下载文档原格式
中国风能资源我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。
据国家气象局估算，全国风能密度为 100W／m2，风能资源总储量约 1.6X105MW, 特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区，每年风速在 3m／s 以上的时间近 4000h 左右，一些地区年平均风速可达 6～7m／s 以上，具有很大的开发利用价值。
有关专家根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率，以及大于等于3m／s和 6m／s 风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。
1、东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区。
这一地区，有效风能密度大于、等于 200W／ m2 的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度在 300W／m2 以上，有效风力出现时间百分率达80～90％，大于、等于 8 m／s 的风速全年出现时间约 7000～8000h，大于、等于 6 m／s的风速也有 4000 h 左右。
但从这一地区向内陆，则丘陵连绵，冬半年强大冷空气南下，很难长驱直下，夏半年台风在离海岸50km 时风速便减少到 68％。
所以，东南沿海仅在由海岸向内陆几十公里的地方有较大的风能，再向内陆则风能锐减。
在不到 100km 的地带，风能密度降至 50W／m2 以下，反为全国风能最小区。
但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陈、嵊泗等沿海岛屿上，风能却都很大。
其中台山风能密度为534.4W／m2，有效风力出现时间百分率为90％，大于、等于 3 m／s 的风速全年累积出现7905h。
换言之，平均每天大于、等于 3 m／s 的风速有 21.3h，是我国平地上有记录的风能资源最大的地方之一。
2、内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区。
这一地区，终年在西风带控制之下，而且又是冷空气入侵首当其冲的地方，风能密度为200～300W／m2，有效风力出现时间百分率为70％左右，大于、等于 3 m／s 的风速全年有5000h 以上，大于、等于6m／s的风速在2O00h以上，从北向南逐渐减少，但不象东南沿海梯度那么大。
关于风能资源丰富的原因
风能资源，是一种清洁的可再生能源，是指由太阳辐射地球表面受热不均，引起大气层中受热不均匀，从而使空气沿着水平方向运动，空气流动所形成的动能。
是太阳能的一种转化形式。
科学、准确地估算我国风能潜力及其空间分布是国家对风能资源开发中一项极其重要的基础性工作。
中国风能资源分布图风能资源，是一种清洁的可再生能源，是指由太阳辐射地球表面受热不均，引起大气层中受热不均匀，从而使空气沿着水平方向运动，空气流动所形成的动能。
，是太阳能的一种转化形式，但风能开发利用的成本比太阳能开发利用的成本要低，它是可再生能源中最具开发前景的一种能源。
我国风能资源丰富的地区主要有西北内蒙古高原地区和东南部沿海地区。
内蒙古高原风能资源丰富的原因：
（1）内蒙古高原地区地形平坦，植被稀疏，地形阻挡作用小；
（2）靠近冬季风源地，冬季风势力强劲。
风能资源的评估和开发潜力分析1. 风能资源的现状及重要性风能作为一种清洁、可再生的能源资源，具有巨大的开发潜力。
随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出，风能作为一种替代传统化石能源的能源形式备受重视。
通过对风能资源的评估和开发潜力分析，可以更好地利用这一资源，推动可持续能源的发展。
2. 风能资源评估的方法评估风能资源的方法主要有风速测量、气象资料分析、数值模拟等。
其中，风速测量是最直接的方法，通过设置风速测量塔或利用无人机等技术获取实时风速数据。
而气象资料分析则是通过历史气象数据和地理信息系统技术，对不同地区的风能资源进行量化分析。
另外，数值模拟则可以通过建立数学模型，模拟不同地区的风能资源分布情况。
3. 风能资源的空间分布风能资源的空间分布主要受到地球自转、地形地貌、气候环境等因素的影响。
