风力机尾流模拟国内外发展概况
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世界风力发电现状与前景预测一、本文概述随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提升,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正在全球范围内得到越来越广泛的应用。
本文旨在全面概述世界风力发电的现状,包括装机容量、技术进步、政策支持等方面,并分析其面临的挑战与机遇。
结合全球能源需求、技术发展趋势以及政策环境等因素,对风力发电的前景进行预测,以期为全球风能产业的持续发展提供有益的参考。
本文将首先回顾世界风力发电的发展历程,分析其装机容量的增长趋势和技术进步的主要表现。
在此基础上,探讨各国在风力发电领域的政策支持情况,包括补贴政策、税收优惠、市场准入等方面。
接着,分析风力发电在全球范围内面临的挑战,如电网接入问题、设备制造成本、环境影响等。
也将关注风力发电在应对气候变化、促进能源安全等方面的积极作用。
本文将结合全球能源需求增长、技术进步和政策环境等因素,对风力发电的未来前景进行预测。
通过对风能资源潜力的评估、技术创新方向的分析以及政策环境变化的预测,展望世界风力发电在未来的发展趋势和可能面临的挑战。
通过本文的论述,希望能为关注风能产业发展的读者提供全面、深入的信息和有益的思考。
二、全球风力发电现状在全球范围内,风力发电已经成为了一种重要的可再生能源。
随着科技的不断进步和环保理念的日益深入人心,风力发电在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
目前,全球风力发电的装机容量已经超过了亿千瓦,年发电量占全球总发电量的比重也在逐年上升。
欧洲是全球风力发电最为发达的地区之一,其中德国、西班牙、荷兰等国家的风力发电装机容量和发电量均居世界前列。
亚洲地区也在近年来大力发展风力发电,中国、印度、韩国等国家的风力发电装机容量和发电量均呈现出快速增长的态势。
北美、南美、非洲等地区也在积极推进风力发电项目,全球风力发电市场的竞争日益激烈。
在技术方面,风力发电技术也在不断进步。
风力发电机组的单机容量不断增大,效率不断提高,成本不断降低。
国内外风电发展现状及风电技术的运用论文国内外风电发展现状及风电技术的运用论文随着社会的发展和进步,社会对能源的需求和依赖也越来越大。
为解决日益紧张和恶化的能源危机,改善环境,世界上各个国家都加快了对新能源的开发与研究利用。
风力发电技术作为可再生的清洁能源,近年来备受关注、重视与利用,是一种具有很好发展前景的新型发电技术。
一、风电发展的背景随着人类社会的发展与工业革命的继续推进发展,世界性的能源危机持续爆发,同时能源需求却源源不断,并且逐年呈上升需求趋势。
风能作为一种可再生绿色环保清洁能源,既不消耗矿物质能源,又不会对环境造成污染,其建设周期短、建设规模灵活,具有极好的社会和经济效益。
风电作为新能源发展项目,因其资源丰富,绿色环保,可再生,技术成熟,对解决能源危机是一个很好的出路。
我国是风力资源最丰富的国家,风能储量世界第一。
按照开发利用 60% 的比例,那么风能将满足目前我国的全部用电负荷与需求。
二、风电研究应用的意义自古以来,其实风能很早就被利用,风车抽水、风车磨面等就是很好的例子。
风力资源作为一种可再生能源,其潜在能量巨大,全球的风能约为2. 74 亿兆瓦。
其中可利用能源约为2 百万兆瓦,同比可开发利用的水能总量要大十倍,是通过燃烧不可再生资源获得能量的三倍之多。
当前,我国 80% 以上的发电量主要依靠煤电,这样一来,既产生了大量的温室气体,又对大气环境造成了极大的污染和恶化。
