我国对风能利用的历史和现状

CAIXUN 财讯－105－风力发电的发展历史、现状及趋势综述□ 西华大学西华学院 刘峻豪 / 文随着全球科技技术爆发式提升，作为主要能源提供的化石能源日渐枯竭，源。

现主要发展的替代能源即新能源主本文主要探究风力发电的发展历史、现本不会破坏环境，是稳定、安全的能源。

发电技术。

风能 风力发电 控制技术 电力系统风能利用历史（1）世界风能利用历史数千年前就出现了利用风能带动帆航行的船。

后又制造出一种风力机，可以利用风能来碾米和提水。

虽然人类利用风能在历史上很早就出现，但是风力发电技术发展却只有不到两百年的历史。

19世纪80年代末期，第一台的风力发电机由美国制造成功，但仅有12kw 的功率。

1939年至1945年期间，丹麦首次投入使用少叶片风力发电机。

19世纪50年代初期，丹麦制造出第一台交流风力发电机。

1930年至1960年，丹麦、美国等欧美国家开始研发更大功率的风力发电机。

20世纪80年代，已出现630kW 的风力发电机，国际技术已攻破风力发电技术瓶颈，大幅降低风力发电成本。

1990年，新一代风力发电机的雏形已形成。

（2）我国风力发电历史上个世纪90年以来，大型风力机开始在我国推广应用，取得了可喜的成就。

截止2000年底，全国建成风电场27个，分布在10余个省区，安装机组800余台，最大容量为1300千瓦，总装机容量为400兆瓦，1996年至2001年风电装机容量的平均年增长率为16%，我国已跻身风力发电行业快速发展的国家行列。

2016年中国风电新增装机量2337万千瓦，累计装机量达到1.69亿千瓦，其中海上风电新增装机59万千瓦，累积装机容量为163万千瓦。

目前发达欧美国家大功率风力发电机制造水平远远领先我国。

在第八、九个五年计划期间，风力发电得到国家重视，被列入重点科研项目，取得了一些突破性成就。

在1980年至1990年，我国尝试研制过变桨距调节风力发电机，由于当时我国机械控制水平较低，研发的机组可靠性差，没有形成产业化，此技术并未发展起来。

风力发电的发展趋势一、风力发电的发展历程风力发电的历史可以追溯到2000多年前，最早的风力发电综合利用风能的方式是风车，用来提供机械动力，比如磨面粉，抽水等。

而第一批商业风电机组、则出现在1870年左右。

直到今天，风力发电已经成为了全球最重要的新型能源，并且取得了重大的发展成就。

随着技术的进步，风力发电的效率和可靠性不断提升，成本不断降低，其在能源领域的地位日益重要。

二、风力发电的技术趋势1. 大型化、高效化目前，风力发电机组的容量不断增大，从最早的几十千瓦，到目前的数兆瓦级别，未来还有望进一步提升。

大型化的风力发电机组不仅可以更好的利用风能，提高能源转换效率，而且在降低单位能耗成本方面也具有明显的优势。

2. 智能化随着物联网、云计算、大数据等信息技术的快速发展，风力发电设备也面临着智能化的趋势。

智能化技术可以对风力发电设备进行远程监控和管理，提高设备的运行效率和可靠性。

智能化技术还能帮助运维人员更好的进行预测性维护，延长设备的使用寿命，提高整体的投资回报率。

3. 海上风电随着陆地资源的日益枯竭，海上风电已经成为未来风力发电的主要发展方向。

海上风电资源丰富，风速稳定，且对景观和环境影响较小。

相比陆地风电，海上风电技术较为成熟，但同时也面临着更大的挑战。

未来海上风电将会实现更大规模的商业化应用，并成为风电发展的主要领域之一。

1. 全球化发展随着全球化进程的不断加速，风力发电已经成为全球范围内的发展热点。

不论是发达国家还是发展中国家，都纷纷投入大量资金用于风力发电的研发和建设。

未来，风力发电将进一步实现全球化发展，全球范围内将形成更为紧密的合作与竞争格局。

2. 多元化利用未来风力发电将逐步实现多元化利用，不仅可以作为发电设施，同时还可以与其他能源形式进行有效整合，例如与太阳能、储能、地热能等形成混合能源，实现对能源的高效利用。

未来风力发电还有望在工业、农业、交通运输等领域实现更加广泛的利用。

随着全球气候变化的不断加剧，各国纷纷加大对可再生能源的发展力度，风力发电成为了各国发展可再生能源的主要选择之一。

风能在我国的发展现状摘要：本文详细叙述了我国风能储备的丰富，风能的主要利用形式，利用风能的现状，风能开发的意义以及风能开发的利与弊等问题。

在当今社会不断持续的能源紧张中，不少人想到了新能源的开发与利用。

利用洁净的能源（可再生能源）是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现。

特别是风能技术最为成熟，经济可行性较高，是一种较理想的发展能源。

风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。

我国风能资源总量约42亿千瓦，技术可开发量约3亿千瓦。

关键词：风能储备、风能开发、风能利用、开发的意义、开发的利与弊1.前言风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。

