新能源之风能.ppt

新能源之风能 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望风风能资源能资源背景背景 风能是太阳能转换的一种形式，是一种风能是太阳能转换的一种形式，是一种重要的自然资源。据有重要的自然资源。据有关专关专家估家估计计，全，全球一年中约为球一年中约为1.4101.4101616千瓦时电力能力，千瓦时电力能力，相当于目前全世界每年所燃烧能量的相当于目前全世界每年所燃烧能量的30003000倍。倍。可利用的风能比地球上可开发可利用的风能比地球上可开发利用的水能总量还要大利用的水能总量还要大10 10 倍。倍。风能风能特点特点四大优点：四大优点：1)蕴量巨大；蕴量巨大；2)可以再生；可以再生；3)分布广泛；分布广泛；4)没没有污染。有污染。三大弱点三大弱点：1)密度低密度低由于风能来源于空气的流动，而空气的密度是很小的，由于风能来源于空气的流动，而空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小，只有水力的因此风力的能量密度也很小，只有水力的1/1000。2）不稳定）不稳定由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。至年际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。3）地区差异大）地区差异大由于地理位置和地形的影响，风力的地区差异非常明显。由于地理位置和地形的影响，风力的地区差异非常明显。即使在一个邻近的区域，有利地形下的风力，往往是不即使在一个邻近的区域，有利地形下的风力，往往是不利地形下的几倍甚至几十倍。利地形下的几倍甚至几十倍。风能利用 风能利用风能利用 风能是利用风力机将风能转化为电能、风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、制冷和制热等。发电、提水、助航、制冷和制热等。风力发电常用方式风力发电常用方式 一、一、独立运行方式独立运行方式二、风力发电与其他发电方式相结合二、风力发电与其他发电方式相结合三、风力发电并入常规电网运行三、风力发电并入常规电网运行那种最佳？风风力力发发电电全球的风电发展全球的风电发展 鉴鉴于于八八十十年年代代的的石石油油危危机机，许许多多欧欧洲洲国国家家开开始始寻寻求求出出路路，最最积积极极的的是是丹丹麦麦，自自八八十十年年代代开开始始热热衷衷的的支支援援风风力力发发电电，德德国国是是自自一一九九九九一一年年开开始始立立法法(规规定定风风电电电电价价为为最最终终用用户户价价格格的的百百分分之之九九十十)，随随后后也也有有风风起起云云涌涌的的发发展展。年年，世世界界首首台台风风力力发发电电机机由由丹丹麦麦 教教授授研研制制成成功功，单单机机容容量量千千瓦瓦。现现在在（15001500）千千瓦瓦级级的的机机组组已已成成为为风风力力发发电电的的主主力力机机组组，（50005000）千千瓦瓦级级的的机机组组已已商商品品化化。将将许许多多台台风风力力发发电电机机集集中中安安装装在在一一片片土土地地上上，称称风风力力发发电电场场，简简称称风风电电场。中国新疆达阪城风电场，总装机容量万千瓦。场。中国新疆达阪城风电场，总装机容量万千瓦。在在工工业业化化国国家家，0 01 1万万千千瓦瓦的的风风电电即即可可满满足足350350户户、近近10001000人人的的电电力力需需求求，而而23302330万万千千瓦瓦电电力力便便可可满满足足23002300万万人人相相当当于于丹丹麦、芬兰、挪威和瑞典总人口的电力需求。麦、芬兰、挪威和瑞典总人口的电力需求。风能利用的巨大优势风能利用的巨大优势 风力资源非常丰富风力资源非常丰富风力资源是清洁型，节约型能源风力资源是清洁型，节约型能源风能是一种便宜的能源风能是一种便宜的能源风能对土地的占用率极小风能对土地的占用率极小风能非常安全风能非常安全内陆地区的风能利用能带来更好的经济效益内陆地区的风能利用能带来更好的经济效益风能技术有广泛的适用性风能技术有广泛的适用性风能技术对于发展中国家来说是比较理想的风能技术对于发展中国家来说是比较理想的风能的利用是一种先进技术的利用风能的利用是一种先进技术的利用风能的发展增加就业机会风能的发展增加就业机会风力发电机有非常好的可靠性风力发电机有非常好的可靠性丰富的风力资源丰富的风力资源 风风力力资资源源不不但但丰丰富富而而且且是是可可再再生生的的资资源源。