风能应用
- 格式:doc
- 大小:45.00 KB
- 文档页数:6
建筑物的风能利用与应用风能是一种可再生的能源,通过有效地利用风力可以实现建筑物的低碳、可持续发展。
本文将探讨建筑物的风能利用与应用方面的相关内容。
一、风能利用的原理风能是由太阳辐射引起的,当地表温度不均匀时会形成气流,形成风。
建筑物的风能利用就是通过捕捉和转换风能来为建筑物提供动力和电力。
二、风能利用的方法1. 风能利用系统建筑物可以安装风力发电机组,将风能转化为电能。
风力发电机组通常包括机翼、风轮、发电机和塔架等组件。
风能被风轮捕捉后驱动发电机旋转产生电能,这种系统适用于高层建筑物或城市周边地区。
2. 风能利用设备建筑物顶部或立面可以安装风力抽风机、风力空调等设备,通过风能来实现建筑物的通风和空调系统。
这些设备可以利用风的流动来降低建筑物内部的温度,减少对传统空调系统的依赖,从而实现能源节约和环境保护。
3. 风能利用材料建筑物的外墙可以设计成带有小型风轮的太阳能板,这种设计可以将太阳能和风能相结合,实现多能源的利用。
通过这种方式,建筑物可以同时利用太阳能和风能,提高能源利用效率。
三、风能利用的优势1. 可再生性风能是一种可再生的能源,相对于化石燃料等非可再生能源,风能的利用对环境的影响更小,能够实现建筑物的可持续发展。
2. 无污染风能的利用不会产生污染物和温室气体的排放,对改善大气环境和减少温室效应具有积极作用。
3. 经济性相比于传统的能源供应方式,风能利用具有较低的运营成本。
一旦风力发电设备安装完毕,风能的获取几乎是免费的,可以降低建筑物的能源开支。
四、风能利用的挑战与解决方案1. 区域选择建筑物风能利用的效果受到环境条件的影响,如地理位置、地形和建筑物周边的障碍物。
选择合适的区域来实施风能利用是至关重要的。
2. 噪音和震动风力设备的运行可能会产生噪音和震动对周围环境造成干扰。
为了解决这个问题,可以采用高效静音装置和减振措施,以减少对建筑物和周围居民的影响。
3. 安全性风力设备的安装和维护需要谨慎处理,以确保使用过程中的安全。
风能的四大主要应用1、风力提水风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。
至20世纪下半时,为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源,风力提水机有了很大的发展。
现代风力提水机根据用途可以分为两类。
一类是高扬程小流量的风力提水机,它与活塞泵相团提取深井地下水,主要用于草原、牧区,为人畜提供饮水。
另一类是低扬程大流量的风力提水机,它与螺旋泵相配,提取河水。
湖水或海水,主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。
风力提水机在我国用途广阔,如“黄淮河平原的盐碱改造工程”就可大规模采用风力提水机来改良土壤。
2、风力发电利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式,受到世界各国的高度重视,而且发展速度最快。
风力发电通常有三种运行方式。
一是独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电。
二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合,向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。
三是风力发电并人常规电网运行,向大电网提供电力;常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向。
3、风帆助航在机动船舶发展的今天,为节约燃油和提高航速,古老的风帆助航也得到了发展。
航运大国日本已在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航,节油率达15%。
