和工作风速时间。共划出了四个一级区，即风 能丰富区（分别为200瓦以上和5000小时以上），风能较丰富区（150瓦～200瓦，4000小时～ 5000小时），风能可利用区（50瓦～150瓦，2000小时～4000小时）和风能贫乏区（小于50 瓦，小于2000小时）。它们分别占国土面积8％、18％、50％和24％。但是，即使风能贫乏区 中，只要地形有利，其风能资源仍可以是可利用甚至较丰富的。 区划的第二级指标是当地风能最丰富的季节，以为规划利用时考虑。例如风能丰富区东 南沿海地区，风能以季节和冬季为最丰富。 风能区划的第三级指标是风电机30年一遇的最大设计风速。是供风机及其座架强度设 计用的。因为设计风速取得过大，会造成 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 浪费，而取得过小，风机又有被损坏危险。区划中 把全国分为从小于25米／秒到35～40米／秒共四个级别。 我国的风能利用 据记载，我国古代约3000年前就有原始形式的帆船。1405年～1430年郑和七下西洋 时率领的更是多帆多樯的巨型船队，以充分利用季风的动力。这比哥伦布横渡大西洋要早半个多 世纪。我国古代还利用风力提水和灌溉农田，加工农副产品等。 我国于五六十年代开始试制小型风力提水机和发电机。80年代初开始在风能丰富区的 内蒙推广50瓦～500瓦小型风力发电机，以解决牧民看电视、照明等生活用电和剪羊毛、粉碎饲 料等生产用电，深受广大牧民欢迎。由于购买风电机政府有补贴，目前购买量每年平均以5000 台速度递增。目前已推广了约15万台（其中大部分在内蒙），数量居世界第一。我国1985年开 始引进55千瓦的丹麦风电机，以后又引进荷兰、德国、比利时和美国的大中型风力发电机。1992 年国产55千瓦风电机已安装在内蒙商都风电场上，120千瓦也将开始投产。电力部发展规划要求 ， “九五”期间250千瓦～300千瓦的风电机国产化。与丹麦一家公司合作，在国内建立600千瓦风 电机的组装并制造部分零部件的合资企业的签字仪式亦已于1996年11月举行。目前我国已并网 发电的风力发电场有新疆达坂城（总装机容量1.13万千瓦）；内蒙朱日和，商都；广东南澳；福 建平潭；大连横山和东岗；山东长岛和荣成；浙江嵊泗和大陈岛等18个。总装机容量超过5万千 瓦。正在兴建的还有内蒙辉腾锡勒，浙江括苍山和苍南，海南东方，广东珠海，甘肃安西和玉门 ， 以及河北张北等。新疆达坂城风电场二期扩建工程已开始全面实施。从德国引进的两台600千瓦 风电机已于1996年6月投入运行，另外3台450千瓦和3台500千瓦风电机亦分别于1996年7月和 11月正式发电。600千瓦风电机是我国目前最大的风电机，叶轮直径43米。塔架高48.36米 ， 总重85吨，是国产的。据报道，1996年我国仅政府投资就达12个亿，将新增风力发电能力10 万千瓦。美国、德国和日本等国和我国合办大型风电场和大型风力发电机厂的计划都正在商谈和 落实之中。据电力部公布的规划，2000年我国风电装机容量将达100万千瓦，2020年达800万 千瓦。 我国发展风电新能源的迫切性还因我国特殊的国情。第一，我国油少煤多，一次能源消 费结构中，煤占75％，大大高于世界平均，会造成严重大气污染。目前，我国每年二氧化碳排 放量达45亿吨，按人口平均计算已达到“气候变化框架公约”规定的2000年世界排放总量220亿 吨（今为240亿吨）的平均水平。如按目前我国经济发展速度每年二氧化碳排放量增长5％计算， 2000年将达到57亿吨，2005年73亿吨！因此，我国政府早在1991年6月召开的全国风电场建 设规划会议上，就已经提出要把发展风电作为全国电力建设的一个方面军来抓。 第二，1995年我国发电总量突破1万亿千瓦时，仅次于美国而居世界第二。但是人均发 电量仍然较少，目前我国还有12个无电县，有25％的农牧户没有用上电。而这些暂时缺电的地 区，大都在交通不便的草原、高原、海岛和山区，用网送电既困难又不经济。这些地区中风能又 大都丰富，而且发展风电一般也不与农争地。 摘自江苏教育出版社《气象与公众》 南通金牛风电设备有限公司 联系： 陈伯军 Evan Chen Telephone:0086-513-88268699 or 88255888 or 84899925 Mobile ph:0086-15206278060 Fax Num：0086-513-88268219 E-MAIL: bojunchen@ntjinniu.cn Msn: allexpo@hotmail.com Website: WWW.NTJNFD.COM