为了改变因为煤电造成的环境污染,同时有效保护煤这一不可再生的资源,大力发展风电技术就显得尤为重要。
发展采用风力发电,不仅低碳环保,还不需要为风力资源投入成本,大自然的风能取之不尽用之不竭,风力发电也不会造成环境辐射或空气污染,利用好了还可带来巨大的经济和社会效益。
我们国家风力资源丰富,这为风力发电提供了强有力的保障。
所有的这些,都为风力发电成为今后新能源发展的主要方向提供了各种保障和有利条件。
三、国内、外风力发电技术发展现状(一)国内风力发电现状。
国外风力发电发展现状风力发电是一种快速发展的可再生能源技术,在世界各地得到了广泛应用。
以下是国外风力发电发展的现状:1.增长速度:国外风力发电行业呈现出快速增长的趋势。
根据国际能源署(IEA)的数据,2019年全球新增的风力发电装机容量达到了60 GW以上。
特别是在欧洲,风能成为了主要的电力来源,德国、英国、西班牙和丹麦等国一直位居世界风力发电装机容量排名前列。
2.技术进步:国外风力发电技术在过去几十年中取得了长足进步。
现代风力涡轮机的设计更加高效,并且能够适应更复杂多变的天气条件。
风力涡轮机的尺寸和功率也不断增加,新一代的涡轮机能够产生更高的发电能力。
3.投资增加:由于风力发电被认为是减少温室气体排放和应对气候变化的重要手段,国外政府和能源公司对风电发展进行了大规模投资。
据IEA的报告,2019年全球对风电的投资超过了1300亿美元,未来几年预计会进一步增加。
4.海上风力发电:海上风力发电作为一种新兴形式的风能利用方式,近年来得到了广泛关注和发展。
欧洲国家,特别是英国、德国和荷兰等国,一直在积极推进海上风电项目。
海上风力发电具有更高的风能资源和更大的发展空间,可以在离岸海域进行大规模建设。
5.挑战和机遇:尽管国外风力发电取得了可喜的发展成果,但仍然面临一些挑战。
例如,风速波动、航空安全、噪音污染和对野生动植物的影响等问题需要得到解决。
然而,风力发电依然具有巨大的潜力,可以为国外实现可持续发展和能源转型提供可行的解决方案。
总之,国外风力发电行业正在取得快速增长,得到了政府和能源公司的大力支持。
随着技术的不断进步和投资的增加,风力发电将继续发展壮大,为国外提供更清洁、可持续的能源。
风力发电的发展现状及应用一、风力发电的发展现状风力发电是一种利用风能产生电力的技术,目前已经成为可再生能源领域中的主要代表之一。
随着全球对清洁能源的需求不断增加,风力发电技术取得了长足的发展,成为全球能源结构的重要组成部分。
1.全球风力发电装机容量的快速增长根据国际能源署(IEA)的数据显示,2000年至2019年,全球风力发电的装机容量从17.5GW增长到651GW,呈现出了快速增长的趋势。
特别是在欧洲、北美以及亚洲地区,风力发电已成为主要的清洁能源之一。
2.技术进步推动风力发电成本持续下降随着技术的不断创新和进步,风力发电的成本在持续下降。
据国际可再生能源机构(IRENA)的数据显示,全球范围内,风力发电的成本已经大大降低,特别是在欧洲一些发达国家,风力发电的成本已经竞争力十足,甚至低于传统化石能源。
3.政策和市场推动风力发电的发展许多国家和地区都出台了支持风力发电的政策和规划,鼓励企业和投资者加大对风力发电的投入。
而且,一些国家还采取了采购电力的方式,鼓励风力发电项目的建设和发展。
4.风力发电在能源转型中的重要作用当前,全球正在进行能源结构的转型,寻求更加清洁和可持续的能源供应。
而风力发电正是能够满足这一需求的重要能源形式,它能够代替传统的化石能源,减少温室气体的排放,保护环境和改善空气质量。
二、风力发电的应用风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,具有较广泛的应用领域。