一般来说，海岸线、山脉、平原等地形地貌复杂的地区风能资源更为丰富。
此外，气候环境也会对风能资源的分布产生影响，例如温带季风气候和大陆性季风气候的地区风能资源更为丰富。
4. 风能资源的经济价值评估风能资源的开发潜力不仅需要考虑其技术可行性，更需要考虑其经济价值。
随着风力发电技术的不断成熟和普及，风能资源的经济性也越来越受到重视。
与传统化石能源相比，风能资源具有成本低廉、无排放、可再生等优势，因此在整个能源结构调整中具有重要的地位。
5. 风能资源的开发潜力分析通过对不同地区风能资源的评估和开发潜力分析，可以为风电行业的发展提供重要的参考依据。
一些国家和地区已经建立了相关的风能资源数据库，通过这些数据库可以更加准确地评估风能资源的分布情况和开发潜力。
同时，利用先进的风力发电技术和智能化管理手段，可以提高风能资源的开发利用效率。
6. 风能资源的可持续利用在评估风能资源的开发潜力时，需要充分考虑其可持续利用性。
风能作为一种可再生资源，具有无限的潜力，但在开发利用过程中也需要考虑与环境的协调。
保护生态环境、减少对动植物的影响、合理配置风电场等都是实现风能资源可持续利用的重要手段。
风与风资源基础知识授课：***编订：孙伟修改：***金风大学运维学院2016年1月29日课程目录一、风二、风能资源地球上任何地方都在吸收太阳的热量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，于是暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。
而且由于地球自转、公转的力量及地形之不同也更加强风力和风向之变化多端。
•风是一个矢量，既有大小又有方向。
•描述风况的两个参数：风向、风速。
地球表面风的形成和风向风的形成赤道与南北纬30度之间的大气环流系统北纬30度至60度之间的大气环流系统北纬60度至北极之间的大气环流系统全球大气环流示意地球在自转，使空气水平运动发生偏向的力，称为地转偏向力，这种力使北半球气流向右偏转，南半球向右偏转，所以地球大气运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向力的影响。
大气真实运动是这两力综合影响的结果。
风的形成•山谷风谷风：由于热力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡山风：夜间由平原或山坡吹向谷地风的形成•海陆风海风：在沿海地区，白天由于陆地与海洋的温度差而形成海风吹向陆地陆风：晚上陆风吹向海上风的形成•峡谷（峡管）风峡谷效应使风速增大，不论是高大的山脉或是中小尺度的山脉只要存在峡谷或缢口河谷都有峡管效应，因为在谷地中流场压缩，其风速将比两侧加强，即产生峡管效应。
当气流通过山地时，由于受到地形阻碍的影响，流场发生变化。
在山的迎风面下部由于气流受阻，风速减弱，且有上升气流。
在山的顶部和两侧，因为气流线密集，风速加强。
风的形成•地形加速（爬坡）风在气象上，风常指空气的水平运动，并用风向、风速（或风力）来表示。
风向指风的來向，一般用16个方位（国际通用）或360度來表示。
以360度表示时，由北起按顺时针方向量度。
风速（或风力）指的是单位时间內空气的移动距离，常以米/秒、公里/小时、海里/小时來表示。
风速和风向风力等级表注：本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值风的特性•风的日变化地面上是夜间风弱，白天风强；高空中却是夜里风强，白天风弱。
我国风能资源一、概况我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。
而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。
二、风能资源分布1、"三北"（东北、华北、西北）地区风能丰富带包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省/自治区近200km宽的地带，风功率密度在200～300W/m2以上，有的可达500W/ m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国可利用储量的79%。
该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场。
但是，建设风电场时应注意低温和沙尘暴的影响，有的地方联网条件差，应与电网统筹规划发展。
