清洁能源概论风能解析学习教案.pptx
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1、会计学1清洁能源清洁能源(nngyun)概论风能解析概论风能解析第一页,共59页。2一、概述一、概述(i sh)风的产生风的产生风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而同,产生温差,从而(cng r)(cng r)引起大气引起大气的对流运动形成风。的对流运动形成风。第1页/共59页第二页,共59页。3一、概述一、概述(i sh)(i sh)风能总量据估计,到达(dod)地球的太阳能中虽然只有大约2转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能
2、约为2.74l09MW,其中可利用的风能为2107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。第2页/共59页第三页,共59页。4一、概述一、概述(i sh)(i sh)风能利用的历史人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。到了宋代更是我国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。我国历史上著名的科学著作天工开物中记载的“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”,物理小识中描述的“用风帆6幅、车水增田,淮扬海填皆为之”是对当时水平轴风车应用于农业(nngy)生产的忠实写照。第
3、3页/共59页第四页,共59页。5第4页/共59页第五页,共59页。6一、概述一、概述(i sh)(i sh)n n在国外,公元前2世纪,古波斯人就利用(lyng)垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水,11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲,14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰,风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水,以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出现,才使欧洲风车数目急剧下降。第5页/共59页第六页,共59页。7第6页/共59页第七页,共59页。8一、概述一、概述(i sh)(i sh)n n数千年来,风能技术发展缓慢,也没有引起人们足够的重视。但自数
4、千年来,风能技术发展缓慢,也没有引起人们足够的重视。但自19731973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源
5、的一近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要种可靠途径,有着十分重要(zhngyo)(zhngyo)的意义。的意义。第7页/共59页第八页,共59页。9一、概述一、概述(i sh)(i sh)n n即使在发达国家,风能作为即使在发达国家,风能作为(zuwi)(zuwi)一种高效清洁的新一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在能源也日益受到重视。美国早在19741974年就开始实行联邦年就开始实行联邦风能计划。其内容主要是:风能计划。其内容主要是:n n评估国家的风能资源;评估国家的风能资源;n n研究风能开发中的社会和环境问题;研究风能开发中的社
6、会和环境问题;n n改进风力机的性能,降低造价;改进风力机的性能,降低造价;n n主要研究为农业和其他用户用的小于主要研究为农业和其他用户用的小于100kW100kW的风力机;的风力机;n n为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。n n美国已于美国已于8080年代成功地开发了年代成功地开发了100100、200200、20002000、25002500、62006200、7200kW7200kW的的6 6种风力机。种风力机。第8页/共59页第九页,共59页。10一、概述一、概述(i sh)(i sh)n n目前美国已成为世界上风力机装机
7、容量最多的国家,超过目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家,超过2 2104MW104MW,每年,每年(minin)(minin)还以还以1010的速度增长。的速度增长。n n现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行,其风力机叶片现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行,其风力机叶片直径为直径为97.5m97.5m,重,重144t144t,风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制,风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制,年发电量达年发电量达10001000万万kWhkWh。n n根据美国能源部的统计至根据美国能源部的统计至19901990年美国风力发电已占总
8、发电量的年美国风力发电已占总发电量的1 1,发电成,发电成本也从本也从3 3美分美分/(kW.h)/(kW.h)降至降至1 1美分美分/(kW.h)/(kW.h)。第9页/共59页第十页,共59页。11一、概述一、概述(i sh)n n我国位于我国位于我国位于我国位于(wiy)(wiy)(wiy)(wiy)亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。季风是我亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。季风是我亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。季风是我亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。季风是我国气候的基本特征,如冬季季风在华北长达国气候的基本特征,如冬季季风在华北长达国气候的基本特征,如冬季
