廖小青
(廣西電力工業勘察設計研究院,廣西 南寧 530023)
廣西風電場選址重點區域分析
廖小青
(廣西電力工業勘察設計研究院,廣西 南寧 530023)
廣西北部處于云貴高原東南邊緣,南部瀕臨北部灣,因而形成了廣西的特色氣候。文章通過分析風速的影響因素,結合廣西氣候特征,提出在廣西能夠形成較好風能資源的地形特征,并提出廣西風電場選址的三類重點區域,為風電場選址提供依據。
風場;風速影響因素;地形
進入21世紀,氣候變化受到人們廣泛的關注,風能是一種無污染、無需運輸、可以再生的綠色清潔能源,發展風電對于調整能源結構、保護環境、促進持續發展意義重大。
在風電場建設中,風電場選址是前期工作中非常重要的一個環節。由于廣西地形地貌復雜,現有氣象站資料不能完全真實反映全區風能資源的全貌。在風電場選址工作中,往往需要在缺少測風資料的情況下,選擇風能資源豐富的場址。本文在對廣西地形地貌分析研究的基礎上,對廣西可能形成較好風能資源的地形進行分析,為廣西風電場選址提供依據。
廣西北接貴州、湖南,東南連廣東,西鄰云南,西南與越南接壤,南臨北部灣,擁有1 595 km長的海岸線。
廣西地處云貴高原東南邊緣,地貌以山地丘陵為主。丘陵山地面積占全區總面積的 71.23%,平原、臺地占 25.84%,河流水庫占2.92% 。
地勢由西北向東南傾斜,四周山地環繞,中部和南部多為丘陵谷地,呈周高中低的盆地狀,地學界稱為“廣西盆地”。
廣西四周多山,西北部和北部屬云貴高原邊緣,地勢高峻,盤踞著金鐘山、岑王老山、青龍山、東風嶺、鳳凰山、九萬大山和元寶山等著名山脈,山體大都呈西北——東南走向,平均海拔1 000~1 500 m,其中元寶山和岑王老山分別達2 082 m和2 062 m。東北部屬南嶺山地西段,貓兒山、越城嶺、海洋山、都龐嶺、萌渚嶺分布其間,海拔1 500~2 000 m,廣西第一高峰——貓兒山(海拔2 141 m)、第二高峰——真寶頂(海拔2 123 m)都分布在這里。山體大都呈東北——西南走向,溝谷相間,平行排列,中間形成東北——西南向的通道。貓兒山、越城嶺和海洋山之間的著名湘桂走廊,自古以來就是南北交通要塞,也是南北氣流運行的通道,是冷空氣入桂的主要途徑。廣西東部、南部和西南部為大桂山、云開大山、大容山、六萬大山、十萬大山、大青山和六韶山所包繞,山勢較低,平均海拔在1 000 m以下,山體比較平緩,谷地開闊。中部和沿海地勢較低,海拔多在200 m以下。
廣西南臨北部灣,有著廣闊的海域。海岸線東起與廣東接壤的英羅港,西至中越邊界的北侖河口,全長1 595 km。海岸類型分堆積型海岸、三角洲型海岸和侵蝕型海岸三種。沿海有大小島嶼624個,其中潿洲島和斜陽島是廣西最大的兩個古火山殘堆體島嶼。[1]
由于廣西北部處于云貴高原東南邊緣,南部瀕臨北部灣,因而形成了廣西的獨特氣候。冬季受蒙古冷高壓的控制和影響,盛行偏北風;夏季受西太平洋副熱帶高壓控制和影響,盛行偏南風,春秋兩季為過渡季節。在大氣環流和地形的共同影響下,廣西沿海、開闊高山和狹管效應形成地區,風能資源最豐富,是最具有風能開發潛力的區域。[2]
廣西沿海地區下墊面平坦開闊,摩擦力小,而且海陸熱容性不同,造成海面與大陸的氣壓梯度和溫度梯度增大,因此冬春季冷空氣南下時,易造成沿海偏北強風,故冬春季節沿海風能很豐富;夏秋之間,沿海常受熱帶系統,如臺風、熱帶輻合帶、副熱帶高壓邊緣、印緬倒槽、越赤道氣流影響,加上海陸風的作用,所以風力較大,風能資源豐富。[3]
廣西四周海拔較高的開闊山地,氣流通暢無阻。當氣流越過山脊時,氣流被壓縮產生加速,形成伯努利效應。當山脊走向與風向垂直時,過山脊時風速約為山脊前風速的兩倍。當氣流經過孤峰時,受到山峰阻擋,氣流向孤峰兩側繞流,產生加速,形成繞流效應。空氣向孤峰兩側繞流提高的風速約為山峰前風速的1.5倍。因此,開闊高山風速大,風能資源很豐富。[4][5]