4、风力致热随着人民生活水平的提高,家庭用能中热能的需要越来越大,特别是在高纬度的欧洲、北美取暖,煮水是耗能大户。
为解决家庭及低品位工业热能的需要,风力致热有了较大的发展。
“风力致热”是将风能转换成热能。
目前有三种转换方法。
一是风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。
虽然电能转换成热能的效率是100%,但风能转换成电能的效率却很低,因此从能量利用的角度看,这种方法是不可取的。
二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动一离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。
三是将风力机直接转换成热能。
显然第三种方法致热效率最高。
风能的应用和原理1. 风能的概述•风是地球大气层中空气运动的一种形式。
•风能是指将风的运动转化为有用能量的过程。
2. 风能的来源•风能主要来自太阳能。
•太阳能辐射使得地球表面产生温差,形成气压差,产生风。
3. 风能的捕捉与利用•风能可以通过风力发电来捕捉和利用。
•风力发电是将风能转换为电能的过程。
4. 风力发电的基本原理•风力发电利用风车或风轮转动,将风能转化为机械能,再经由发电机转换为电能。
•风力发电的原理类似于水力发电,都是利用流体运动转化能量的过程。
5. 风力发电的组成部分•风力发电系统主要由风机、塔架、发电机和电网组成。
•风机是利用风能转动的装置,通常由叶片、轴和齿轮等组成。
•塔架用于支撑风机,并使风机能够在高空处捕捉更多的风能。
•发电机将机械能转换为电能,常见的有同步发电机和异步发电机。
6. 风力发电的优势和应用•风力发电具有环保、可再生和可持续等优势。
•风力发电广泛应用于电力产业,成为一种重要的清洁能源。
7. 风力发电的挑战和局限性•风力发电受到地理条件、天气条件和设备成本等因素的限制。
•风力发电设备的建设和运维成本较高。
8. 风力发电的发展趋势•随着技术进步和政策支持,风力发电将继续增长。
•越来越多的国家将风能作为重要的能源发展方向。
9. 风力发电与可再生能源的关系•风力发电属于可再生能源的一种。
•可再生能源包括太阳能、风能、水能等,具有无限的再生能力。
10. 结语风能作为一种重要的清洁能源,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和政策的支持,风力发电将成为能源领域的重要组成部分。
我们应当继续研究和推广风力发电技术,以更好地利用风能资源,实现可持续发展的目标。
中国风能的应用中国风能的应用非常广泛,涵盖了发电、交通、建筑等多个领域。
以下是一些具体的例子:1、风力发电:风能是中国最主要的可再生能源之一,中国也是全球最大的风力发电市场之一。
风力发电不仅可以减少对化石燃料的依赖,降低环境污染,还可以通过国家相关政策获得一定的经济收益。
目前,中国已经建成了许多大型风力发电场,分布在沿海地区和一些内陆地区,如河北、江苏、辽宁等省份。
2、风能建筑:近年来,随着绿色建筑理念的兴起,越来越多的建筑开始利用风能。
比如,一些建筑采用了风能空调系统,利用室外风流推动空调系统的运转,从而降低建筑的能耗。
还有一些建筑在设计时就考虑到了自然通风,通过建筑布局和设计来引导风流,提高建筑的通风效率,减少对机械通风的依赖。
3、风能交通:中国的一些城市已经开始尝试利用风能来改善交通状况。
比如,一些城市开始推广使用电动自行车和电动公交车等新能源交通工具,这些工具可以利用风能进行充电或辅助行驶,从而降低对化石燃料的依赖。
此外,还有一些城市开始建设风能充电站,为电动汽车提供充电服务。
4、风能农业:在农村地区,农民可以利用小型风力发电机为农田灌溉提供动力,还可以利用风能来干燥农产品、驱动农业机械等。
