什么是风能发电?
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发布时间：2022-04-26 00:37
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时间：2023-10-25 09:06
1．国内外风能发电的利用情况
据有关资料显示，到2003年年底，全球风能发电装机容量已突破4000×104kW，风能发电占全球电力供应的0.5%。到2013年底，全球风电累计装机容量达到31800×104kW。在2009—2013年，全球风电市场规模扩大了几乎20000×104kW。然而，2013年新增风电装机3550×104kW，比2012年的增量下降了约1000×104kW。2014年全球风电累计装机容量已达到36540×104kW，同比增长14.9%；新增装机容量4730×104kW，新增装机增长率达到34%。
由于我国所处的地理位置及绵长的海岸线，为风能的产生提供了便利条件，沿海、岛屿及西北内陆是风能丰富的地区。据统计，2014年1—9月，风电新增并网容量较多的是新疆维吾尔自治区（192×104kW）、山东省（82×104kW）、山西省（75×104kW）、宁夏回族自治区（67×104kW）和云南省（52×104kW）。风电平均利用小时数较高的是云南省（1893h）、天津市（1669h）、四川省（1598h），平均利用小时数较低的是*自治区（823h）、吉林省（1066h）、海南省（1120h）和广东省（1126h）。
2．风能发电的运行方式
利用风能发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到各国的高度重视，而且发展速度最快。风能发电通常有以下三种运行方式：
（1）独立运行方式，通常是一台小型发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。
（2）风能发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。
（3）风能发电并入常规电网运行，向大电网提供电力。常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风能发电的主要发展方向。
3．风能发电机系统
目前，风电系统主要有三大风力发电机型：恒速恒频异步发电机、变速恒频双馈异步发电机和直驱永磁同步发电机。变速恒频双馈异步发电机因桨距角可调，能在较宽的风速范围内保持最佳叶尖速比、最大功率点运行等优良特性，已成为当今的主流机型。直驱永磁同步发电机加上全功率变流器后，将会拥有更加广阔的发展前景。
4．陆上风能发电与海上风能发电
在风能发电技术不断发展的过程中，世界各国明显存在着从陆上风能发电到海上风能发电的转变。海上风能发电主要是指沿海风能发电，欧洲一般采用这种能发电方式。海上风能发电具有占地较少、风力较强、风期周期长、资源利用率高、噪声污染较少等优点。我国沿海地带广阔，风能资源丰富，因此海上风能资源开发是新能源开发的一个重要方向趋势。图7.12是海上风能发电站。
图7.12 海上风能发电站
海上风能发电与陆上风能发电相比，具有以下几个特点：
（1）海上风能资源较大。同高度的风速，海上一般比陆上大20%，发电量高70%，而且海上少有静风期，风电机组利用效率较高。目前，海上风电机组的平均单机容量在3MW左右，最大已达6MW。
（2）海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而风速随高度的变化小，不需要很高的塔架，可降低风电机组成本。
（3）海上风的湍流强度低。海面与海上的空气温差比陆地表面与陆上的空气温差小，且没有复杂地形对气流的影响，因此作用在风电机组上的疲劳负荷减少，可延长其使用寿命。陆上风电机组一般设计寿命为20年，海上风电机组设计寿命可达25年以上。
（4）海上风电不占用陆上土地。对于人口比较集中、陆地面积相对较小、濒临海洋的国家或地区较适合。
（5）海上发电的开发利用不会造成大气污染和产生有害物质，可减少温室效应气体的排放，对环境及景观负面影响小。
（6）海上风电机组受噪声制约小，转速一般比陆上高10%，风机利用效率相应提高5%～6%。
然而，海上风能发电也存在不足之处。海上风电技术要求比较高，风险频率高，建造成本大，要充分考虑到水力与动力的双重负荷，做好基础深度勘察、支撑材料选择、海床结构分析与研究。海上风电基础设计与施工时，要根据不同的海底地质条件采用不同的地基模式，还要考虑基础防冻、防腐、防震。风能发电机组要采用整体式安装与分体式安装相结合的方法，达到准确定位和快速安装的效果。我国风能发电主要集中在陆地上，海上风电技术还处于初步水平，海上风电技术的全面应用还需要很长一段时间。