它不仅可以用于大型商业发电项目,也可以在小型家庭和商业用途中得到应用。
1.大型商业风电项目大型商业风电项目是风力发电的主要应用形式,它通常是由大型风力发电场组成,通过集中式的发电和输送系统,为城市和工业区域供应电力。
这种风电项目通常会占据较大的土地面积,需要大规模的投资和建设。
2.分布式风能发电项目分布式风能发电项目是指在城市、农村或者工业区域附近设立小型风力发电设备,利用风能为小范围用户供电。
这种项目通常规模较小,可以分散建设,适合于电网不发达或者需求相对较小的地区。
国内外风力发电技术趋势(共五则)第一篇:国内外风力发电技术趋势国内外风力发电技术趋势1.风力发电新技术地球上风力资源蕴藏量很大,是一种既清洁又廉价的再生资源。
世界气象组织(WMO)估计地球上海洋和陆地的风能源约为200亿kW,其中陆地约占一半。
在全球范围内能源短缺和生态环境日益恶化的今天,各国对风能的开发利用越来越重视。
许多国家把风电建设作为重要的能源政策。
目前有些发达国家成功地使每千瓦风电投资接近火电投资,并将进一步降低发电成本。
风电工业将在全世界有较大的发展前景。
我国有丰富的风力资源。
国家发改委和国家科委共同制定的“1996—2010年中国新能源和可再生能源发展纲要”及“新能源可再生能源优先发展项目”也体现出风力发电是我国可再生能源的发展方向,它可改善我国能源工业面临的经济增长和环境保护的双重压力。
绿色能源中,风能不仅储量大,可利用率高,而且便于大规模开发。
1990年以来,全球风力发电设备总装机容量增长了15%,年平均增长率达到20%。
截至2001年底,全世界风力发电装机容量已达24100MW。
已运行机组的最大单机容量已达5MW。
我国可开发利用的风能资源陆地为2.53亿kW,近海7.5亿kW,合计10.03亿kW,仅次于前苏联和美国。
近年来,我国风力发电装机容量增加较快,2003年达567MW。
按照国家发展规划,我国风电装机容量到2005年将达1000MW;2010年将达4000MW;2015年将达10000MW;2020年将达到20000MW。
目前我国新建和在建的风电场的机组基本上是由丹麦、德国等国提供成套设备或引进技术和部件在国内制造组装。
在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电的频率与电网频率保持一致,即频率保持恒定。
恒速恒频指在风力发电过程中,保持发电机转速不变,从而得到恒频的电能;变速恒频指在风力发电过程中发电机的转速可随风速变化,而通过其他控制方式来得到恒频电能。
当风速在一定范围变化时,若允许风力机做变速运行,则能达到更好利用风能的目的。
1. 概述在全球范围内,能源问题一直是国际社会的关注焦点。
随着环境保护意识的增强和传统能源资源的日益枯竭,可再生能源作为一种清洁、可持续的能源形式,受到了越来越多的关注。
而风能作为可再生能源的一种,已经成为各国发展清洁能源的重要选择之一。
在风能发电技术中,垂直轴风力发电机因其独特的结构和性能,备受关注。
本文将探讨国外垂直轴风力发电机的发展现况和趋势。
2. 国外垂直轴风力发电机的发展现况垂直轴风力发电机因其垂直的旋转轴线,以及与地面垂直方向的叶片布局,不受风向的限制,具有更好的风向适应性,可以克服传统水平轴风力发电机在风向变化时的转向机构设计和运行故障问题。
其受到了研究和应用领域广泛的关注。
经过多年的研发和实践,国外垂直轴风力发电机已经取得了一定的技术突破和进展。
其技术特点和发展现状主要体现在以下几个方面:1) 结构设计创新:国外各大科研机构和企业在垂直轴风力发电机的结构设计上进行了大量的创新研究,提出了一系列符合实际应用需求的设计方案。