这样一来,农民可以利用可再生能源来解决生产中的能源问题,降低生产成本,同时还可以为环境保护做出贡献。
5、风能水务:在水资源管理中,中国也已经开始利用风能。
比如,一些城市开始建设风能水泵站,利用风能来驱动水泵抽取水源,解决城市供水问题。
此外,一些地区也开始利用风能来推动海水淡化设备的运转,从而解决当地居民的饮用水问题。
总的来说,中国在风能应用方面已经取得了很大的进展,但仍然存在一些挑战和问题。
比如,如何进一步提高风能利用率和降低成本、如何更好地将风能与其他可再生能源相结合、如何加强技术创新和政策支持等。
相信随着技术的进步和社会的发展,中国在风能应用方面会取得更加显著的成果。
风能发电的技术与应用情况随着全球气候变暖及能源需求的不断增长,对可再生能源的需求也越来越高。
风能发电作为一种重要的可再生能源,不仅具有环保和可持续的特点,而且成本较低,目前已成为许多国家的主要能源来源之一。
本文将探讨风能发电的技术与应用情况。
一、风能发电的技术1.水平轴风力发电机技术水平轴风力发电机技术是目前应用最广泛的一种风能发电技术。
它的基本原理是利用风轮带动发电机旋转,将风能转化为电能。
由于水平轴风力发电机性能稳定,可靠性高,适应性广等特点,因此被广泛应用于风能发电领域。
2.垂直轴风力发电机技术垂直轴风力发电机技术是一种新型的风能发电技术。
与水平轴风力发电机不同的是,垂直轴风力发电机的风轮垂直于地面。
由于垂直轴风力发电机结构简单,转子叶片形状多样化,因此具有更高的风能利用率及更好的适应性。
3.风光互补技术风光互补技术是一种综合利用太阳能和风能的技术。
其基本原理是在风力发电机上安装太阳能电池板,利用太阳能进行光伏发电。
在阳光不充足的情况下,风力发电机继续发电,发电系统的稳定性得到了保障。
二、风能发电的应用情况1.全球范围内的应用情况目前,在全球范围内,风能发电已成为最受欢迎的可再生能源之一。
据国际能源署(IUE)的统计,全球风能发电装机容量已超过750GW,其中中国、美国、德国、印度和西班牙是风能发电容量最大的五个国家。
2.中国的应用情况在中国,风能发电已成为能源转型的重要方向。
据中国电力行业协会的统计数据,截至2019年底,中国风能发电装机容量已达到约230GW。
尤其是在北方沿海地区,风资源丰富,风力发电已成为重要的能源供应方式。
3.未来的应用前景随着环境和能源问题的日益突出,风能发电在未来的发展前景也非常广阔。
未来的风力发电技术将以提高风能利用率、降低成本为主要发展方向。
此外,随着5G、物联网等新技术的发展,智慧风能的应用也将越来越广泛。
总之,风能发电作为一种优秀的可再生能源,已经在全球范围内得到广泛发展和应用。
风能的应用风能是一种可再生的清洁能源,具有很大的开发利用潜力。
风能的应用主要集中在风力发电、风力泵、风能干燥、风能制冷、风能提水、风能粉碎、风能运输等领域。
以下是风能应用的具体内容:1. 风力发电风力发电是风能最重要的应用之一,通过风力发电机组将风能转化为电能。
风力发电具有清洁、可再生、无污染、低碳环保等优点,在全球范围内得到了广泛的应用。
风力发电的原理是,利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,从而驱动发电机发电。
根据风力发电机组的不同,风速、风向等条件的不同,风能发电的效率也有所不同。
2. 风力泵风力泵是一种利用风能进行灌溉的设备,适用于缺水地区。
风力泵将风能转化为机械能,再通过机械传动将水输送到需要灌溉的地区,从而实现灌溉的目的。
风力泵具有节能、环保、操作简便等优点,因此在一些缺水地区得到了广泛的应用。
3. 风能干燥风能干燥是一种利用风能进行干燥的技术,适用于农业领域。
风能干燥具有节能、环保、干燥效率高等优点,因此得到了广泛的应用。
风能干燥的原理是,利用风吹过物体表面时,带走物体表面的水分,从而实现干燥的目的。
4. 风能制冷风能制冷是一种利用风能进行制冷的技术,适用于建筑领域。