9、季风在华北长达国气候的基本特征,如冬季季风在华北长达6 6 6 6个月,东北长达个月,东北长达个月,东北长达个月,东北长达7 7 7 7个月。东个月。东个月。东个月。东南季风则遍及我国的东半壁。根据国家气象局估计,全国风力资源的总南季风则遍及我国的东半壁。根据国家气象局估计,全国风力资源的总南季风则遍及我国的东半壁。根据国家气象局估计,全国风力资源的总南季风则遍及我国的东半壁。根据国家气象局估计,全国风力资源的总储量为每年储量为每年储量为每年储量为每年16161616亿亿亿亿kWkWkWkW,近期可开发的约为,近期可开发的约为,近期可开发的约为,近期可开发的约为1.61.61.61.6亿亿亿亿
10、kWkWkWkW;n n内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列,年平均风速大内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列,年平均风速大内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列,年平均风速大内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列,年平均风速大于于于于3m/s3m/s3m/s3m/s的天数在的天数在的天数在的天数在200200200200天以上。天以上。天以上。天以上。第10页/共59页第十一页,共59页。12一、概述一、概述(i sh)n n我国风力我国风力(fngl)(fngl)机的发展机的发展n n在在5050年代末是各种木结构的布年代末是各种木结构的布篷式风
11、车,篷式风车,n n19591959年仅江苏省就有木风车年仅江苏省就有木风车2020多万台。多万台。n n到到6060年代中期主要是发展风力年代中期主要是发展风力(fngl)(fngl)提水机。提水机。n n7070年代中期以后风能开发利用年代中期以后风能开发利用列入列入“六五六五”国家重点项目,国家重点项目,得到迅速发展。得到迅速发展。n n上世纪上世纪8080年代中期以后我国先年代中期以后我国先后从丹麦、比利时、瑞典、美后从丹麦、比利时、瑞典、美国、德国引进一批中、大型风国、德国引进一批中、大型风力力(fngl)(fngl)发电机组。在新疆、发电机组。在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、内蒙
12、古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了福建、广东的岛屿建立了8 8座座示范性风力示范性风力(fngl)(fngl)发电场。发电场。19921992年装机容量已达年装机容量已达8MW8MW。第11页/共59页第十二页,共59页。13一、概述一、概述(i sh)n n新疆达坂城的风力发电场装机容量已达新疆达坂城的风力发电场装机容量已达3300kw3300kw,是全国,是全国(qun u)(qun u)目前最大的风力发目前最大的风力发电场。至电场。至19901990年底全国年底全国(qun u)(qun u)风力提水的灌溉面积已达风力提水的灌溉面积已达2.582.58万亩。万亩。n n1997
13、1997年新增风力发电年新增风力发电1010万万kWkW。目前我国已研制出。目前我国已研制出100100多种不同型式、不同容量的风力发多种不同型式、不同容量的风力发电机组,并初步形成了风力机产业。电机组,并初步形成了风力机产业。n n目前,我国风电装机容量约有目前,我国风电装机容量约有100100万千瓦。根据国家发改委的能源中长期发展规划,到万千瓦。根据国家发改委的能源中长期发展规划,到20102010年,我国风电装机容量要达到年,我国风电装机容量要达到500500万千瓦,万千瓦,“十一五十一五”期间,全国期间,全国(qun u)(qun u)新新增风电装机容量约增风电装机容量约400400万
14、千瓦,未来万千瓦,未来5 5年内平均每年要增加年内平均每年要增加8080万千瓦。万千瓦。第12页/共59页第十三页,共59页。14全国风电场装机概况全国风电场装机概况 2006.6第13页/共59页第十四页,共59页。15n尽管如此,与发达国家相比,我国风能的开发利用还相当落后,不但发展(fzhn)速度缓慢而且技术落后,远没有形成规模。21世纪我国应在风能的开发利用上加大投入力度,使高效清洁的风能能在我国能源的格局中占有应有的地位。一、概述(i sh)第14页/共59页第十五页,共59页。16二、风况二、风况n n风的形成 n n风的变化 n n(1)风随时间的变化n n(2)风随高度(god
15、)的变化 n n(3)风的随机性变化n n(4)风玫瑰图n n风力等级n n风况曲线 第15页/共59页第十六页,共59页。17二、风况二、风况1.风的形成对人类来说,风是最熟悉的自然现象。要了解风的形成必须了解包围着地球的大气的运动。大气的流动也像水流一样是从压力高处往压力低处流。太阳能正是形成大气压差的原因。由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在66.5。的夹角,因此对地球上不同地点,太阳照射(zhosh)角度是不同的,而且对同一地点一年365天中这个角度也是变化的。地球上某处所接受第16页/共59页第十七页,共59页。18二、风况二、风况n n的太阳辐射能正是与该地点太阳照射角的正弦成
16、正比。地球南北的太阳辐射能正是与该地点太阳照射角的正弦成正比。地球南北极接受太阳辐射能少,所以温度低,气压高;而赤道接受热量多,极接受太阳辐射能少,所以温度低,气压高;而赤道接受热量多,温度高,气压低。另外地球又绕自转轴每温度高,气压低。另外地球又绕自转轴每2424小时小时(xiosh)(xiosh)旋转一旋转一周,温度、气压昼夜变化。周,温度、气压昼夜变化。n n由于地球表面各处的温度、气压变化,气流就会从压力高处向压由于地球表面各处的温度、气压变化,气流就会从压力高处向压力低处运动,而形成不同方向的风,并伴随不同的气象变化。力低处运动,而形成不同方向的风,并伴随不同的气象变化。第17页/共
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