2、东南沿海地区风能丰富带东南沿海受台湾海峡的影响，每当冷空气南下到达海峡时，由于狭管效应使风速增大。
冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区。
我国有海岸线约1800km，岛屿6000多个，这是风能大有开发利用前景的地区。
沿海及其岛屿风能丰富带，年有效风功率密度在200W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等，可利用小时数约在7000～8000小时。
这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆是丘陵连绵，风能丰富地区仅在距海岸50km之内。
3、内陆局部风能丰富地区在两个风能丰富带之外，风功率密度一般在100W/m2以下，可利用小时数3000小时以下。
但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能也较丰富，如鄱阳湖附近较周围地区风能就大，湖南衡山、湖北的九宫山、河南的嵩山、山西的五台山、安徽的黄山、云南太华山等也较平地风能为大。
4、海上风能丰富区我国海上风能资源丰富，10m高度可利用的风能资源约7亿多kW。
第一章风能及风能资源一．风的成因风是环绕地球大气层中的空气流动．流动的空气所具有的能量，也就是风所具有的动能，就称为风能．从广义太阳能的观点看，风能是由太阳能转化而来的．来自太阳能的辐射能不断地传送到地球表面周围，因受太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生了温差，因而产生气压差，由此形成了空气的流动．因此，可以说是太阳把能量以热能的形式传到地球而后又转换成风能的．二风的风类大气环流――地球表面的大气环流是由于太阳辐射及地球自转而引起的．在赤道上，太阳垂直照射，地面受热很强：而在地球两极地区，太阳是倾斜照射的，地面受热则较弱，热空气较冷空气轻，就造成在赤道附近热空气向空间上升，并通过大气层上部流向两极；两极地区的冷空气则流向赤道．由于地球本身自西向东旋转的结果，这种大气环流在北半球产生了东北风，在南半球则产生了东南风，分别称为东北信风和东南信风.海陆风――沿海地球陆地同海上所形成的风向交替的海风与陆风，它们是由于昼夜之间温度变化而造成的．在白日，陆地上接受的太阳辐射热量较海水要强，因而陆地上的空气受热向上流动，而海洋面上的空气较冷，较冷的空气则自海洋流向沿岸陆地，这样就形成了海风；在夜间，陆地上的空气比海洋上的空气冷却要快，这样就造成海洋上的空气上升，而陆地上较冷的空气沿地面流向海洋，形成了陆风.山谷风――山岳地区在一昼夜间风向交替的山风（或称山岳风）与谷风（或称平原风）．谷风的产生是由于日间太阳照射使山坡上的空气温度升高，热空气上升，而地势地处的冷空气则自山谷向上流动，这就形成了谷风；到了夜晚，空气中的热量向高空散发，高空中的空气密度增大，空气则沿山坡向下流动，这就形成了山风．第二章风的描述如上所述，风是由于空气的流动而形成的，因此可被看做是向量，包括空气流动的速度及流动的方向两个要素，也即是风速和风向．对于人类来说，风是最熟悉的自然现象之一，风速与风向在不同的时间（每日每月每年）都有一定的周期性变化．为了估算某一地域的风能资源，必须测量出每日、每月、每年的风速及风向数据，了解其变化的情况。
风能发电解读风力资源开发与利用的前景随着能源需求的不断增长和环境污染的日益严重，寻找替代能源的方式成为了全球范围内的热门话题。
在这个背景下，风能作为一种清洁、可再生的能源形式备受关注。
本文将深入探讨风能发电的原理、优势以及未来的发展前景。
一、风能发电的原理风能发电利用风力将风能转化为电能的过程。
其基本原理是通过风力旋转涡轮机，由涡轮机带动发电机转动并产生电能。
风能发电需要具备以下几个关键要素：风速、风向、涡轮机和发电机。
其中，风速和风向是风能发电的基础，风速越大，风能转化效率越高；而涡轮机和发电机是实现风能转化的设备。
二、风能发电的优势1. 清洁环保：与传统能源相比，风能发电不产生大气污染物和温室气体排放，对环境保护具有积极作用，不会对大气、土壤和水资源造成污染。
2. 可再生性：风能是一种永续的能源，不受资源枯竭的限制。
相比于化石燃料等有限能源，风能具备长期可持续供应的特点，是实现能源可持续发展的重要途径之一。
3. 资源丰富：全球范围内风资源非常丰富，特别是在沿海和山地等地区，具备较为理想的风能资源。