风能制冷的原理是,利用温差效应和热力学原理,通过自然通风和热交换等方式,实现建筑物的制冷。
风能制冷具有节能、环保、舒适度高等优点,因此在一些建筑领域得到了广泛的应用。
5. 风能提水风能提水是一种利用风能进行提水的技术,适用于缺水地区。
风能提水的原理是,利用风力带动涡轮机旋转,再通过传动装置将水提取到需要的地方。
风能提水具有节能、环保、操作简便等优点,因此在一些缺水地区得到了广泛的应用。
6. 风能粉碎风能粉碎是一种利用风能进行粉碎的技术,适用于一些工业领域。
风能粉碎具有节能、环保、粉碎效果好等优点,因此得到了广泛的应用。
风能粉碎的原理是,利用风吹过物料表面时,通过高速气流将物料粉碎。
7. 风能运输风能运输是一种利用风能进行运输的技术,适用于一些特定场景。
风能的利用方式风能是一种可再生能源,利用风能已成为世界各国发展清洁能源的重要方式。
在过去的几十年里,人们已经开发出多种利用风能的方式,以满足日益增长的能源需求,同时减少对传统能源的依赖。
本文将介绍几种常见的利用风能的方式。
1. 风力发电:风力发电是利用风力将风能转化为电能的过程。
通过安装在大型风力发电机上的叶片,当风吹过时,叶片会旋转,驱动发电机发电。
这种方式不仅可以为家庭和工业提供电力,还可以作为国家能源系统的一部分,为整个地区提供电力。
风力发电具有环保、可再生、无排放等优点,因此在全球范围内得到了广泛应用。
2. 风能储存:由于风能的不稳定性,风力发电并不能持续并且稳定地提供电力。
因此,风能储存成为解决这个问题的重要方式之一。
风能储存可以通过多种技术来实现,如压缩空气储能、电池储能和水泵储能等。
这些技术可以在风力充足时储存多余的电能,以备不时之需,提高风力发电的可靠性和稳定性。
3. 风能供暖:除了发电外,风能还可以用于供暖。
在一些寒冷的地区,人们可以利用风能为房屋提供暖气。
通过将风能转化为热能,可以使房屋保持温暖,减少对传统能源的依赖。
这种方式不仅能够降低能源消耗,还可以减少温室气体的排放,对环境更加友好。
4. 风能泵水:风能还可以用于泵水。
在一些干旱地区,人们可以利用风能将地下水或水源抽取到地面上,用于农田灌溉、家庭用水等。
这种方式可以解决水资源短缺的问题,提高农田产量,改善生活条件。
5. 风能航行:风能还可以用于航行。
在古代,人们利用风力驱动帆船进行航行。
如今,虽然航行方式已经发生了很大的变化,但是利用风能进行航行的概念依然存在。
例如,一些现代帆船和风能助推船利用风力进行航行,减少对化石燃料的依赖,减少航行对环境的影响。
利用风能的方式多种多样,可以应用于电力、供暖、泵水和航行等不同领域。
随着科技的不断进步和创新,相信未来还会有更多新的利用风能的方式被开发出来。
风能的利用不仅可以满足能源需求,还可以减少对传统能源的依赖,保护环境,促进可持续发展。
风能的原理和应用一、风能的原理风能是一种可再生能源,是指通过风的气流运动来产生能量的一种形式。
风能的产生与地球的自转和太阳辐射导致的温度差有关。
在太阳辐射影响下,地球的不同地区表面受到的热量不均匀,形成不同的气压分布。
这使得大气形成了气流,其中的风就是一种表现形式。
风能的原理主要包括以下几个方面: 1. 温度差异:地球的不同地区受到的太阳辐射量不同,造成气流中存在温度差异,从而形成了风。
2. 高低压差:在地球表面的不同区域,由于温度差异导致空气密度不同,形成高压区和低压区。
风就是由高压区向低压区的气流运动。
3. 科里奥利力:由于地球自转,气流在北半球受到科里奥利力的影响,呈逆时针方向偏转;在南半球则呈顺时针方向偏转。
二、风能的应用风能作为一种清洁的能源形式,具有很多应用,目前主要包括以下几个领域:2.1 风力发电风力发电是风能最常见、应用最广泛的形式之一。
通过设置风力发电机组,利用风的能量驱动发电机转动产生电能。
风力发电具有环保、可再生、分布广泛等优点,同时也面临着需要稳定的风能资源、风力发电机组的维护和管理等挑战。