有有很很多多国国家家正正计计划划把把大大量量消消耗耗的的电电量量由由风风力力发发电电来来提提供供，而而丹丹麦麦就就是是其其中中国国家家之之一一。按按照照丹丹麦麦的的政政府府计计划划（能能源源2121），到到20302030年年，全全国国的的用用电电量量有有50%50%将将来来源源于于风风力力发发电电。如如果果把把沿沿欧欧洲洲海海岸岸边边上上的的风风力力资资源源全全利利用用上上，其其所所产产生生的的电电量量将将会会是是全全欧欧洲洲供供电电量量的的几几倍倍。就就丹丹麦麦而而言言，全全国国40%40%的的耗耗电电量量可可由由安安装装在在浅浅海海区区域域的的1 1千千平平方方公里的海上风厂提供。公里的海上风厂提供。风力资源是清洁型，节约型能源风力资源是清洁型，节约型能源 风风力力发发电电机机消消耗耗能能源源仅仅发发生生在在从从空空气气的的带带动动到到发发动动机机的的过过程程中中，一一个个新新型型的的1,000KW1,000KW风风力力发发电电机机年年平平均均可可减减少少其其他他电电力力资资源源所所产产生生的的2,0002,000吨吨二二氧氧化化碳碳。（根根据据统统计计:每每节节约约1度度(kW.h)电电，就就相相应应节节约约了了0.36千千克克标标准准煤煤，同同时时减减少少污污染染排排放放0.272千克碳，千克碳，0.785千克二氧化碳。）千克二氧化碳。）风能是一种便宜的能源风能是一种便宜的能源 风风能能已已成成为为现现有有能能源源中中最最便便宜宜的的可可更更新新的的能能源源。由由于于风风能能的的构构成成由由风风的的立立方方变变化化数数构构成成（如如风风速速的的立立方方数数），其其经经济济效效益益很很大大程程度度上上取取决决于于风风场场的的风风力力怎怎样样，所所以以安安装越多风力发电机的风场具有越高的经济效益。装越多风力发电机的风场具有越高的经济效益。发发展展改改革革委委发发布布的的关关于于完完善善风风力力发发电电上上网网电电价价政政策策的的通通知知：四四个个区区域域的的风风电电标标杆杆电电价价水水平平分分别别为为每每千千瓦瓦时时0.51元、元、0.54元、元、0.58元和元和0.61元。元。据据丹丹麦麦电电力力公公司司的的报报导导，来来自自风风力力发发电电的的居居民民用用电电价价格格每每度度相相当当于于配配有有排排烟烟装装置置以以煤煤炭炭为为燃燃料料的的发发电电站站的的电电的的价价格格，则则为为0.04USD/0.04USD/度度,这这也也是是欧欧洲洲范范围围内内的的居居民民用用电电的的平均价格。平均价格。风能对土地的占用率极小风能对土地的占用率极小 在一个建好的典型的风场，风力发电机在一个建好的典型的风场，风力发电机及交通所用的道路仅占整个风场面积的及交通所用的道路仅占整个风场面积的1%1%，其余，其余99%99%的面积可作为正常的农用或的面积可作为正常的农用或其他使用。一个占用其他使用。一个占用3636平方米或平方米或0.00360.0036公顷的风力发电机每年产生公顷的风力发电机每年产生120120万到万到180180万度电，别的生物能源则需要占用于万度电，别的生物能源则需要占用于154154公顷的土地才能产生公顷的土地才能产生130130万度电。太阳能万度电。太阳能则需要则需要1.41.4公顷的面积才能产生同等数量公顷的面积才能产生同等数量的度电。的度电。安全的风能安全的风能 就环境保护而言，风力资源的利用不产生辐射就环境保护而言，风力资源的利用不产生辐射和残渣物。对此，我们有可证实的安全记录。和残渣物。对此，我们有可证实的安全记录。在风力工业中，死亡性的事故仅可能发生在建在风力工业中，死亡性的事故仅可能发生在建设和维修工作中。设和维修工作中。风力发电机与野生动物的和平共处风力发电机与野生动物的和平共处在风力发电机下面，您仍然可以看到这样的景在风力发电机下面，您仍然可以看到这样的景象：鹿，牛等牲畜如往常一样地吃草，羊还会象：鹿，牛等牲畜如往常一样地吃草，羊还会在风力发电机下寻找避阴处。对于鸟类而言，在风力发电机下寻找避阴处。对于鸟类而言，死亡率趋向于发生在象电线，电线杆等类似的死亡率趋向于发生在象电线，电线杆等类似的建筑物，而直接受风力发电机的影响却很小。建筑物，而直接受风力发电机的影响却很小。内陆地区的风能利用能带来内陆地区的风能利用能带来更好的经济效益更好的经济效益鉴于沿海地区的岛屿风力状况，建立风鉴于沿海地区的岛屿风力状况，建立风场是比较理想的。实际上在内陆也能使场是比较理想的。