风力发电技术的应用与发展

风力发电的发展

xxx 动力10x班 20101020xxxx

摘要：在风电生产过程中既不会产生任何污染物,也不会造成太多的内部能量损耗,同时,因风能属于天然资源,无处不在、无时不有,开发成本十分经济,属于一种节能、洁净、廉价型的优质能源。风力发电是风能利用最重要的形式,也是当今世界能源开发利用中技术最成熟、最具商业化开发前景的领域之一。 19世纪末,丹麦首先研制成功了风力发电机组,并建成了世界第一座风力发电站。一个世纪以来,世界各国纷纷研制了类型各异的风力发电设备, 风力发电的重要意义不断受到国际社会的普遍关注与高度重视,对风力发电的学术研究和推广普及工作取得了相当突出的进展。

关键词：新能源 风能 风力发电

Abstract: In the wind power production process either does not produce any pollutants, it will

not cause too much of the internal energy loss, while the wind is due to natural resources,

everywhere and at all times there is a very economical development costs, belonging to a kinds of

energy saving, clean, inexpensive type of high-quality energy. Wind power is the most important

form of wind energy utilization, is today the world's energy development and utilization of

technology the most mature, most commercial development of promising areas. 19th century, the

内蒙古环境科学第２Ｏ卷第６期２００８年１２月　

风力发电技术及发展分析　袁红　（吉林建筑工程学院建筑装饰学院，长春１３００１２）　摘要：　风力发电是将风能转换成电能。风力发电技术是一项多学科的、可持续发展的、绿色环保的节能减　排技术。本文就风力发电的意义、风力发电技术及其发展趋势进行分析。　关键词：　能源危机；节能减排；风电发展　中图分类号＿＇Ｘ２４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—０３７０（２００８）０６—００３０一Ｏ３　

ＴＨＥ　ＷＩＮＤ　Ｐｏ、ＶＥＲ　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬｏＰＭＥＮＴ　ＡＮＡＬＹＳＩＳ　ＹＵＡＮ　Ｈｏｎｇ　（Ｔｈｅ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＪｉ　Ｌｉｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇ　Ｃｈｕｎ　１３００１２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｉｓ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｏ　ｐｏｗｅｒ　ｅｎｅｒｇｙ，ａｎｄ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｍｕｈｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ，ｓｕｓｔａｉｎ－　ａｂｌｅ，ｇｒｅｅｎ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ—ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐ－　ｍｃｎｔ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｎｅｒｇｙ　ｃｒｉｓｉｓ；ｅｎｅｒｇｙ——ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ－－ｒｅｄｕｃｉｎｇ；ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　引言　在我们进人２１世纪的今天，世界能源结构也正在　孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能　源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就　是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。它包括太　阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。在这众多的　可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上　最适用的当数风力发电。　１风力发电意义　一场席卷全国的“电荒”正在威胁中国的经济的发　展，全国在ｌ２个省缺电的基础上，２１个省市区又开始　拉闸限电。全国６大电网中，除了东北尚有富余容量　外，华北、华东、华中、西北等电网均缺电，形势正日趋　严峻。其中华东形势为最，装机容量缺口达到７００万　千瓦上。据专家测算，如果从２０００年开始的缺电计　算，“电荒”给国民经济的直接和间接损失累积已超过　１万亿人民币。在电力紧缺和能源危机日趋严重的今　天，风能作为一种清洁的可再生的能源，日益受到世界　各国的重视。风电是目前最具有大规模开发利用前景　的能源，也是一种最具有竞争力的非常规能源。风力　发电是风能的主要利用形式，风力发电对电力结构的　收稿日期：２００８—０９—１８　作者简介：袁红（１９８１一），女，助教，主要从事电气工程及其自动化教学与研究工作　一