采用了更加轻巧、稳定的叶片设计,提高了转子的可靠性和转动效率;采用了模块化设计,降低了制造成本和维护成本等。
2) 材料和制造工艺的改进:随着新材料和制造工艺的不断发展,垂直轴风力发电机的叶片、塔架等关键部件的材料和工艺也得到了很大程度的改进,提高了其结构强度和使用寿命。
3) 风场适应性优势凸显:由于其特殊的结构设计,垂直轴风力发电机在复杂的风场环境中表现出更好的适应性和稳定性,大大降低了运行风险。
3. 国外垂直轴风力发电机的发展趋势随着全球清洁能源市场的迅速发展,国外垂直轴风力发电机的发展也呈现出一些明显的趋势:1) 技术研发持续深入:未来,国外各大科研机构和企业将继续深入开展垂直轴风力发电机的技术研发工作,不断提高其效率和可靠性,降低成本,以满足不断增长的市场需求。
2) 多元化的应用场景:垂直轴风力发电机逐渐在城市、高楼大厦等区域得到应用,成为一种新的城市绿色能源形式,未来其应用场景将更加多元化,满足不同领域的能源需求。
国内外风电技术现状与发展趋势随着环境保护和能源可持续发展的重要性日益凸显,风电作为清洁、可再生的能源,正越来越受到全球的。
本文将概述国内外风电技术的现状,并探讨其发展趋势。
根据风力发电机的设计与结构,可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两大类。
其中,水平轴风力发电机具有转速高、功率大、适用范围广等特点,但同时也具有较高的噪音和涡流损耗。
而垂直轴风力发电机则具有低速、高效、可靠等优点,适用于风能资源不丰富的地区。
风力发电机在国内外得到了广泛应用。
在欧洲、美国和印度等国家和地区,风力发电已成为重要的能源供应来源。
而在中国,风电项目更是得到了大力发展和推广,成为全球最大的风电市场。
随着全球对可再生能源需求的增加,风电市场的前景十分广阔。
根据国际能源署的预测,到2030年,全球风电装机容量将达到6600吉瓦,到2050年将达到14?吉瓦。
因此,风电技术的发展将拥有巨大的市场潜力。
各国政府对风电技术的发展都给予了极大的支持。
在中国,风电被列为国家战略性新兴产业之一,政府通过提供财政补贴、税收优惠等政策予以大力推动。
在欧洲,各国政府也制定了相应的政策来促进风电技术的发展和应用。
随着科技的不断进步,风电技术也将迎来更多的技术突破。
例如,大型化风机、超高塔筒、长叶片等技术的出现,使得风电发电效率得到了显著提升。
智能化的风电场管理技术也将得到进一步发展,从而提高风电场的运营效率和安全性。
作为中国最大的风电运营商之一,龙源电力集团在风电技术方面不断取得突破。
通过引进和消化国际先进的风电技术,龙源电力集团已经成功建设了多个大型风电场,并在风能资源的评估、风电场设计、风机选型和施工建设等方面积累了丰富经验。
作为全球领先的风电设备制造商,维斯塔斯风能公司在风电技术的研发和应用方面具有较高声誉。
该公司致力于不断推陈出新,通过技术创新提高风电发电效率。
例如,其最新一代的超级长叶片风机,能够显著提高风能的捕获和转化率,为全球风电市场的发展做出了积极贡献。
国外风力发电发展现状风力发电是一种可再生能源,被广泛应用于世界各国。
目前,全球的风力发电产能增长迅猛,发展现状可以总结如下:首先,风力发电已成为许多国家的主要能源之一。
丹麦是世界上最早采用风力发电的国家之一,现在已经成为风力发电领域的领先者。
丹麦的风电容量已经达到自己总用电量的40%以上。
同时,德国、美国、中国等国也在积极发展风力发电,已经成为这些国家能源领域的重要部分。
其次,风力发电技术不断创新,效率不断提高。
风力发电是一种成熟的技术,但近年来,随着技术的不断革新,风机的效能不断提高。
