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什么是风能

编辑:在职研究生

    风能(wind energy)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。

    风能的优缺点优点

  风能为洁净的能量来源。风能设施日趋进步,大量生产降低成本,在适当地点,风力发电成本已低于发电机。   风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源,很环保。

    缺点

  风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类,如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电,离岸发电价格较高但效率也高。   

    在一些地区、风力发电的经济性不足:许多地区的风力有间歇性,更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间;必须等待压缩空气等储能技术发展。   

    风力发电需要大量土地兴建风力发电场,才可以生产比较多的能源。   

    进行风力发电时,风力发电机会发出庞大的噪音,所以要找一些空旷的地方来兴建。   

    现在的风力发电还未成熟,还有相当发展空间。

    限制及弊端

  风能利用存在一些限制及弊端   

    1)风速不稳定,产生的能量大小不稳定   

    2)风能利用受地理位置限制严重   

    3)风能的转换效率低   

    4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟

    我国风能的现状  

    我国风能资源储量与分布   

    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)。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下,主要影响我国西北、东北和华北,直到次年春夏之交才消失。 夏季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风,东南季风影响遍及我国东半壁,西南季风则影响西南各省和南部沿海,但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成的空气涡漩,是破坏力极大的海洋风暴,每年夏秋两季频繁侵袭我国,登陆我国南海之滨和东南沿海,热带风暴也能在上海以北登陆,但次数很少。   

    青藏高原地势高亢开阔,冬季东南部盛行偏南风,东北部多为东北风,其他地区一般为偏西风,夏季大约以唐古拉山为界,以南盛行东南风,以北为东至东北风。 我国幅员辽阔,陆疆总长达2万多公里,还有18000多公里的海岸线,边缘海中有岛屿5000多个,风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到 6米/秒以上。一般认为,可将风电场风况分为三类:年平均风速6米/秒以上时为较好;7米/秒以上为好;8米/秒以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线,估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于 6米/秒以上的地区,在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言,大约仅占全国总面积的 1/100,主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿,这些地区是我国最大的风能资源区以及风能资源丰富区,包括山东、辽东半岛、黄海之滨,南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛,内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北, 新疆达板城,阿拉山口,河西走廊,松花江下游,张家口北部等地区以及分布各地的高山山口和山顶。   

    太阳辐射的能量到地球表面约有2%转化为风能,风能是地球上自然能源的一部分,我国风能潜力的估算如下: 风能理论可开发总量(R),全国为32.26亿千瓦,实际可开发利用量(R’),按总量的 l/ 10估计,并考虑到风轮实际扫掠面积为计算气流正方形面积的 0.785倍〔1米直径风轮面积为 0.5²×π= 0.785(平方米)〕,故实际可开发量为: R’=0.785R÷10=2.53(亿千瓦)。

    我国的发展模式

  中国属于能源进口大国,利用可再生能源是当务之急,特别是在中国风资源丰富的广大的农村地区,中国政府应加大对风电设备的购买补贴,包括太阳能电池板屋顶的补贴,如果全国农村家用电能做到一半自给,能可以节约电能每年20亿度以上 。希望国家加大这方面运作力度。

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