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如何有效利用风能并做到风电的并网及消纳

国际新能源网  来源:风电网  日期:2018-05-17
   “不必说文人墨客笔下“春风又绿江南岸”“柳絮池塘淡淡风”所呈现的充满诗情画意的风,单只讲为人类传递信息的风筝、提供动力的风车和风帆,都是人类有效利用风的杰作。风能相对于传统的化石能源,是一种清洁能源,利用风能的最好途径就是将风能转化为电能使用。本期,就和你讲讲风能的特点,以及人们是如何利用风能发电的。
 
  1、风是如何形成的?
 
  风的能量主要来自于太阳能,太阳的辐射给地球上的空气加热时,地球大气受热并不均匀,温度高的地方空气上升,于是在地表形成了低压;温度低的地方空气下降,在地表形成了高压。高压和低压之间形成气压梯度,空气从高压区向低压区流动,就形成了水平运动的风。
 
  2、风按照强度分类,可以分为哪几级?
 
  你一定在天气预报中听到过类似这样的说法,“渤海风力6~7级转4~5级”。这里所说的“级”就是按照强度对风的分类,称为“蒲福风力等级”。它把风按照风速分为从0~12共13个等级,数字越高,风速越快,风中所携带的能量越大。
 
  为了方便记录,人们还给这13个等级的风分别起了名字:0级为无风,1级为软风,2级为轻风,3级为微风,4级为和风,5级为清风,6级为强风,7级为疾风,8级为大风,9级为烈风,10级为狂风,11级为暴风,12级为飓风。
 
  3、风能的特点是什么?
 
  我们来看看风能的特点:首先,风能的蕴量巨大。太阳辐射到地球的能量中,有2%转化为风能,这可是一个非常庞大的数字。
 
  地球上的风能约为27400亿千瓦,其中可以利用的约200亿千瓦,这个数量有多大呢?它是地球上可开发利用的水能总量的10倍!全世界每年燃烧煤炭得到的能量,还不到风能在同一时间内提供给地球能量的1%。
 
  风能最厉害的地方还不仅限于此。风能是可再生的,几乎可以说是取之不尽、用之不竭的。另外,风能是清洁能源,现如今人们使用的风能利用技术不会造成空气污染。
 
  然而有效地利用风能可并不简单,摆在人们面前的困难重重。
 
  第一,风功率密度低,也就是说风能虽然大,但是很难集中利用。为什么说风能多,但不集中呢?如果我们利用化石能源,开采一个煤矿或者油田就行了;如果利用水能,在合适的地方修个水电站就可以了。风能四处皆是,很难把它们集中利用。因此需要选好风电场场址,形成规模化利用。
 
  第二,风能是不稳定的,一阵风大,一阵风小,几乎没什么规律,让人很难掌控。
 
  第三,风能的分布很不均匀。要想利用好风能肯定需要很多技术手段。
  4、我国的风能主要分布在哪些地区?
 
  度量一个地方风能资源是否丰富,我们常用“风功率密度”这个概念,它的单位是“瓦/平方米”。
 
  如果我们把风能资源的多少画在中国地图上,就会见到一个很有意思的画面:西北、东北、华北、东南地区都是风能资源丰富的地方,中原地带和西南、东南部分地区的风能资源贫乏。
 
  我国风能资源总的技术可开发利用量为7亿~12亿千瓦。蒙东、蒙西、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部、江苏沿海、山东沿海等地区是我国风能资源最丰富的地区,50米高度3级以上风能资源潜在开发量约18.5亿千瓦,占全国陆上风能资源的77.7%。
 
  5、人们是如何利用风能发电的?
 
  风力发电的基本原理简单来说,就是将风的动能转变为机械能,再将机械能转变为电能。
 
  具体来说,就是风吹过风车桨叶时在桨叶正反面形成压差,驱动风轮旋转,将风的动能转变为风轮的机械能。发电机在风轮的带动下旋转发电,将机械能转变为电能。实现这一能量转换的设备为风力发电机组。
 
  风力发电机组的功率是衡量风力发电机组发电能力的指标,功率越大,则发电能力越强。风电机组在达到额定功率之前,其输出功率和风速的立方成正比,因此风速是风能资源的关键因素。
 
  但是,人们从风中提取的能量最多只能是它的59.6%,一般情况下要小于40%。
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