新一代的风机利用更大的桨叶面积来获取更多的风能,同时利用更高的塔身和更小的重力中心来提高稳定性。
此外,一些新型材料和智能控制系统的引入也增加了风力发电的效率和可靠性。
另外,风力发电在环境和气候变化问题上发挥了重要作用。
风力发电是一种清洁的能源,不会产生温室气体和排放物。
通过发展风力发电,可以减少对化石燃料的依赖,减少能源的碳排放,有助于应对全球气候变化问题。
然而,风力发电也面临一些挑战和限制。
首先是成本问题。
虽然风力发电已经逐渐变得更加经济实用,但仍然需要巨额的投资。
风力发电的建设成本高昂,包括风机的购买和安装,以及输电设施的建设。
其次,风能资源的分布不均,限制了风力发电的发展。
有些地区风能资源很丰富,但另一些地区则相对较少。
因此,需要在资源丰富的地区建设风电场,并进行远距离输电。
总之,国外风力发电的发展现状是积极向好的。
风力发电已经成为许多国家的主要能源之一,并且技术不断创新和提高。
风力发电在环境和气候变化问题上发挥了重要作用。
尽管还面临一些挑战和限制,但随着技术的不断发展和成本的不断下降,风力发电有望在未来进一步发展壮大。
风能利用现状和发展趋势风能作为一种可再生能源,具有广阔的利用前景和巨大的发展潜力。
通过利用风能发电,不仅可以减少对传统化石能源的依赖,还有助于降低环境污染和全球温室气体的排放。
本文将从风能利用的现状和发展趋势两个方面进行探讨。
首先,我们来了解一下风能利用的现状。
目前,全球风能发电已经得到广泛应用,并取得了显著的发展成果。
根据国际能源署的数据,2020年全球风能发电装机容量已经达到了792吉瓦,占全球总装机容量的7%。
多个国家都在积极推动风能发电的发展,其中中国和美国是全球最大的风能发电国家,分别占据了全球总装机容量的48%和18%。
此外,德国、印度、西班牙等国家也在风能发电方面取得了显著的进展。
在风能利用的发展趋势方面,未来几年内预计风能发电将继续保持良好的增长态势。
首先,随着科技的进步和技术的不断革新,风能发电的效率将不断提高。
目前,风力涡轮机采用的是三叶式叶片,但近年来,研究人员已经开始探索更高效的设计。
一些新型的涡轮机设计采用了多层次,或者整体结构更适应风场的设计,这将进一步提高风能发电的性能。
其次,风能的贮存技术将得到更好的发展。
尽管风能是一种清洁能源,但由于天气等因素的限制,风能发电具有一定的不稳定性。
因此,开发更先进的风能贮存技术将有助于克服这个问题,确保能源的稳定供应。
最后,风能发电在城市化进程中的应用将得到进一步推广。
随着人口增长和城市化程度的提高,城市对电力需求的增加将推动更多的风能发电项目在城市地区建设,从而实现城市可持续发展的目标。
除了上述提到的现状和发展趋势,风能利用还面临一些挑战和问题。
首先,风能发电的成本问题是一个需要解决的难题。
尽管风能发电的成本已经大幅下降,但与传统的化石能源相比,仍然存在一定的竞争力差距。
因此,进一步降低风能发电的成本,提高其经济性是一个需要努力解决的问题。
其次,风能发电的环境影响也需要引起重视。
虽然风能是一种清洁能源,但风力涡轮机的建设和运营也可能对鸟类迁徙、自然景观等造成一定程度的影响。
风力发电的发展状况与发展趋势一、引言风力发电是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源技术。
近年来,随着对可再生能源的需求增加以及对环境保护的重视,风力发电得到了广泛的关注和应用。
本文将详细介绍风力发电的发展状况以及未来的发展趋势。
二、风力发电的发展状况1. 全球风力发电装机容量的增长自上世纪80年代以来,全球风力发电装机容量呈现出快速增长的趋势。
根据国际能源署的数据,到2020年底,全球风力发电装机容量已经达到了650 GW。
