浅析我国风能资源的利用与发展

张伟莉

摘 要：在经济社会飞速发展的大背景下，以化石能源为主的不可再生能源已经难以满足社会生产的要求，也不能满足国家建设“资源节约型和环境友好型社会”的需要。风能是一种新的可再生资源，具有绿色清洁、价格低廉等优点，不会对气候造成影响，在全球范围内，风能资源已经得到越来越广泛的应用，具有广阔的发展前景。

关键词：风能资源 应用现状 战略对策

中图分类号：P743 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0007-02

新能源产业的产生与发展是社会发展的必然，在传统的消费模式下，自然环境受到了严重的破坏。风能等新型能源在现代科技的开发下，对人们的生产生活产生了巨大的影响，也越来越受到世界各国的青睐。我国的风能产业正处于快速发展的阶段，需要政府的大力支持，也需要资金、技术、装备等方面的投入，目前，风能资源在建筑领域、发电行业等多个方面都得到了十分广泛的应用。

1 我国风能资源的分布

我国风能资源丰富，具有十分广阔的发展前景，我国风能资源的分布有以下几个密集区。“三北”地区地形平坦，交通便捷，很少有破坏性风速的产生，是中国连片的最大规模的风能资源区，在利用时要注意因地制宜，考虑沙尘暴及低温对风能利用的影响；东南沿海地区受到台湾海峡的影响，由于峡管效应会使风速加快，各种季风均会对东南沿海地区造成影响，此地区也是我国风能最佳丰富区；内陆局部地区，因为湖泊和特殊地形的影响，风能资源也比较丰富；我国海面上的风速快，风速随高度变化小，形成海上风能密集区，具有很好的利用价值。

2 风力发电的特点与优势

2.1 风力发电的基本特点

2.1.1 风能的随机性大、风轮机转动惯量大

风能的产生和太阳能有着十分重要的联系，风速会受到温度、气压、密度等多种因素的影响，各种因素的作用效果都是不同的，因此，作用在风能发电机上的风能是随机、不可控制的，具有很大的随机性，这也导致发电机的输入功率在不断变化。一般情况下，风轮的直径都比较大，在不稳定的风能作用下，风轮机会产生很大的转动惯量。

2.1.2 风轮机与发电机之间的柔性连接

因为风能的不稳定性，风轮机转子的转速一般不会很高，它与发电机的转速存在很大差异，采用的是柔性连接，采用齿轮箱进行传动，大大降低两者之间的刚性。

2.2 风力发电的优势

风能是一种清洁能源，应用风能进行发电具有很大的优势与竞争力。与其他发电方式相比，建造风力发电厂的成本相对较低廉而且建造周期短，建筑规模灵活多变，可根据资金数额进行调整。风力发电不需要煤炭、燃料，也不需要核材料，对环境的影响比较小，除了日常的保养工作，基本上没有其他能耗。风力发电操作简单，运行安全，实际占地面积小，对地理环境的要求比较低，发电方式也呈现多样化。

3 我国风能资源的利用技术

3.1 风电并网技术

风电并网发电是风能利用的主要形式，要想实现风能的可持续发展，就必须要保证电网的输电质量。开发与研究风电并网技术，要明确风电与电网之间的相互影响，考虑风电场输出电网的构架、输电线路的传输等，风电调度方式的选择也是风电并网技术的重要研究内容，调度方式要满足系统的调度高峰，以优先调度风电为原则，合理进行电力电量的分配与电力系统的调度。为了保证电网输电的平衡，做好风电功率预测是十分必要的，它可以很好的提高风电装机的容量，优化装置的性能，延长装置的使用寿命。

3.2 海上风电技术

海上风电主要指的是近海风电，与陆地风电相比具有一定的优势。海上风电不占用土地、风速高、发电量大，随着科学技术的发展，海上风电已逐渐成为国际风电开发与利用的新方向。海上风电起步较晚，处于不断的发展过程中，在实践应用中要十分注意海上风电机组的基础设计与施工，做好机组的运输与安装工作。

