我國風能資源和電力發電發展展望

許昌職業技術學院 王 曉 張燕平

我國風能資源和電力發電發展展望

許昌職業技術學院 王 曉 張燕平

【摘要】在不斷加劇的能源緊張中，我們應該想到新能源利用，風能作為一種可再生能源在環境日益惡化的今天更具有十分寬廣的發展前景。本文從風能資源分布、風力發電，淺析風能這一新能源的無限潛力。

【關鍵詞】風能；風力發電

前言

風能是一種無污染的、具有活力的可再生能源，它取之不盡，用之不竭，分布十分廣泛。陸地風能資源的儲量達到32.26億kW，有待開發的風能資源儲量為2.53億kW，主要集中在我國北部地區，包括甘肅、內蒙古、新疆、黑龍江、吉林、遼寧、西藏、青海，以及河北等省、區。沿海及島嶼，其可開發量約為10 億kW，主要分布在遼寧、河北、江蘇、山東、上海、浙江、福建、廣西、廣東和海南等省、市、區。

1.風能資源

我國風力資源非常豐富，集中分布在以下幾個區域：（1）北方地區，內蒙古，甘肅，青海，東北三省等地，這一區域是我國目前做大的風力資源匯集區。（2）沿海地區，我國海岸線長，島嶼多，可開發的風力資源前景廣闊。海上有豐富的風能資源和廣闊平坦的區域，使得近海風力發電技術成為研究和應用的熱點。在海洋上方面，我國海上風能資源儲量遠大于陸地風能，儲量10m高度可利用的風能資源超過7億kW，而且距離電力負荷中心很近。海上風速高，靜風期少，可有效利用風電機組發電容量，上海已開始海上風力發電項目的建設，到2010年，上海的風力發電總裝機容量將達到200-300兆瓦。海上發電是我國及全世界風力發電產業發展的新領域，是將來的研究方向。（3）內陸局部地區。內陸地區風能也比較豐富，如一般湖泊地區也有較陸地大的風力資源。

2.風力發電

利用風力發電是風能利用最充分的一種方式，受到全世界各國的高度重視，而且發展迅速。風力發電不需要任何燃料及燃燒物，無論是發電成本還是環境污染方面都是表現比較優秀的。風力發電的優勢是利用的是自然能源。相比較火電、核電等發電要更加綠色、環保。風力發電原理，是利用風力驅動風車葉片旋轉，再通過增速機將旋轉的速度升高，從而起到發電的目的。根據目前的風車技術，一般是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），發電就開始進行了。

小型風力發電系統效率很高，但主要結構是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。各部分都很重要，各部分功能為：風吹葉片，并通過機頭轉為電能；尾翼的葉片方向與來風的方向始終相對，從而獲得最大的風能；轉體使機頭靈活地轉動，實現了尾翼調整方向的功能；機頭的轉子屬于永磁體，定子繞組做切割磁力線運動從而產生電能。

風力發電一般有三種運行方式。一是獨立運行方式，通常是一臺小型風力發電機針對一戶或幾戶提供電力，它利用蓄電池蓄能，以保證無風時的用電。二是風力發電和其他發電方式（如柴油機發電）連接組合，向一個單位或一個村莊或一個島嶼供電。三是風力發電并入常規中大型電網運行，向大電網提供電力；通常是一處風場安裝幾十臺甚至幾百臺風力發電機，這是風力發電的主要研究發展方向。

開發風電對環境來講，優勢大于弊端。由于大量的風能資源處于戈壁灘、大草原和沿海灘涂地區，給開發帶來不便，但依靠后方力量的支援一定能夠克服。此外，雖然風電建設要占用大面積的土地，旋轉的風機葉片可能產生噪音污染等，但在荒涼地區開發風電，對社會和環境影響非常少，不占用基本農田，不存在與民爭地的矛盾。因此，在這些地區的大風口建設風電，不僅可以利用荒地清潔生產電力，還可以削弱風速，減少冬春季節的揚沙浮塵天氣。

發電成本的組成：

資產成本：建立電站環節，輸電線路環節

運行成本：電站的運行維護環節

財務：投資者回報環節，銀行利息環節

水平軸風力發電機：價格大約7千元/千瓦—8千元/千瓦人民幣1500千瓦：價格1050萬元—1200萬元，塔筒高度70米—80米額定風速：12米/秒—14米/秒； 安裝費用大約在：2百萬元—3百萬元左右。維修一次需上百元，假設：年平均可利用風速約4000小時；不算維修費用需7年—8年可回本盈利。垂直軸風力發電機：價格約2千元/千瓦—3千元/千瓦人民幣1500千瓦：價格300萬元—450萬元，塔筒高度10米—30米 額定風速：9米/秒——10米/秒；安裝費用大約在：10萬元—20萬元左右。維修較低，塔筒高度低，維修相當方便。假設：年平均可利用風速約4000小時；運行2—3年可回本盈利。

風力發電現在也有許多問題：（1）風力不穩定。由于自然界中的風力不好控制，所以導致有風時，風電站電力過多，需要限電，而風力小時，風力站電力又會不足，導致供電不及時。風力發電有時候產量不足，有時候產量過剩，再加上風力變化很難預測，所以造成電力產能的很大浪費。解決這個問題的其中一個方法是發展智能電站。（2）風力機組制造業技術下滑。大部分制機企業在開始都是購買圖紙直接制造，在別人技術的基礎上進行創新和突破，思維比較固定，對新產品的基礎研究、科研實驗方面動力不足。對產品質量把關不夠，致使風電機組整體設計、控制策略優化、載荷優化計算、并網性能等核心技術把握不夠，導致一部分風電設備質量不穩定，成為風力發電行業的隱患。（3）風力設備認證機構不足。目前獲得國家認監委批準的風電設備認證的有兩家機構。整體上說，風電認證工作還處在起步階段，經驗和技術手段還有待進一步提高，所以，在國際同類產品中認知度不高。

3.發展策略

（1）大力加強大容量風電機組的研制與開發、加快風電設備制造業國產普遍化步伐。風電機組研發屬于高科技范疇，其主要難度是風機機組可在野外可靠運行10-20年，能經受住各種極端惡劣的天氣和變化復雜的風力交變載荷，更需要有長期的實踐積累，在研制開發與產業化方面國家必須能夠給予長期持續的大力發展。（2）解決好大規模風力發電并入電網的有關問題，使風電能夠成為我國電力發展的重要組成部分。風力發電的主要特點在于其間歇性，有風才會有電，無風便無電，不能保證連續供電，從而大規模并入電網給進電網引來一些新問題。所以要積極發揮電力各部門的主動性，注意采取措施。（3）大力組織全國風力資源匯總，完整建立數據庫，為風力發電發展提供穩固堅實的科學基礎。海上風能資源數據普及工作還尚未開展，應及時匯總數據，還應開展對風的預報，氣候變化對風力影響的監控研究，為風力開發做出必要的預測和建議。

4.結束語

我國有非常豐富的風能資源，因此風力發電在我國有著寬廣的發展前景，而風能利用勢必成為我國的環保事業、能源結構的主要來源，從而減少對進口能源依賴。展望未來隨著風電機組制造成本的不斷降低，化石燃料的逐步減少及其開采成本的增加，使風電已經初步具有市場競爭力，因此其發展前景將是十分寬廣的。

參考文獻

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