实际上在内陆也能使风力发电机能产生更好的经济效益。当风力发电机能产生更好的经济效益。当风经过山坡或山区的时候，风被压缩之风经过山坡或山区的时候，风被压缩之后风速也相对明显地提高了。后风速也相对明显地提高了。风能技术的广泛适用性风能技术的广泛适用性风能的实用范围广：从为最小灯塔的电池充电风能的实用范围广：从为最小灯塔的电池充电和到供给偏远地区的居民用电大到工业型用电和到供给偏远地区的居民用电大到工业型用电供应供应1.51.5兆瓦（相当于兆瓦（相当于1 1千户家庭用电量）。千户家庭用电量）。风能技术也有其他更有经济价值的用途包括把风能技术也有其他更有经济价值的用途包括把风能与柴油备用发电机相结合用于全世界几个风能与柴油备用发电机相结合用于全世界几个小型完全隔离的电网。在大西洋和地中海的岛小型完全隔离的电网。在大西洋和地中海的岛屿中用于社区植物净化是风能的另一最新用途。屿中用于社区植物净化是风能的另一最新用途。风力工业拥有风力工业拥有一个迅速发展的市场一个迅速发展的市场在发展中国家，风力发电机的流行更是由于风力发在发展中国家，风力发电机的流行更是由于风力发电机安装的快速和无特别燃油的要求。现有电机安装的快速和无特别燃油的要求。现有3535亿美亿美元的产值的风力发电机工业有一个光明的前景，特元的产值的风力发电机工业有一个光明的前景，特别是与国际能源环保的号召相一致。别是与国际能源环保的号召相一致。在发展中国家，风力发电机的流行更是由于风力发在发展中国家，风力发电机的流行更是由于风力发电机安装的快速和无特别燃油的要求。现有电机安装的快速和无特别燃油的要求。现有3535亿美亿美元的产值的风力发电机工业有一个光明的前景，特元的产值的风力发电机工业有一个光明的前景，特别是与国际能源环保的号召相一致。别是与国际能源环保的号召相一致。风能技术对于发展中国家来风能技术对于发展中国家来说是比较理想的说是比较理想的 尽管风力发电机的设计已经成为一种高科技，但它的尽管风力发电机的设计已经成为一种高科技，但它的安装对发展中国家来说也是容易的，并可在当地进行维安装对发展中国家来说也是容易的，并可在当地进行维修和服务。风力发电机生产厂家对人员提供培训。风力修和服务。风力发电机生产厂家对人员提供培训。风力发电机的安装增加当地的就业机会，当地厂家经常生产发电机的安装增加当地的就业机会，当地厂家经常生产风力发电机的重型部份如塔筒，一般不同的地区有着不风力发电机的重型部份如塔筒，一般不同的地区有着不同标准的安装进度同标准的安装进度.对于发展中的地区来说，昂贵的燃油供应成为其他几种对于发展中的地区来说，昂贵的燃油供应成为其他几种发电机技术最主要的绊脚石，但风力发电机并不存在这发电机技术最主要的绊脚石，但风力发电机并不存在这样的问题。印度已成为世界上风力发电机本地化最广泛样的问题。印度已成为世界上风力发电机本地化最广泛的发展中国家，而中国正领导着东亚地区的市场。的发展中国家，而中国正领导着东亚地区的市场。我国的风能资源我国的风能资源 我国风能资源我国风能资源 中国风能资源居世界之首，据中国气象科学研中国风能资源居世界之首，据中国气象科学研究院绘制的全国平均风功率密度分布图，中国究院绘制的全国平均风功率密度分布图，中国陆地陆地10M10M高度层的风能总储量为高度层的风能总储量为32.26 32.26 亿亿kWkW，这个储量称作这个储量称作“理论可开发总量理论可开发总量”，实际可开，实际可开发的风能资源储量为发的风能资源储量为2.532.53亿亿kWkW。我国风能北方。我国风能北方强而南方弱，沿海强而内陆弱，平原强而山区强而南方弱，沿海强而内陆弱，平原强而山区弱，冬春强而夏秋弱。弱，冬春强而夏秋弱。如何实行大规模开发利用？如何实行大规模开发利用？我国风能资源我国风能资源 我国的风能资源我国的风能资源 我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有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。复杂性。我国幅员辽阔，陆疆总长达我国幅员辽阔，陆疆总长达2 2万多公里，还有万多公里，还有1800O1800O多公里的多公里的海岸线，边缘海中有岛屿海岸线，边缘海中有岛屿50005000多个，风能资源丰富。多个，风能资源丰富。