总之，海上丰富的风能资源和当今技术的不断进步，预示着海上风电将成为一个迅速发展的市场，海上风电产业将成为一个新的经济增长点。
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时间：2023-10-25 09:06
1．国内外风能发电的利用情况
据有关资料显示，到2003年年底，全球风能发电装机容量已突破4000×104kW，风能发电占全球电力供应的0.5%。到2013年底，全球风电累计装机容量达到31800×104kW。在2009—2013年，全球风电市场规模扩大了几乎20000×104kW。然而，2013年新增风电装机3550×104kW，比2012年的增量下降了约1000×104kW。2014年全球风电累计装机容量已达到36540×104kW，同比增长14.9%；新增装机容量4730×104kW，新增装机增长率达到34%。
由于我国所处的地理位置及绵长的海岸线，为风能的产生提供了便利条件，沿海、岛屿及西北内陆是风能丰富的地区。据统计，2014年1—9月，风电新增并网容量较多的是新疆维吾尔自治区（192×104kW）、山东省（82×104kW）、山西省（75×104kW）、宁夏回族自治区（67×104kW）和云南省（52×104kW）。风电平均利用小时数较高的是云南省（1893h）、天津市（1669h）、四川省（1598h），平均利用小时数较低的是*自治区（823h）、吉林省（1066h）、海南省（1120h）和广东省（1126h）。
2．风能发电的运行方式
利用风能发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到各国的高度重视，而且发展速度最快。风能发电通常有以下三种运行方式：
（1）独立运行方式，通常是一台小型发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。
（2）风能发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。
（3）风能发电并入常规电网运行，向大电网提供电力。常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风能发电的主要发展方向。
3．风能发电机系统
目前，风电系统主要有三大风力发电机型：恒速恒频异步发电机、变速恒频双馈异步发电机和直驱永磁同步发电机。变速恒频双馈异步发电机因桨距角可调，能在较宽的风速范围内保持最佳叶尖速比、最大功率点运行等优良特性，已成为当今的主流机型。直驱永磁同步发电机加上全功率变流器后，将会拥有更加广阔的发展前景。
4．陆上风能发电与海上风能发电
在风能发电技术不断发展的过程中，世界各国明显存在着从陆上风能发电到海上风能发电的转变。海上风能发电主要是指沿海风能发电，欧洲一般采用这种能发电方式。海上风能发电具有占地较少、风力较强、风期周期长、资源利用率高、噪声污染较少等优点。我国沿海地带广阔，风能资源丰富，因此海上风能资源开发是新能源开发的一个重要方向趋势。图7.12是海上风能发电站。
图7.12 海上风能发电站
海上风能发电与陆上风能发电相比，具有以下几个特点：
（1）海上风能资源较大。同高度的风速，海上一般比陆上大20%，发电量高70%，而且海上少有静风期，风电机组利用效率较高。目前，海上风电机组的平均单机容量在3MW左右，最大已达6MW。
（2）海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而风速随高度的变化小，不需要很高的塔架，可降低风电机组成本。
（3）海上风的湍流强度低。海面与海上的空气温差比陆地表面与陆上的空气温差小，且没有复杂地形对气流的影响，因此作用在风电机组上的疲劳负荷减少，可延长其使用寿命。陆上风电机组一般设计寿命为20年，海上风电机组设计寿命可达25年以上。
（4）海上风电不占用陆上土地。对于人口比较集中、陆地面积相对较小、濒临海洋的国家或地区较适合。
（5）海上发电的开发利用不会造成大气污染和产生有害物质，可减少温室效应气体的排放，对环境及景观负面影响小。
（6）海上风电机组受噪声制约小，转速一般比陆上高10%，风机利用效率相应提高5%～6%。
然而，海上风能发电也存在不足之处。海上风电技术要求比较高，风险频率高，建造成本大，要充分考虑到水力与动力的双重负荷，做好基础深度勘察、支撑材料选择、海床结构分析与研究。海上风电基础设计与施工时，要根据不同的海底地质条件采用不同的地基模式，还要考虑基础防冻、防腐、防震。风能发电机组要采用整体式安装与分体式安装相结合的方法，达到准确定位和快速安装的效果。我国风能发电主要集中在陆地上，海上风电技术还处于初步水平，海上风电技术的全面应用还需要很长一段时间。
总之，海上丰富的风能资源和当今技术的不断进步，预示着海上风电将成为一个迅速发展的市场，海上风电产业将成为一个新的经济增长点。