由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。

风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。

风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。

据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。

风能是清洁的可再生能源，取之不尽，用之不竭。

在所有新能源、可再生能源利用技术中，风力发电是技术最成熟、最具规模开发和商业发展前景的方式。

发展风电对于改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济的可持续发展等方面有着极其重要的意义。

大力发展风电，这已经成为世界上的共识。

我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有许多山系，地形复杂，加之青藏高原耸立我国西部，改变了海陆影响所引起的气压分布和大气环流，增加了我国季风的复杂性。

冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆，那里空气十分严寒干燥冷空气积累到一定程度，在有利高空环流引导下，就会爆发南下俗称寒潮，在此频频南下的强冷空气控制和影响下，形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省（直辖市、自治区）。

风能利用风能利用，已有数千年的历史。

风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。

以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置。

如：风力泵水、风帆助航等。

按照不同的需要，风能可以被转化成其他不同形式的能量，如机械能、电能、热能等，以实现提水灌溉、发电、供热、风帆助航等功能。

风能转换与利用情况如下图所示。

逆变 电能负荷 电网 热能 供暖或供热水 直流电 交流电 整流 蓄电池 电解制氢 涡轮机 涡轮机 发电机 灌溉 空气 水 油 泵水储能 压缩空气 液压电动机 风助航风力机 风能 机械泵 制热装置 发电我国是世界上最早利用风能的国家之一。

唐代有"乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海"诗句，可见那时风帆船已广泛用于江河航运。

到了宋代更是我国应用风车的全盛时代，当时流行的垂直轴风车，一直沿用至今。

风能的最早利用方式是“风帆行舟”，依靠风力使船舶在海面上航行。

利用风车提水可以治理山丘区坡耕地和解决人畜饮水问题，既经济、又环保。

公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、加工粮食，用风帆推动船舶前进。

公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。

10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东已获得广泛的应用。

13世纪风车传至欧洲，14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。

在荷兰，风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水，后又用于榨油和锯木。

到了十八世纪二十年代，在北美洲风力机被用来灌溉田地和驱动发电机发电。

1891年，丹麦建成世界第一座风力发电站。

从1920年起，人们开始研究利用风力机作大规模发电。

1931年，在苏联的Crimean Balaclava 建造了一座100KW容量的风力发电机，这是最早商业化的风力发电机。

谷物加工清洗：在谷物蹂打、春碾后,根据质量不同的物体在同等风力下,被风吹的远近不同的惯性原理,借助自然风或人造风把粮食籽粒和秸秆、谷糠等杂物分开,达到“取精去粗”的目的。

2020.11 EPEM21智库见解Vision风力发电现状与发展趋势分析通道新天绿色能源有限公司 王月普近些年来，全球的风力发电行业发展十分迅速，发展前景可观，各个国家都十分重视风力发电技术，风电机组装机容量不断提升，即使在全球经济衰退的大背景下，在制造业行业中整个风电累计装增量的增长率依然遥遥领先。

由于我国的能源短缺问题、环境污染问题比较严重，风电技术由于清洁、可靠、无需进口的优势成为了发展的重点项目。

我国可以开发的陆地风能资源大约分别为253GW，海洋风能资源大约为750GW。

在风电的设计生产制造与运行控制技术方面，西班牙在2009年安装了第一台4.5MW 风电机组，该风电机组由本土制造商生产，机组的叶轮直径为128m，采用了中速齿轮箱和永磁同步发电机及全功率变流器设计，实现了叶片变桨独立控制，显著提高了机组的可利用率及使用寿命。

欧洲在海上风电产业技术方面的发展处于全世界领先地位，拥有的核心技术包括无齿轮直驱及混合驱动技术、双馈齿轮驱动技术等，美国风电设备制造商GE 已经研发一种被称之为“动态无功控制”的闭环风电场电压控制技术。

在风力发电初始阶段，采用较多的为低效率的定桨距恒速恒频风力机，风能利用率较低。

随着风力发电技术日趋成熟，出现了比较先进的变速恒频风力发电系统(VSCF)，最大限度的提高了风能利用率。

变速恒频风力发电机应用的主流机组为双馈式感应异步发电机(DFIG)和直驱永磁同步风力发电机(PMSG)。

与DFIG 相比，直驱永磁同步风力发电机组可靠性、故障率、机械损耗等降低，机组的运行寿命延长。

风电电源在应用中需注重与电网的协同运行，相关的研究包括电网风电接纳能力、风电机组低电压穿越能力等，但这些研究相对独立，对于技术之间的相互影响及制约作用等处于研究的空白阶段。