充分利用这些资源，能够有效增加清洁能源的供应。
4. 经济效益：随着技术的不断提升和推广，风能发电的成本逐渐降低，竞争力增强。
相比于传统能源，风能发电所需的维护和运营成本较低，且具备较高的发电效率，因此具备良好的经济效益。
三、风能发电的应用前景风能发电具有广阔的应用前景，主要体现在以下几个方面：1. 能源结构优化：风能作为清洁能源的重要组成部分，可以有效改善传统能源供应结构，减少对化石燃料的依赖，降低能源安全风险。
2. 环境保护与减排：风能发电不产生二氧化碳等温室气体，对改善大气环境、应对气候变化具有重要意义。
通过推广风能发电，可以实现减排目标，降低全球温室气体排放量。
3. 地方经济发展：风能发电项目的建设和运营会带动相关产业链的发展，增加就业机会，带动当地经济的快速增长。
4. 偏远地区供电：在一些偏远地区和无电地区，风能发电成为解决电能供应问题的有效途径。
风能资源
风的形成
空气流动现象称为风，一般指空气相对地面的水平运动。
尽管大气运动是很复杂的，但大气运动始终遵循着大气动力学和热力学变化的规律。
一、大气环流
风的形成是空气流动的结果。
空气流动的原因是地球绕太阳运转，由于日地距离和方位不同，地球上各纬度所接受的太阳辐射强度也就各异。
在赤道和低纬地区比极地和高纬地区太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多，因而温度高。
这种温差形成了南北间的气压梯度，在北半球等压面向北倾斜，空气向北流动。
由于地球自转形成的地转偏向力的存在，这种力就叫作科里奥利力，简称偏向力或科氏力。
在此力的作用下，在北半球，使气流向右偏转，在南半球使气流向左偏转。
所以，地球大气的运动，除受到气压梯度力的作用外，还受地转偏向力的影响。
地转偏向力在赤道为零，随着纬度的增高而增大，在极地达到最大。
当空气由赤道两侧上升向极地流动时，开始因地转偏向力很小，空气基本受气压梯度力影响，在北半球，由南向北流动，随着纬度的增加，地转偏向力逐渐加大，空气运动也就逐渐地向右偏转，也就是逐渐转向东方。
在纬度30°附近，偏角到达90°，地转偏向力与气压梯度力相当，空气运动方向与纬圈平行，所以在纬度30°附近上空，赤道来的气流受到阻塞而聚积，气流下沉，形成这一地区地面气压升高，就是所谓的副热带高压。
副热带高压下沉气流分为两支，一支从副热带高压向南流动，指向赤道。
在地转偏向力的作用下，北半球吹东北风，南半球吹东南风，风速稳定且不大，约3-4 级，这是所谓的信风，所以在南北纬30°之间的地带称为信风带。
这一支气流补充了赤道上升气流，构成了一个闭合的环流圈，称此为哈德来（Hadley）环流，也叫做正环流圈。
此环流圈南面上升，北面下沉。
另一支从副热带高压向北流动的气流，在地转偏向力的作用下，北半球吹西风，且风速较大，这就是所谓的西风带。
在60°N附近处，西风带遇到了由极地向南流来的冷空气，被迫沿冷空气上面爬升，在60°N地面出现一个副极地低压带。
副极地低压带的上升气流，到了高空又分成两股，一股向南，一股向北。
向南的一股气流在副热带地区下沉，构成一个中纬度闭合圈，正好与哈德来环流流向相反，此环流圈北面上升、南面下沉，所以叫反环流圈，也称费雷尔（Ferrel）环流圈；向北的一股气流，从上升到达极地后冷却下沉，形成极高压带，这股气流补偿了地面流向副极地带的气流，因此也叫正环流。
在北半球，此气流由北向南，受地转偏向力的作用，吹偏东风，在60°-90°N之间，形成了极地东风带。
综合上述，在地球上由于地球表面受热不均，引起大气层中空气压力不均衡，因此，形成地
面与高空的大气环流。
各环流圈伸屈的高度，以热带最高，中纬度次之，极地最低，这主要由于地球表面增热程度随纬度增高而降低的缘故。
这种环流在地球自转偏向力的作用下，形成了赤道到纬度30°N 环流圈（哈德来环流）、30°-60°N环流圈和纬度60°-90°N 环流圈，这便是著名的“三圈环流”，如图2-1所示。
当然，所谓“三圈环流”乃是一种理论的环流模型。
由于地球上海陆分布不均匀，因此，实际的环流比上述情况要复杂得多。
季风环流
（一）季风定义
在一个大范围地区内，它的盛行风向或气压系统有明显的季节变化，这种在1 年内随着季节不同，有规律转变风向的风，称为季风。
季风盛行地区的气候又称季风气候。