其中,中国、美国、德国等国家是全球风力发电装机容量最大的国家。
2. 风力发电在能源结构中的地位风力发电在全球能源结构中的地位逐渐提高。
根据国际能源署的报告,到2030年,全球风力发电将占到能源供应的20%以上,成为主要的能源来源之一。
这也意味着风力发电将在未来几十年内持续增长,并发挥重要的作用。
3. 风力发电的经济性随着技术的进步和规模效应的发挥,风力发电的经济性不断提高。
根据国际可再生能源机构的研究,风力发电的成本已经大幅下降,与传统能源相比具有竞争力。
尤其是在适宜的地理条件下,风力发电已经能够实现商业化运营,为投资者带来可观的回报。
三、风力发电的发展趋势1. 技术的进步与创新随着科技的不断进步,风力发电技术也在不断创新和改进。
目前,风力发电技术主要包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
未来,随着新材料、智能化控制系统等技术的应用,风力发电机的效率将进一步提高,成本将进一步降低。
2. 储能技术的发展风力发电的一个难题是其不稳定性,即风力的不确定性会导致电力的波动。
为解决这一问题,储能技术将发挥重要作用。
目前,储能技术主要包括电池储能、压缩空气储能和储热技术等。
未来,随着储能技术的不断发展,风力发电的可靠性将得到进一步提高。
3. 海上风电的兴起海上风电是风力发电的一个新兴领域,具有巨大的潜力。
相比陆上风电,海上风电具有风速更高、空间更大、视觉影响较小等优势。
目前,世界各国纷纷加大对海上风电的投资和研发。
风能发电技术的国内外比较与经验借鉴近年来,随着环境污染和全球气候变化的日益严重,清洁能源的重要性引起了全球的广泛关注。
风能作为一种可再生的清洁能源,在可持续发展和减少碳排放方面具有巨大的潜力。
本文旨在比较和借鉴国内外的风能发电技术,以期为我国风能行业的发展提供参考和借鉴。
一、风能发电技术的发展现状1. 国内风能发电技术的现状我国自20世纪80年代开始引进并发展风能发电技术,经过多年的努力,目前已经在风电领域取得了长足的发展。
如今,中国已经成为全球最大的风力发电国家,具备了一定的技术实力和市场规模。
在技术方面,国内风能发电技术主要包括水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。
水平轴风力发电机组由于其高效转化风能的能力而受到广泛应用,尤其是大型的2-3兆瓦风力发电机组。
而垂直轴风力发电机组则在小型和分布式风力发电中具有一定的优势。
2. 国外风能发电技术的现状相较于国内,国外的风能发电技术起步较早并且发展较为成熟。
主要的风能发电技术包括水平轴风力发电机组、垂直轴风力发电机组、混合型风力发电机组等。
在技术方面,国外的风能发电技术普遍采用了先进的控制系统和大容量的风力发电机组,以提高发电效率和发电稳定性。
此外,国外还经常运用新的材料和设计理念,以改善风力发电机组的可靠性和适应能力。
二、国内外风能发电技术的比较1. 技术性能比较国内的水平轴风力发电技术相对较为成熟,拥有大规模生产的能力,但风电场的布局存在一定的规划和规模问题。
垂直轴风力发电技术的优势在于更适用于城市环境和低噪音要求的场所,但其发电效率尚待提升。
与此相比,国外的风能发电技术在发电效率和可靠性方面具有一定的优势。
对于兼顾发电效率和环境要求的混合型风力发电技术也得到了一定程度的应用。
2. 市场规模和政策支持比较国内风能发电市场规模庞大,但由于目前风力发电的原电价偏低、装机容量与实际发电能力存在一定差距等问题,市场竞争和利润空间较为有限。
国内政府出台了一系列支持政策以促进风电产业的发展,包括限电放电政策、补贴政策和配额制度等。
国内外风能利用的情况和发展趋势