2.2 风能供暖利用风能进行供暖是一种低碳、环保的方式。
通过利用风能驱动热泵或风能供暖设备,将风能转化为热能,提供供暖服务。
这种方式不仅能减少对传统能源的依赖,还能减少温室气体的排放。
2.3 风能供水在一些干旱地区,利用风能进行供水是一种有效的方式。
利用风能驱动风能供水系统,将地下水或咸水抽取上来进行处理和利用,满足当地居民的日常用水需求。
2.4 风能车辆风能也可以应用于交通工具中,实现清洁、环保的出行方式。
例如,风能汽车利用风能驱动车辆前进,减少了对传统燃料的依赖,并减少了尾气排放。
2.5 风能灯风能灯是利用风能发电的一种照明设备。
通过将风能转化为电能,供给灯具发光。
相比传统的照明方式,风能灯不需要外部电网供电,具有较低的能耗和较长的使用寿命。
三、风能的优势和挑战风能作为一种可再生能源,具有许多优势,但也面临一些挑战。
风能发电的优势和应用领域随着全球对可再生能源的需求逐渐增加,风能作为一种清洁、可再生的能源形式受到了广泛的关注和应用。
风能发电以其独特的优势,不仅实现了能源的可持续利用,还为人类创造了更加清洁和可靠的能源供应。
本文将重点探讨风能发电的优势和应用领域。
一、风能发电的优势1. 环保与清洁:与传统的化石燃料发电相比,风能发电不会产生有害气体和温室气体排放,对大气环境没有污染,减少了对全球气候变暖的负面影响。
2. 可再生与可持续:风是一种源源不断的能源,不会因为消耗而枯竭,具有可再生和可持续的优势。
通过捕捉和利用风能,可以满足人们对能源的需求,减少对有限能源资源的依赖。
3. 高效利用土地:风力发电站占地面积相对较小,可以在农田、山区、海岸线等不适合农业和建筑的区域进行建设。
这样不仅可以减少土地资源的浪费,还可以为当地经济发展和就业创造机会。
4. 经济成本低:与燃煤、燃油等传统能源相比,风能发电的经营成本较低。
虽然初始投资较高,但长期运行下来,风能发电可以实现较快的回报,对于能源市场而言,具有较高的竞争力。
二、风能发电的应用领域1. 家庭和小型商业用途:风力发电可以用于家庭和小型商业场所的电力供应。
通过安装适量的风力发电设备,可以满足日常用电需求,减少对传统电网的依赖,同时降低能源开支。
2. 大规模发电项目:风力发电也可以应用于大规模的发电项目中。
风力发电场通常由多台风力发电机组成,通过并网发电,将产生的电能输送到电网中,为大范围地区提供清洁能源。
3. 岛屿和偏远地区电力供应:对于许多岛屿和偏远地区来说,传统电力供应方式不太可行且昂贵。
而风能发电可以在这些地区实现独立供电,减少能源依赖,降低成本,并为当地居民提供清洁能源。
4. 工业生产和运输:风能发电可广泛应用于工业生产和运输领域。
例如,将风能用于制造车间或工业生产线的电力供应,可以降低能源成本、减少污染,提高持续性和可靠性。
5. 农业和水资源管理:风能发电技术可以用于农田灌溉系统、水资源管理设施等方面。
简述风力发电的原理及应用1. 风力发电的原理风力发电是利用风能将其转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能的过程。
其原理基于贝努利定律和工程动力学的基本原理。
风力发电利用风能的原理是依靠风的流动产生的动能。
当风经过风机叶片时,叶片受到风的压力,产生力矩,推动风机叶片转动。
风机转动的同时,由风机轴上的发电机将机械能转化为电能。
2. 风力发电的应用风力发电在能源领域具有广泛的应用。
以下列举几个主要领域:2.1 电力供应风力发电是一种绿色、可再生的能源形式,可以减少对化石燃料的依赖。
在电力供应方面,风力发电被广泛用于城市、乡村、工业园区等地的电网供电。
风力发电场可以建在高山、海滩、海上等地区,地理条件要求相对较宽松,能够为大规模的电网供电。
2.2 独立发电系统风力发电也可以应用于一些偏远地区或者岛屿等无法接入电网的地方。
在这些地方,人们可以设置小型风力发电系统,用以满足当地的电力需求。