季风明显的程度可用一个定量的参数来表示，称为季风指数，它是根据地面冬夏盛行风向之间的夹角来表示，当夹角在120°-180°之间，认为是属季风，然后用1和7 月盛行风向出现的频率相加除2，即1=（F1+F7）/2为季风指数，当1为季风区（1 >40%为季风区（1区），1=40%-60%为较明显季风区（2区），1>60%为明显季风区（3 区），如图2-2 所示。
由图可知，全球明显季风区主要在亚洲的东部和南部，东非的索马里和西非几内亚。
季风区有澳大利亚的北部和东南部，北美的东南岸和南美的巴西东岸等地。
亚洲东部的季风主要包括我国的东部，朝鲜、日本等地区；亚洲南部的季风，以印度半岛最为显著，这是世界闻名的印度季风。
（二）我国季风环流的形成
我国位于亚洲的东南部，所以东亚季风和南亚季风对我国天气气候变化都有很大影响。
形成我国季风环流的因素很多，主要由于海陆差异，行星风带的季节转换以及地形特征等综合形成的。
1.海陆分布对我国季风的作用海洋的热容量比陆地大得多，冬季，陆地比海洋冷，大陆气压高于海洋，气压梯度力自大陆指向海洋，风从大陆吹向海洋；夏季则相反。
陆地很快变暖"海洋相对较冷，陆地气压低于海洋，气压梯度力由海洋指向大陆，风从海洋吹向大陆。
如图2-3所示。
我国东临太平洋，南临印度洋，冬夏的海陆温差大"所以季风明显。
2.行星风带位置季节转换对我国季风的作用地球上存在着5个风带。
从图2-1可以看出，信风带。
盛行西风带，极地东风带!南半球和北半球是对称分布的，这5个风带，在北半球的夏季都向北移动。
而冬季则向南移动，这样冬季西风带的南缘地带。
夏季可以变成东风带。
因此，冬夏盛行风就会发生180°的变化。
冬季我国主要在西风带影响下，强大的西伯利亚高压笼罩着全国!盛行偏北气流。
夏季西风带北移!我国在大陆热低压控制之下，副热带高压也北移!盛行偏南风。
3.青藏高原对我国季风的作用青藏高原占我国陆地的1/4，平均海拔在4000m 以上，对应于周围地区具有热力作用。
在冬季，高原上温度较低，周围大气温度较高，这样形成下沉气流，从而加强了地面高压系统，使冬季风增强；在夏季，高原相对于周围自由大气是一个热源，加强了高原周围地区的低区系统，使夏季风得到加强。
另外!在夏季，西南季风由孟加拉湾向北推进时，沿着青藏高原东部的南北走向的横断山脉流向我国的西南地区。
局地环流
海陆风
海陆风的形成与季风相同!也是大陆与海洋之间的温度差异的转变引起的。
不过海陆风的范围小，以日为周期!势力也薄弱。
由于海陆物理属性的差异!造成海陆受热不均，白天陆上增温较海洋快，空气上升，而海洋上空气温度相对较低，使地面有风白海洋吹向大陆，补充大陆地区上升气流，而陆上的上升气流流向海洋上空而下沉，补充海上吹向大陆气流，形成一个完整的热力环流；夜间环流的方向正好相反，所以风从陆地吹向海洋。
将这种白天风从海洋吹向大陆称海风，夜间风从陆地吹向海洋称陆风，所以，将在1天中海陆之间的周期性环流总称为海陆风（见图2-4）。
海陆风的强度在海岸最大，随着离岸的距离而减弱，一般影响距离在20-50km 左右。
海风的风速比陆风大，在典型的情况下，风速可达4-7m/s。
而陆风一般仅2m/s左右。
海陆风最强烈的地区，发生在温度日变化最大及昼夜海陆温度最大的地区。
低纬度日射强!所以海陆风较为明显!尤以夏季为甚。
此外，在大湖附近同样日间有风自湖面吹向陆地称为湖风!夜间自陆地吹向湖面称为陆风!合称湖陆风。
山谷风
山谷风的形成原理跟海陆风是类似的。
白天!山坡接受太阳光热较多，空气增温较多；而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。
于是山坡上的暖空气不断上升，并从山坡上空流向谷地上空!谷底的空气则沿山坡向山顶补充!这样便在山坡与山谷之间形成一个热
力环流。
下层风由谷底吹向山坡，称为谷风"到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，空气降温较多；而谷地上空，同高度的空气因离地面较远!降温较少。
于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，谷底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热力环流。
下层风由山坡吹向谷地，称为山风。
故将白天风从山谷吹向山坡，这种风叫谷风；到夜间，风自山坡吹向山谷，这种风称山风。
山风和谷风又总称为山谷风（见图2-5）。
山谷风风速一般较弱，谷风比山风大一些，谷风一般为2-4m/s，有时可达6-7m/s。
谷风通过山隘时，风速加大。
山风一般仅1-2m/s。
但在峡谷中，风力还能增大一些。