随着全球能源需求的不断增长,风能作为一种清洁、可再生的能源,受到越来越多的关注和重视。
本文将从国内外两个方面,分别探讨风能利用的情况和发展趋势。
一、国内风能利用的情况和发展趋势
1.风能利用的现状
中国是世界上风能资源最为丰富的国家之一,拥有巨大的风能资源潜力。
截至2020年底,中国风电装机容量已经达到了281.5GW,占全球总装机容量的一半以上。
其中,内陆地区的风能资源潜力巨大,但开发利用程度相对较低。
2.发展趋势
未来,中国风能行业将继续保持快速发展的态势。
政府将继续加大对风能行业的支持力度,推动风电技术的创新和升级,提高风电的发电效率和可靠性。
同时,随着新能源消纳能力的提高,风电的市场需求也将不断增加。
二、国外风能利用的情况和发展趋势
1.风能利用的现状
欧洲是全球风能利用最为成熟的地区之一,拥有丰富的风能资源和先进的风电技术。
截至2020年底,欧洲风电装机容量已经达到了217.5GW,占全球总装机容量的三分之一以上。
同时,美国、印度等国家也在积极推动风能的开发利用。
2.发展趋势
未来,国外风能行业将继续保持稳定发展的态势。
随着全球能源转型的加速,风能作为一种清洁、可再生的能源,将得到越来越多的关注和重视。
同时,随着风电技术的不断创新和升级,风能的发电效率和可靠性也将不断提高。
总体来说,风能作为一种清洁、可再生的能源,具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。
未来,国内外风能行业将继续保持快速发展的态势,为全球能源转型和可持续发展做出更大的贡献。
风力发电的发展状况与发展趋势1. 引言风力发电作为一种可再生能源,具有环保、可持续等优势,在全球范围内得到了广泛应用和发展。
本文将对风力发电的发展状况进行分析,并展望其未来的发展趋势。
2. 风力发电的发展状况2.1 全球风力发电装机容量根据国际能源署(IEA)的数据,截至2020年底,全球风力发电装机容量达到了650吉瓦,占全球电力装机容量的6%。
其中,中国、美国和德国是全球风力发电装机容量最大的三个国家。
2.2 国内风力发电装机容量中国是全球最大的风力发电市场,截至2020年底,中国风力发电装机容量达到了280吉瓦,占全球总装机容量的43%。
中国在风力发电技术、装机规模和市场应用方面取得了显著成就。
2.3 风力发电发展速度近年来,全球风力发电装机容量呈现快速增长的趋势。
根据IEA的数据,2019年全球新增风力发电装机容量为60吉瓦,创下历史新高。
预计到2030年,全球风力发电装机容量将超过1.2万吉瓦。
3. 风力发电的发展趋势3.1 技术进步与成本降低随着技术的不断进步,风力发电设备的效率不断提高,成本逐渐降低。
特别是在风力发电机组的设计和制造方面,通过提高转子直径、优化叶片设计等手段,可以提高发电效率,降低发电成本。
3.2 海上风力发电的崛起海上风力发电具有风能资源丰富、视觉影响小等优势,近年来得到了越来越多的关注。
欧洲国家在海上风力发电方面取得了显著进展,且已建成了一批大型海上风电场。
预计未来,海上风力发电将成为风力发电的重要发展方向。
3.3 智能化与数字化应用随着智能化与数字化技术的发展,风力发电设备的运维管理变得更加智能化和高效化。
通过传感器、物联网等技术手段,可以实时监测风力发电机组的运行状态,提前预警故障,并进行远程维护和管理,提高发电效率和可靠性。
3.4 多能互补与储能技术应用风力发电与其他能源形式的互补利用,可以提高能源利用效率和供电稳定性。
例如,风力发电与太阳能光伏发电的结合,可以实现全天候的电力供应。
风力机尾流模拟国内外发展概况
气流通过旋转的风力机转子时产生动量损失,会在风力机下游形成风速下降的区域,该区域被称为尾流区。