这种独立发电系统可以是一个或多个风力发电机组成,通过储能装置将多余的电能存储以备夜间或无风时使用。
2.3 农村电气化在农村地区,由于地理条件限制,电网建设困难,风力发电成为一种较好的电力供应方式。
相比于传统的电力供应方式,风力发电不仅环保无污染,而且资源相对较为充足。
因此,在农村地区,兴建风力发电场已成为解决农村电气化问题的有效途径。
2.4 船舶动力风力发电也可以应用于船舶动力。
在航海中,特别是长途航行时,风力发电可以作为一种补充能源。
船舶上安装的风力发电装置可以利用航行时产生的风能,转化为电能,为船舶提供部分电力需求,减少对传统燃油的依赖。
3. 风力发电的优势与挑战风力发电作为一种清洁能源形式,具有以下优势:•可再生:风能是一种不会枯竭的能源,资源相对充足。
•环保:风力发电没有排放有害气体,对环境几乎没有污染。
•投资回报快:风力发电项目通常可以在短期内实现投资回报。
•适应性广:风力发电可以建设在不同地理条件下,适应性广泛。
沿海地区风能资源的开发与利用摘要: 我国沿海地区风能资源丰富,风能的相关应用,如风能发电,具有低碳,节能,环保等特点,符合我国新能源产业的要求,顺应全球经济社会可持续发展需求,因此近年来我国风能利用产业快速发展。
本文就沿海地区风能资源特征以及应用现状和开发前景进行讨论。
关键词:风能; 沿海; 开发利用; 可持续引言能源是推动人类社会进步的动力。
自从工业革命以来,以石油、天然气、煤炭为代表的一次能源的推广利用,迅速推动了世界工业化的进程,提高了社会发展水平和人类生活水平。
然而,这些不可再生能源的储量有限,难以满足急剧增长的巨大要求。
能源危机严重阻碍了人类社会的进一步发展。
风能资源是洁净的可再生资源。
发展风能在调整能源结构,缓解环境污染等方面的作用已经成为了全世界的共识,世界上很多国家都给予重视,在其开发方面投入大量资金,是风能的开发利用在全世界得到迅猛发展。
截至2009年,全球风电总装机容量已经达到1.6亿kw,全球已安装风力机每年发电3400万kwh,相当于全球电力消费的2%[5]我国海上风能资源非常丰富,但发展刚开始起步,从2005年开始,我国开始在浙江岱山、河北黄骅、上海以及江苏的如东和东台等地建设海上风电场。
根据中国气象科学研究院初步探明,我国10米高度以上的陆上风能潜力为2.53亿kW,而近海风能资源是陆上风能资源的3倍,预计达到7.5亿kW[7]而且近海风资源丰富区距离辽东、华东及东南沿海电力负荷中心较近。
海上风电资源开发潜力巨大,意义深远。
开发与利用风能已经成为可持续发展的重要部分。
今后, 随着国家对新能源的重视, 制定中长期规划, 出台激励政策, 我国风电将进入一个新的大规模发展阶段。
一沿海地区风能资源的自然条件我国风能资源仅次于美国和前苏联,居世界第三[11-12]。
已探明的中国风能理论储量为32.26亿千瓦,可利用开发为2.53亿千瓦。
风能是水能的10倍,只要能够将地球1%的风能利用好,就能满足全球的能源需要。
我国的风能资源丰富区主要集中在两个带状地区,一条是“三北”(东北、华北、西北)地区,终年在高空西风带控制之下,且又是冷空气侵入我国必经之地,该地区面积大、交通方便、地势较平坦,风速随高度增加很快,风能资源十分丰富;另一条是“沿海及其岛屿地丰富带”,其风能功率密度线平行于海岸线。
这些地区每年可利用风能的有效小时数约在7000~8000 小时,沿海夏、秋还有热带气旋的影响,每当台风登陆可产生一次大风过程。
近年来,我国的交通条件得到极大的改善,电网覆盖程度有了很大的提高,许多风资源丰富地区己置于电网覆盖之下,也为我们建设大型风电场提供了更有利的条件。
沿海丰富带年有效风能功率密度在200w/m2以上,将风能功率密度线平行于海岸线,沿海岛屿风能功率密度在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[6]小时,这一地区特别是东南沿海,由海岸向内陆是丘陵连绵,所以风能丰富地区仅在海岸50km之内,再向内陆不但不是风能丰富区,反而成为全国最小风能区,风能功率密度仅50w/m2左右,基本上是风能不能利用的地区。