3.3 风/气互补发电系统

风力发电的缺点是不可控性和间隙性，为了扩大风能的应用，将风能与其他能源组成互补系统是一种很好的解决办法。风/气互补发电系统是通过具有快速启停和快速负荷调节特性的燃气轮机电站或者煤气机电站来补偿风电场出力的波动，在一定时间内维持系统的稳定输出，保证整个发电系统良好的可调度性。

4 我国的风能资源的发展前景及发展思路

4.1 风能资源的发展前景

我国大力发展自然风能。目前，我国已探明的风电资源约为10亿kW，这仅仅是低空的风力资源，如果扩展到高空，其总量还会继续增加，如果将风能资源总量的2/3加以利用，便能提供约15亿kW的电力，再加上约5亿kW的水电，为人民正常的生产生活提供保障。目前，我国的风电技术已经相当成熟，风电成本相对比较低廉，已经具有一定的市场竞争力，从总体上来讲，各国的风电成本都处于不断下降的趋势，随着风电应用经验的积攒，各国的风电利用总量在不断增加，我国的风电利用也处在不断的增长之中。

我国大力发展工业风能。在国民经济中，工业能耗总量占了相当大的份额，在工业生产过程中，资源的利用率并不高，浪费现象十分严重，其中工业排风的能量就占了相当大的比例，如果能够对这一部分的工业风能加以利用，将会大大提高资源的利用率，提高生产效益。与自然风力相比，工业风能发电具有以下几个有点：第一，利用工业风能的地区多为城市，电力需求旺盛，基本不存在电力运输问题，发电富余的电力可以通过城市电网快捷地输送出去。第二，工业排风的气流流动比自然风规则，利用比较便捷。第三，工业风能的有效利用可以达到节能增效的目的，能促进我国能源的可持续发展。

4.2 规划风电发展的障碍及建议

4.2.1 政策障碍

目前，我国关于风能利用的法律、法规并不完善，政策上的漏洞无法保障风能利用的顺利进行，一些投资者的合法权益得不到法律的保护。为了使我国风能资源的开发走上法制化和规范化道路，我国要以建立风力发电的市场化机制为基本出发点，建立、健全风能开发利用的法律、法规，保证法规的可操作性和科学性，保障投资者的合法权利，为我国风能资源的开发与利用提供一个良好的平台，以此促进我国风能开发的迅速发展。

4.2.2 技术障碍

风能的利用需要强大的科学技术的支撑，过硬的技术才能保证风能的开发与合理运用，风能资源开发利用遇到的技术难题主要有风电与电网的连接和储能问题。经过研究与总结，具体的解决办法有：第一，修建抽水蓄能发电站，应用此种办法，风能的转化效率不是很高，也很受地域的限制。第二，蓄电池储能，应用具有高能量密度的锂离子蓄电池等。在一些风能丰富的地区，利用风能点解水产生氢，氢可以储存风能，通过燃料电池可以生产高纯度的水，应用这种办法，既利用了风能，又为解决我国淡水资源紧缺提供了途径。在农村地区，利用大型动力储能电池可以为农村经济的发展提供稳定的小型电源，在一定程度上促进了农村的现代化进程。目前，这一领域的开拓还没有引起有关部门的重视，也没有得到很多业内人士的重视，在未来，要实现风能的大规模应用，必须要解决大型蓄电池储能问题。这些技术难题的解决需要风电人才的智慧，相关部门与政府要大力增加研究和开发技术上的投入，为风能资源的利用提供强大的支持。

5 结语

当今世界，资源短缺已经成为制约经济发展的首要难题，努力开发新能源，提高资源利用率具有十分重要的意义。风能是一种极为丰富的可持续再生的清洁自然能源，具有极佳的经济利用价值，利用现代科技可以广泛应用，是替代矿石能源的首选，现阶段，我国对风能的开发利用还处在较低的水平，与其他国家相比还有很大的差距，但随着人类科技的发展，风能定会得到更为广泛的应用，促进国家经济的发展和生产力的提升。

参考文献

[1] 秦海岩.风能：当前能源开发的一大热点[J].科技中国，2006（5）：40-45.

[2] 王长贵，崔容强，周篁，主编.新能源发电技术[M].北京：中国电力出版社，2004.endprint