张芳
【摘要】随着社会的进步,科学技术的发展,能源短缺的问题越来越严重。在这一大环境下,风力发电就显得非常重要。本文主要从风力发电的现状及发展前景两个角度来阐述风力发电对人类生产生活的作用。
【关键字】风力发电;新能源;风力发展的前景
随着社会的进步,科学技术的发展,能源短缺的问题越来越严重。在这一大环境下,风力发电就显得非常重要。特别是在我国,风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿kW,其中,陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算),海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW,共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可為。
一、 风能的发展
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……。现在,人们感兴趣的,首先是如何利用风来发电。风是一种潜力很大的新能源,人们台湾台中高美湿地的风力发电机台湾台中高美湿地的风力发电机也许还记得,十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦;一马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
二、 风能的利用
风是一种潜力很大的新能源,十八世纪初风力发电图风力发电图,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦;一马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
利用风力发电的尝试,早在二十世纪初就已经开始了。三十年代,丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过,当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。
目前,据了解,国外已生内蒙古草原上的风力发电机内蒙古草原上的风力发电机产出15,40,45,100,225千瓦的风力发电机了。1978年1月,美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机,其叶片直径为38米,发电量足够60户居民用电。而1978年初夏,在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置,其发电量则达2000千瓦,风车高57米,所发电量的75%送入电网,其余供给附近的一所学校用。
1979年上半年,美国在北卡罗来纳州的蓝岭山,又建成了一座世界上最大的发电用的风车。这个风车有十层楼高,风车钢叶片的直径60米;叶片安装在一个塔型建筑物上,因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力;风力时速在38公里以上时,发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里,因此风车不能全部运动。据估计,即使全年只有一半时间运转,它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。
三、 我国风能发电的发展
我国是世界上风力资源占有率最高的国家,也是世界上最早利用风能的国家之一,据资料统计,我国10m高度层风能资源总量为3226 GW,其中陆上可开采风能总量为253 GW,加上海上风力资源,我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%,仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。
我国利用风力发电起步较晚,和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距,风力发电是20世纪80年代才迅速发展起来的,发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW等多种小型风电机组,后期开始研制开发可充电型风电机组,并在海岛和风场广泛推广应用,目前有的风机已远销海外。至今,我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场,并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底,我国风机装机容量已达到6.05 GW,年发电量占全国发电量的0.8%左右,比2000年风电发电量增加了近10倍,我国的风力发电量已跃居世界第5位。
四、 我国风力发电的前景
从自然环境来看,我国居于非常有利的优势地位。我国地域广阔,海岸线长、风力资源十分丰富。据统计,全国平均风能密度大约为100 W/m2,风能总量为3226 GW,其中可供开发利用的陆上风能总量大约为253 GW。在我国东南沿海及附近岛屿、内蒙和河西走廊,以及我国东北、西北、华北、海南及西青藏高原等部分地区,每年的年平均风速在3 m/s以上时间近4000 h,一些地区的年平均风速在6~7 m/s以上,对于风力发电来说,具有很大的开发价值和广阔的利用空间。按“十一五”发展规划,至2010年我国风电装机总量将突破10 GW。
五、 当前我国风力发电存在的问题
当前,我国的风力发电仍然面临许多难题,主要是工程造价高和上网电价高。目前,我国风电处于发展阶段,国家提供的支持政策还不甚完善,国家政策、经济因素等各方面的限制使风力发电还难以进入商业化、产业化发展轨道,要加快风电发展,国家不仅要出台保护政策,还要鼓励竞争,在产业化发展过程中也要给予大力支持。目前,我国已着手进行推动风力发电的商业化操作。针对风力发电具有一次性投资较高、年运行小时数低、投产初期还本付息压力大等特点,所以上网销售等诸多环节需要国家出台支持、优惠及奖励政策,以鼓励风力发电发展。一方面要发挥地方政府的积极性,制定地方优惠政策,对风力发电给予适当补贴,鼓励利用风力资源。另一方面,国家还应加大科技投入,进行技术创新和科研开发,使产品及时更新换代,促进风力发电的推广。
风力发电具有既能保证能源的有序利用,又能战胜全球气候变化,更有利于全球的环境资源保护的优点。通过对我国风能资源及利用状况的调查,我国的风能开发和利用已经进入一个崭新时期,尤其是小型风机的生产和应用已经相当广泛,效果也非常不错,并且前景非常广阔。我们要充分有效地利用风能这种可再生、无污染、环保节净的自然资源,通过致力于风力发电的技术创新与科研开发,使我国的风力发电得到长足发展,使风电在我国得到更加广泛的应用。我国把握机遇,加快能源结构调整,在积极实现火电、水电、核电、及潮汐
能源、生物能源等多种能源发展过程中,实现风能服务于人类的特殊使命。