沿海风能丰富带,其形成的天气气候背景与三北地区基本相同,所不同的是海洋与大陆两种截然不同的物质所组成,二者的辐射与热力学过程都存在着明显的差异。
大气与海洋间的能量交换大不相同。
海洋温度变化慢,具有明显的热隋性,大陆温度变化快,具有明显的热敏感性,冬季海洋较大陆温暖,夏季较大陆凉爽,这种海陆温差的影响,在冬季每当冷空气到达海上时风速增大,再加上海洋表面平滑,摩擦力小,一般风速比大陆增大2-4m/s。
东南沿海又受台湾海峡的影响,每当冷空气南下到达时,由于狭管效应的结果使风速增大,这里是我国风能资源最佳的地区。
登陆台风每年在我国有11个,而广东每年登陆台风最多为3.5次,海南次之2.1次,台湾1.9次,福建1.6次,广西、浙江、上海、江苏、山东、天津、辽宁合计仅1.7[4]次,由此可见,台风影响的地区由南向北递减、对风能资源来说也是南大北小。
由于台风登陆后中心气压升高极快,再加上东南沿海东北-西南走向的山脉重叠,所以形成的大风仅在距海岸几十公里内。
风能功率密度由 300w/m2锐减到100w/m2以下。
综观上述,冬春季的冷空气、夏秋的台风,都能影响到沿海及其岛屿。
相对内陆来说这里形成了我国风能丰富带。
由于台湾海峡的狭管效应的影响,东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。
我国有海岸线18000多公里,岛屿6000[9]多个,这里是风能大有开发利用的前景的地区。
二我国东南沿海地区风能利用的现况1 沿海风能资源地域差异显著从风能的理论可开发量和技术可开发量来评价我国沿海风能的地域差异, 沿海各省的风能资源的储备量与可开发量不平衡。
据统计, 我国离岸20 km 的近海区域约为31 7 万平方千米, 技术可开发量约为2816 亿千瓦。
北方地区的理论可开发储量为20 520 万千瓦, 技术可开发储量才2 610 万千瓦, 占全国的61 9% , 而南方地区的理论可开发储量为12 300 万千瓦,技术可开发储量达到9 600 万千瓦, 占全国的31 89%。
北方风能储备量多, 但是技术可开发量只达到13%; 南方虽然风能储量相对较少,但是技术可开发量达到78%。
2 沿海风力发电发展速度快2007 年全球新增风电装机容量为2 0071 3万千瓦, 增长321 1%。
美国( 5241 4万千瓦) 、西班牙( 35212万千瓦) 及中国( 34419万千瓦) 位居前3 名, 2007 年全球累计风电装机容量为941112万千瓦, 增长261.8% , 超出GWEC之前预估的221.6%。
其中, 中国2007年累计的风电装置容量已达605万千瓦, 成为世界第5位风力发电国。
到2008年中国除台湾省外新增风电机组5230台, 装机容量1 21513万千瓦【14】3 风能利用规模小, 且分布不集中以风能发电为例,欧洲风机的单机容量在1 000 万~ 7 000 万千瓦范围内, 据欧洲风能协会预测, 预计到2010年和2020年, 欧洲海上风电总装机容量将分别达到1 000万千瓦和7 000万千瓦。
而我国沿海风电场装机台数在5~ 38 台,装机容量主要分布在1000~ 1500 kW, 单机容量以750 kW【13】的为主, 沿海风力发电电场装机台数少, 单机容量低, 发电规模小。
沿海风电场的分布也不集中, 由原来的组团式分布到沿海各个省市都有分布。
4主要利用领域有:(1)、风力提水机行业现状:我国东南沿海地区风能资源较丰富,年平均风速为4m/s。
这些地区乡镇工业发展迅速,用电量较大,常规能源贫乏,部分电网通达的地方缺电也较严重。
为满足农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业的需要,当地用户已在使用一些低扬程风力提水装置。