1 风力发电技术的发展 摘要:风能是近期内规模最大开发利用价值最高的可再生能源，对环境保护和社会可持续发展有重要意义，每年以30%以上的速度增长。世界许多国家都投入了大量的人力和资金用于研制现代大功率风力机，中国也在国家科技攻关项目、产业化项目和“863”项目中列入，可以预计，风力发电将会有迅速的发展。风能利用有几千年的历史，但用科学的方法研制风力机还是近几十年的事。本文将从风特性，风力发电技术的发展历史，风力发电技术的发展趋势，风力发电机组的类型、结构组成、工作原理，风力发电场的投资等方面进行了详细介绍和探讨。 关键词:风特性；风力发电技术的发展历史；风力发电技术的发展趋势；风力发电机组的类型、结构组成、工作原理；风力发电场的投资 一、引言 近年来能源和环境以成为了全世界关注的热点。随着世界经济的快速发展，能源需求和环境破坏已经成为制约全球经济发展的主要因素。众所周知，地球上的常规能源煤炭、石油、天然气等蕴藏量有限并日渐枯竭，所以世界各国开始把目光转移到寻求一条可再生、无污染新能源的发展之路种可以循环利用，又不造成环境污染的新能源发展之路。风是一种永不枯竭的资源。地球上的风能资源要远远超过其他能源的储量。另外，自然界中的风能是一种清洁能源，它的利用不会产生任何的污染而且目前风能技术相对其他可再生能源而言技术比较成熟，度电成本相对较低，发展前景广阔。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的吸引力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中，将从风特性，风力发电技术的发展历史，风力发电技术的发展趋势，风力发电机组的类型、结构组成、工作原理，风力发电场的投资等方面进行了详细介绍和探讨。 二、风特性 大气边界层内的风特性和风力机空气动力学是风电场建设和风力机叶轮设计中最关键的技术之一。大气边界层内风特性的研究为风电场选址、风电场风速及功率预测、风力机动态及静态设计过程的基本设计参数、风力机运行过程提供控制基础参数等方面提供了依据。 1 风形成的原因 风是空气相对与地球表面的运动，主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的。高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了南北之间的气压梯度，使空气做水平运动，风应沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从高压向低压吹。另外，地球在不停的自转，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，南半球向左偏转，所以地球大气运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向力（科里奥利力）的影响。具体到某一特定地区，自然风的形成还要受气象条件如季节、洋流，地表特征如海拔、地形和地面粗糙度等多种因素的影响。

风力发电技术的发展历程

风力发电是一种环保、高效的发电方式，近年来得到了越来越广泛的应用和推广。然而，风力发电并不是现代科技的产物，其发展历程可以追溯到几个世纪以前。接下来，本文将为大家介绍风力发电技术的发展历程。

一、古代风车

风力发电的根源可以追溯到数千年前的古代。那时，人们使用风车来驱动各种机器，如磨面粉、榨油等。古代的风车通常是木制的，并且只能在风力比较强的地方使用。这些风车虽然不能直接发电，但是有着风力发电的雏形。

二、现代风力发电技术的出现

现代风力发电技术的出现可以追溯到20世纪初。那时，美国人皮福德·达林顿设计了一台利用风力发电的机器，称为“达林顿风力涡轮机”。这台机器由3个旋转的桨叶构成，能够产生大约12千瓦的电力。虽然这台机器比现代的风力发电机器要小，但是它标志着现代风力发电技术的开端。

三、风力涡轮机的发展

在达林顿风力涡轮机的基础上，人们开始逐步改良和完善风力涡轮机的设计。20世纪30年代，丹麦科学家凯尔·普特森发明了一种叶片可调的风力涡轮机，使得风轮能够更好地利用风能。此外，人们也开始使用钢材、铝合金等材料来制造风轮。这些改进使得风力发电的效率和可靠性得到了显著提高。

四、风力发电的快速发展

20世纪60年代，风力发电开始走上了快速发展的道路。那时，丹麦在风力发电领域取得了很大的进展，建立了大型的风力发电站，每个风轮的功率达到了50千瓦。此外，人们还发明了双馈电机，使得风力发电机的效率得到了进一步的提高。

五、远洋风力发电

除了陆地上的风力发电站外，人们还开始研究如何在海上建造风力发电站。20世纪90年代，英国在北海建造了世界上第一个远洋风力发电站“霍尼克拉格”，每个风轮的功率达到了600千瓦。此后，世界各国相继建造了大型的远洋风力发电站，并且不断提高风轮的功率和效率。

六、未来展望

随着气候变暖和环保意识的日益提高，风力发电的应用前景非常广阔。未来，人们将继续研究和改进风力发电技术，提高其效率和可靠性。同时，人们还将继续探索海上风力发电、风力光伏等新技术和新模式，使风力发电成为未来清洁能源的重要组成部分。