尾流的紊流结构会影响下游风力机的疲劳载荷,使风力机的性能受到影响,功率输出减小,导致整个风电场的总功率输出受到影响。
1979年,Lissaman在瑞典Kalkugen实测数据的基础上,基于湍流喷射的相似理论,提出了单风力机尾流的计算模型—Lissaman模型。
继Lissaman模型之后,1986年,丹麦Riso的Katic等提出了Park模型,并将其应用到风能资源评估软件WAsP 中。
PARK 模型为一维线性尾流模型,不考虑湍流效应的影响,近似认为尾流影响区域随距离线性扩张,风轮后风速线性恢复,风轮影响区是圆锥形,且沿截面均匀分布,其流场如图1所示。
该模型的运算效率较高,一般常用在风力机优化布置计算中。
Mosetti、Marmidis、苏勋文、郑睿敏等国内外学者分别采用一维线性尾流模型进行了风电场优化布置、风电场发电量计算等发方面的研究。
2010年,王丰利用CFD计算结果将一维线性尾流模型改进为一维非线性尾流模型并进行了风电场微观选址研究工作,虽然尾流非线性扩展,但尾流区截面速度仍为均匀分布。
1988年,Ainslie假定尾流区二维轴对称,采用涡漩粘性理论求解N-S方程,从而求得流场各相关参数,得到二维轴对称涡漩粘性理论的尾流模型,该模型考虑了自由空气和风力机运行对风轮后风速的湍流影响,风速沿截面方向是非均匀分布。
计算模型中,湍流强度的影响与计算分为两部分:外界自由空气的剪切所造成的湍流影响和风力机自身旋转所造成的湍流影响。
此外,模型中风轮影响区一般分为三个区域:近尾流区、过渡区和远尾流区,其流场如图2所示。
各区域边界条件计算方法各不相同,如GH模型中近尾流区长度假设为2倍风轮直径,UO模型和FLaP模型则根据经验公式计算得到。
该模型运算较为复杂,效率较低,但计算精度相对高,一般常用于流场与风力机发电量的精确计算。
如商业软件Windfarmer中的发电量计算模块就是采用了该模型。
2003年,陈坤等利用AV尾流模型计算了风力机尾流区速度分布和处于尾流区的风力机性能所受到的影响,虽然计算结果与实验数据存在误差,但AV尾流模型在一定程度上模拟了风力机尾流区的速度分布,可以用来计算尾流区风力机性能。
随着CFD的发展,有学者开始尝试利用CFD研究风力机尾流。
1996年,Robert Gordon大学的Magnusson等基于三维CFD的计算模型把不同方向的平均风速、平均湍流脉动以及平均压力作为自变量,设定上边界、侧边界、地面边界以及进出口边界条件,采用k-ε湍流模型求解N-S 方程得到流场中各网格点处的参数值而得到RGU模型,如图3所示。
2007年,Réthoré等基于Risø/DTU开发的EllipSys3DCFD代码,采用k-ε湍流模型求解30km x 30km x 1.2km范围内100台风力机近海风电场的流场,并与实验数据进行了对比。
Réthoré指出正确的边界条件是获得满意结果的关键。
2008年,Kasmi 等通过在近尾流区湍能耗散方程添加一近似迁移项从而将标准k-ε改变为扩展k-ε模型,并分别计算了3种风力机尾流流场,与标准k-ε方程相比,计算值更理想。
2001年,Schlez等分别采用ECN、GH、Risø、RGU和UO尾流模型对Vindeby 近海风电场2台风力机风速进行了计算值与测量值的比较也说明,虽然RGU模型吻合最好,但仍然存在一定的误差,需要改进。
在各边界条件合理设定的基础上,基于三维CFD的尾流模型在计算风电场风力机尾流时相对较精确,尤其对于复杂地形的风电场区域,相比其它尾流计算模型有较大的优势。
综上所述,准确的尾流模型建立将有助于风电场的微观选址从而提高风电场经济效益以实现风资源的高效利用;也有助风力机载荷的准确计算从而改进风力机设计,同时有助于风电场安全运行。