如福建省莆田地区利用风力提水制盐,天津市郊区利用风能排咸和育苗,山东省新泰市的风力—空气泵农田灌溉等,都取得了一定的经济效益。
在上述地区推广应用风力提水机组,对农业、渔业和副业生产的发展具有重要的意义。
从风力提水机组分类上讲,主要产品和技术的发展趋势:①低扬程大流量风力提水机多采用旋转式水泵,用于提取地表水和浅层地下水。
②高扬程小流量风力提水机多采用往复式水泵,用于提取深层地下水。
③风力提水机—微滴灌系统。
④风力机—空气泵提水机组。
⑤风力发展机—电泵提水系统。
(2)、小型风力发电机行业现状:我国从20世纪80年代初就把小型风力发电作为实现农村电气化的措施之一,主要研制、开发和示范应用小型充电用风力发电机,供农民一家一户使用。
目前,1k以下的机组技术已经成熟并进行大量的推广,形成了年产1万台的生产能力。
近10年来,每年国内销售5000-8000台,100余台出口国外。
目前可批量生产100、150、200、300和500w及1、2、5和10 kw的小型风力发电机,年生产能力为3万台以上,销售量最大的是100~300w的产品。
在电网不能通达的偏远地区,约60万居民利用风能实现电气化。
截至1999年,我国累计生产小型风力发电机组18 .57万台,居世界第一。
(3)、大型风力发电机组及国外机组国产化①大型风力发电机组。
我国大型风力发电机组的研究制造工作正在加快发展。
中国一拖集团有限公司与西班牙电力公司美德(made)再生能源公司成立的一拖—美德(made)风电设备有限公司,西安航空发动机公司与德国恩德(nordex)公司成立的西安维德风电设备有限公司分别生产了1台660 kw600 kw的主发电机组,并已经安装在辽宁营口风电场并网发电运行。
这两台机组的国产化率达到40%。
另外,浙江运达风力发电设备厂在生产200 kw风力发电机组的基础上又生产出了4台250 kw风力发电机组,安装在广东南澳风场运行,这是我国具有自主知识产权、运行状况最好的机组。
②国外机组国产化。
在我国风电场建设的投资中,机组设备约占70%,实现设备国产化、降低工程造价是风电场大规模发展的需要。
但样机的研制及形成产品需要很大的投入,有关部门曾经研制过两种型号的 200 kw样机,但还未来得及商品化,市场上的主导产品已发展到600 kw机组。
为了跟上世界技术发展水平,引进国外先进成熟的技术,经过消化吸收逐步实现国产化的方案,是符合我国国情的。
大型风电机的主要部件在国内制造,其成本可比进口机组降低20%-30%,因此,国产化是我国大型风力机发展的必然趋势。
我国大型风电机的国产化从250-300 kw机组开始,发展到600 kw。
塔架可以在国内制造,发电机和轮毂也已在国内试制出来,将上述部件安装在进口风力发电机上考核,如果质量达到原装机的标准就可以替代进口件。
其他部件如齿轮箱、主轴、刹车盘和迎风机构都可以在国内试制成功后取代进口件。
根据我国的生产水平和技术能力,大型风力机国产化是完全可行的。
600 kw机组的国产化方式主要有两种。
一种是支付技术转让费购进全套制造技术,经过自主开发逐步完善提供商业化产品。
另一种是通过技贸结合的方式购进一批技术成熟的风力发电机,同时引进制造技术,组建中外合资公司,严格按照原装部件标准在国内生产,逐步提高部件的国产化率。
5、风力发电场建设进程情况(1)风力发电场继续增多,装机容量继续增加。
从我国风电场的建设历史来看,1986年4月由航空部和山东省计委拨款建设的第一个风电场在山东荣城发电后,全国各地陆续引进机组建设风电场,装机容量逐年增加。
2008年全年中国风电装机容量可达500万千瓦。
(2)风力发电机组单机容量逐年加大。
风电场内安装的国产机组主要有两种:一种是科技攻关的样机或后续生产的几台机组,由于技术和质量问题,需要继续改进;另一种是与国外厂商合作生产的,有些部件用国产的替代基本上能够正常运行。