就内陆而言，大约仅占全国总面积的就内陆而言，大约仅占全国总面积的1 11OO1OO，主要分布在长，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、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，蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达板城，阿拉山新疆达板城，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。地的高山山口和山顶。青藏高原地势高亢开阔，冬季东南部盛行偏南风，东北部多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。界，以南盛行东南风，以北为东至东北风。中国风能利用中国风能利用中国利用风能已有悠久的历史，古代甲骨文字中国利用风能已有悠久的历史，古代甲骨文字中就有中就有“帆帆”字存在，字存在，18001800年前东汉刘熙著作年前东汉刘熙著作里有里有“随风张幔曰帆随风张幔曰帆”的叙述，说明我国是利的叙述，说明我国是利用风能最早的国家之一。用风能最早的国家之一。16371637年明崇祯十年年明崇祯十年 书里有书里有“扬郡以风帆数页，俟风转扬郡以风帆数页，俟风转车，风息则止车，风息则止”的记载，表明在明代以前，我的记载，表明在明代以前，我国劳动人民就会制作将风力的直线运动转变为国劳动人民就会制作将风力的直线运动转变为风轮旋转运动的风车，在风能利用上前进了一风轮旋转运动的风车，在风能利用上前进了一大步。大步。我国的风能利用的历史进程我国的风能利用的历史进程 我国东南沿海向来有风力提水的使用习惯，江苏省我国东南沿海向来有风力提水的使用习惯，江苏省19591959年曾有多年曾有多达达2020余万台提水风车，后来大部分风车被柴油、电力所取代，但余万台提水风车，后来大部分风车被柴油、电力所取代，但部分地区一直使用风力提水。部分地区一直使用风力提水。5050年代中期曾研制小型现代化风力年代中期曾研制小型现代化风力提水装置，提水装置，5050年代后期开始研究小型风力发电机组，但限于当时年代后期开始研究小型风力发电机组，但限于当时技术经济条件，小型机组在试验中受挫而停顿。技术经济条件，小型机组在试验中受挫而停顿。至至7070年代，先后试制了年代，先后试制了1 1、2 2、1010、1212、1818、2020千瓦样机，其中千瓦样机，其中1818千瓦机组于千瓦机组于19721972年年7 7月安装在浙江省绍兴县雄鹅峰上，月安装在浙江省绍兴县雄鹅峰上，19761976年年1111月迁装到嵊泗县菜园镇运转发电，一直运行到月迁装到嵊泗县菜园镇运转发电，一直运行到19861986年年8 8月。月。19981998年底，全国安装微型机组年底，全国安装微型机组178574178574台，约计台，约计1.71.7万千瓦，还有万千瓦，还有独立供电机组，已有独立供电机组，已有1.21.2、2.52.5、5 5、7.57.5和和1010千瓦，以销定产小批千瓦，以销定产小批量生产。在网外无电地区，推广微型、小型风电机组，是解决无量生产。在网外无电地区，推广微型、小型风电机组，是解决无电农牧民用电的有效途径，有其独特的优越性，也是中国发展微电农牧民用电的有效途径，有其独特的优越性，也是中国发展微型、小型风电机组的特色。型、小型风电机组的特色。我国风能利用现状我国风能利用现状 如按风能之最终使用形式，包括如按风能之最终使用形式，包括有下列几种应用有下列几种应用:电能、化学能电能、化学能(制造氢、氧及氨等制造氢、氧及氨等)、热能、热能(压压缩及热泵等缩及热泵等)、位能、位能(水力储存及水力储存及抽水等抽水等)。风力能源实际用途还包含风力能源实际用途还包含:1.1.用风力产生电力。用风力产生电力。2.2.利用风力抽水，供灌溉农田，并利用风力抽水，供灌溉农田，并且储且储 存到水库内。存到水库内。3.3.供给工业用途，包括供给工业用途，包括:铜、铝、水铜、铝、水的电的电解，制冰等。解，制冰等。4.4.将风能转变为热能，蒸发海水制将风能转变为热能，蒸发海水制盐盐。我国我国并网风力发电发展迅速并网风力发电发展迅速单机容量继续快速稳步上升；单机容量继续快速稳步上升；变桨距调节方式将迅速取代定桨距失速变桨距调节方式将迅速取代定桨距失速调节方式；调节方式；变速运行方式将迅速取代恒速运行方式；变速运行方式将迅速取代恒速运行方式；无齿轮箱系统的市场份额迅速扩大；无齿轮箱系统的市场份额迅速扩大；海上风力发电技术得到发展。海上风力发电技术得到发展。