在河谷(或狹長形盆地)的走向與主風向一致的區域,當氣流從開闊地帶進入河谷(或狹長形盆地)時,由于過流斷面的縮小,根據流體連續性原理,氣流將加速,形成強風,產生狹管效應。因此,在狹管效應形成地區風能資源都比較豐富。
北部灣沿海一帶,尤其是淺海區和離海岸2 km以內的近海區域,由于下墊面平坦開闊,摩擦力小,一年四季風速都較大,且波動較小,有效風速時數多,風向穩定。以北海潿洲島為例,潿洲島氣象站資料顯示,該地區多年平均風速為4.3 m/s,最大年平均風速為5.2 m/s,最小年平均風速為4 m/s,風向以偏北風向為主,風能資源非常豐富。
廣西四周多山,山地面積約占全區面積的41%。山體相對孤立的中、高山區,南來北往的氣流毫無阻擋,風速一般都比較大。廣西東南部容縣境內的大容山就是最好的例子,大容山山脈呈東北——西南走向,海拔1 000 m以上的山地綿延起伏約100 km,由于山體高大,風速隨海拔高度的增加而增加,距地10 m高度年平均風速達到6 m/s以上,風力較大。
河谷(或狹長形盆地)走向與盛行風向一致的地區,由于地形狹管效應的作用,通過河谷或狹長形盆地時,氣流加速,形成較大的強風。湘桂走廊是具備這種地形特征的典型例子。湘桂走廊處于越城嶺和海洋山之間,東西高,中部和南北低,走廊通道方向與主風向一致,南北向風不受阻擋,風能資源比較豐富。
廣西獨特的地形地貌形成了廣西特有的氣候特征。在廣西風能資源氣候背景下,廣西沿海、開闊高山和狹管效應形成地區,具備形成較好風能資源的地形條件,具有風能開發潛力,是風電場選址的重點區域。
1 廣西氣象科技信息服務中心.廣西風能資源評價報告[R],2005.11
2 廣西電力工業勘察設計研究院《全國風電建設前期工作成果(規劃報告篇)第20卷廣西壯族自治區》[R],2007.04
3 周淑貞.氣象學和氣候學[M].北京:人民教育出版社,1979.04
4 洪祖蘭.風電場選址階段參數估算方法[J].云南水力發電,2007(1)
5 洪祖蘭、張云杰.山區風資源特點和對風電機組、風電場設計的建議[J].云南水力發電,2008(3)
Analysis of pivot area for choosing w ind farm’s site in Guangxi
Liao Xiaoqing
The north of Guangxi lie in southeast edge of Yunnan-Guizhou plateau, the south of Guangxi is close to Beibu Bay, such terrain create Guangxi’s particular climate. Through analyzing influencing factor of w ind speed and the feature of Guangxi’s climate, conclude terrain feature where have finer resource of w ind in Guangxi, put forward three type of pivot area for choosing w ind farm’s site in Guangxi.These investigation provide gist for choosing w ind farm’s site.
w ind farm; influencing factor of w ind speed; terrain
TK89
A
1000-8136(2010)33-0136-02