我国风力发电发展的历史回顾与分析1986年山东荣成风电场的成功并网代表着我国风电开发建设的开始，至今我国风力发展技术的开发与应用研究已经过了30多年，实现了从无到有、由弱变强质的飞跃。

风力发电的发展状况与发展趋势现阶段，我国正处于经济结构转型的重要时期，如何解决传统能源逐渐减少和国内能源消耗越来越大的矛盾是能源管理部门重点考虑的一项问题。

在这种社会大环境下，风力发电、太阳能发电以及核发电等新型发电项目开始被提上日程，并且在电力能源领域发挥出越来越重要的作用，尤其是风力发电，虽然其发展历史较为短暂，但却表现出越来越强劲的发展势头。

一、风力发电原理及其在国内的发展状况分析（一）风力发电的原理风力发电的主要原理是利用风力产生的动能带动风车叶片旋转，然后再利用增速机将风车旋转的速度提升上来，最终由风车通过电磁效应将动能转化为电能。

根据目前的风电技术，只需要利用每秒三公尺（速度）的微风便可以实现发电。

把风能转化为电能是当前风能利用中较为基本的一种方式，一般的风能发电机主要包括风轮、发电机、塔架、尾翼调向器、储能装置等等构件。

风中蕴含的能量巨大，据相关研究得知，当风速在10m/s时（大约为5级风），其吹到物体表面的作用力约为10kg，当风速在20m/s 时（大约为9级风），其吹到物体表面形成的作用力大约为50kg，如果风速是在50m/s以上的飓风、台风，其吹到物体表面产生的作用力至少在200kg以上。

所以说，风中蕴含的能量比我们当前所能控制和利用的能量要大上很多，若我们能够合理开发并利用风能，其将给我们的发展和生活带来诸多便利。

（二）国内风力发电现状随着我国科学技术的飞速发展，风力发电逐渐被提上日程，近几年其发展速度更是不断加快，但由于受到各方面因素的制约，目前我国风力发电仍处于初级发展阶段，仍存在不少问题有待解决。

1、我国风能资源丰富我国幅员辽阔，陆地边疆总长超过2万公里，海岸线总长也在1.8万公里以上，据气象部门的调研资料显示我国风能资源丰富，仅可供开发利用的陆地风能资源便高达253GW，而可供开发利用的海洋风能资源更是陆地风能资源的3倍之多。

可以说从东南沿海到西北川藏、青藏高原地区，都蕴藏了丰富的风能资源。

人类开发利用风能的历史太阳的辐射造成地球表面受热不均,引起大气层中压力分布不均,从而使空气沿水平方向运动,空气流动所形成的动能称为风能。

因此风能就是太阳能的一种转化形式,就是一种可再生的自然能源。

风能储量非常巨大,理论上仅１％的风能就能满足人类能源需要。

风能利用主要就是将大气运动时所具有的动能转化为其它形式的能,其具体用途包括:风力发电、风帆助航、风车提水等。

其中,风力发电就是风能利用的最重要形式。

风能利用,已有数千年的历史,在蒸汽机发明以前,风能曾经作为重要的动力,用于船舶航行、提水饮用与灌溉、排水造田、磨面与锯木等。

最旱的利用方式就是“风帆行舟”。

埃及被认为可能就是最先利用风能的国家,约在几千年前,她们的风帆船就在尼罗河上航行。

我国就是最旱使用帆船与风车的国家之一,至少在３０００年前的商代就出现了帆船。

唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”的诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。

最辉煌的风帆时代就是中国的明代,１４世纪初叶中国航海家郑与七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。

明代以后,风车得到了广泛的使用,宋应星的《天工开物》一书中记载有:“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”,这就是对风车的一个比较完善的描述。

我国风帆船的制造已领先于世界。

方以智著的《物理小识》记载有:“用风帆六幅,车水灌田,淮阳海皆为之”,描述了当时人们已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。

中国沿海沿江地区的风帆船与用风力提水灌溉或制盐的做法,一直延续到２０世纪５０年代,仅在江苏沿海利用风力提水的设备曾达２０万台。

１２世纪,风车从中东传入欧洲。

１６世纪,荷兰人利用风车排水、与海争地,在低洼的海滩地上建国立业,逐渐发展成为一个经济发达的国家。

今天,荷兰人将风车视为国宝,北欧国家保留的大量荷兰式的大风车,已成为人类文明史的见证。

在蒸汽机出现之前,风力机械就是动力机械的一大支柱,其后随着煤、石油、天然气的大规模开采与廉价电力的获得,各种曾经被广泛使用的风力机械,由于成本高、效率低、使用不方便等,无法与蒸汽机、内燃机与电动机等相竞争,渐渐被淘汰。