风力发电讲义第2章20131008.ppt

一、风与风能 风——由于空气受热或受冷而导致的从一个地方到另一个地方产生移动的结果 风能——空气运动的动能 二、大气环流 大气环流——大范围的大气运动状态，反映了大气运动的基本状态（如上升、下降、移动等）。 大气的分层——对流层、平流层、中层、热层、逃逸层 即：大气环流可描述为：（1）某一大范围的地区（欧亚地区、半球、全球）；（2）某一大气层；（3）在一个长时期（月、季、年、多年）的大气运动的平均状态，或某一时段的大气运动的变化过程 第一章 风及风能资源第一节 风的形成 空气流动的原因： （1）气压梯度力：地球绕太阳运转，由于日地距离和方位不同，地球上各纬度所接受的太阳辐射强度也就各异，赤道和低纬度地区比极地和高纬度地区太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多，因而温度高，这种温差形成了南北间的气压梯度，在等压面向北倾斜，空气向北流动。 （2）地转偏向力或科氏力：由于地球自转形成的地转偏向力 在此力的作用下，在北半球，气流向右偏转，在南半球，气流向左偏转。地转偏向力在赤道为零，随着纬度的增高而增大，在极地达到最大。 三圈环流：如图所示 地球上的风带 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 三圈环流：由于地球表面受热不均，引起大气层中空气压力不均衡，形成地面与高空的大气环流。各环流圈伸屈的高度，以赤道最高，中纬度次之，极地最低，这主要是由于地球表面增热程度随纬度增高而降低的缘故，这种环流在地球自转偏向力的作用下，形成了赤道到纬度30度N 环流圈（哈德来环流）、纬度30度～60度N环流圈和纬度60度N～90度N环流圈 三、季风环流 季风——在一个大范围地区内，它的盛行风向或气压系统具有明显的季节性变化，在一年内随着季节不同有规律转变风向的风 季风指数-根据地面冬夏盛行风向之间的夹角（120~180）来表示。 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 中国季风环流形成的因素： 海陆差异、行星风带的季节行变换、地形特征等。 1、海陆分布对中国季风的作用 中国东临太平洋，南临印度洋 海洋热容量大于陆地热容量 冬季陆地冷，气压梯度力自大陆指向海洋；夏季，气压梯度力自海洋指向大陆； 2．行星风带位置季节转换对中国季风的作用 地球上存在着 6个风带（信风带、盛行西风带、极地东风带），其原因是在气压梯度力和地转偏向力作用下产生大气的三圈环流。 冬季，中国主要在西风带影响下，强大的西伯和亚高压笼罩着全国，盛行偏北气流 ； 夏季，西风带北移，中国在大陆热低压控制之下， 副热带高压也北移，盛行偏南风。 3．青藏高原对中国季风的作用 冬季，高原温度低，周围自由大气温度高，形成下沉气流，从而加强地面的高压系统，加强了冬季风 夏季。高原相对周围自由大气是一个热源，加强周边地区的低压系统，加强了夏季风 注意：夏季，西南季风由孟加拉湾向北推进时，沿着青藏高原东部的南北走向的横断山脉进入我国西南地区。 海陆热力差异引起的季风示意图 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 四、中国风能资源的形成 （一）寒潮带来丰富风能资源 五条寒潮路径： （1）新地岛以东附近的北冰洋面，从西北方向进入蒙古国西部，东移南下影响中国——西北1路径 （2）新地岛以西北冰洋面，经俄罗蒙古国进入中国——西北2路径 （3）源于地中海附近，东移到蒙古国西部影响中国——西路径 （4）源于太梅尔半岛，向南移至蒙古国，再向东南影响中国——北路经 （5）源于贝加尔湖以东的东西伯利亚地区，进入中国东北和华北——东北路径 侵入中国的寒潮和台风路径图 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 四、中国风能资源的形成 （二）台风孕育丰富风能资源 台风为直径为1000km左右的圆形气旋，中心气压低；距台风中心10~30km的风眼中天气好，风速小；台风的影响平均有800~1000km的直径范围。 （三）内陆的山谷湖风形成风能资源丰富区 江西鄱阳湖、湖南衡山、湖北九宫山、安徽黄山、云南太华山等平均风能较大。 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 五、中国风能资源的分布 （一）三北（西北、华北、东北）地区风能资源丰富区 三北地区多为西北风，秦岭黄河下游以南的广大地区，盛行风向偏于北和东北之间： 冬季（12～2），完全受冷空气的控制，具有非常丰富的风力资源 春季，冷空气仍然频繁，但已不如冬季风那样稳定少变，仍以偏北风占优势，但风的偏南分量显著地增加。 夏季，是全国全年风速最小的季节，受印度低压和太平洋副热带高压控制，但高、低压间压差小，风速不大，盛行偏南风 第二章 风及风能资源第一节 风的形成 秋季（ 9～11 月），蒙古高压又开始活跃起来