摇动帆风力发电(可行性)1供参习.doc

摇动帆式风力发电机组项目 项 目 可 行 性 报 告 二〇〇一年二月二十四日 一、项目产品市场现状和发展前景 1、世界的风力发电市场现状和发展前景 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。　　随着世界经济的发展，风能市场也迅速发展起来。2009年全球风力发电新增31%，共增加37500兆瓦新装机容量，全球总装机容量达到157900兆瓦的新高峰。 中国幅员辽阔，陆疆总长2万多公里，海岸线1.8万多公里，风能资源丰富。根据气象部门的资料，可开发的陆地风能资源大约253GW，可利用的海洋风能资源大约为750GW。沿着东南沿海和附近的岛屿，以及内蒙古、新疆、甘肃、青藏高原等地区都蕴藏着丰富的风能资源。年平均风速6m/s以上的内陆地区约占全国总面积的1%，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位。 自2006年1月1日《可再生能源法》实施以来，中国可再生能源工作取得了很大的进展，在国际社会也产生良好的政治影响。2009年全国已建成90个风电厂，新增装机134.7万千瓦，比2005年增加70%。中国目前风电装机为260.4万千瓦，是全世界第六大市场，至2009年底，全国累计风电装机容量达到25800兆瓦。 据相关资料报道，到2020年，预计我国将新增发电能力500GW，其中，121GW为可再生能源。2011年以前，我国计划新建20座风力发电场，每座风场的发电能力达到l00MW，达到4000MW的风力发电总目标，并要求风力发电装备本土化。2020 年规划目标是2000～3000 万千瓦，风电在电源结构中将有一定的比例，届时约占全国总发电装机10 亿千瓦容量的2～3%，总电量的1～1.5%。2020 年以后随着化石燃料资源减少，成本增加，风电则具备市场竞争能力，会发展得更快。2030 年以后水能资源大部分也将开发完，近海风电市场进入大规模开发时期。 　　中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化，风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点，市场前景看好。 2、风力发电技术的关键，就是这个把自然风的流动，转变为机械运动的转变机构。至今为止，人们提出了各种各样五花八门的转变机构： (a) 使用风轮（包括水平轴和垂直轴）的转变机构 (b) 使用风帆的转变机构 (c) 使用风筝的转变机构 (d) 使用气球的转变机构 (e) ……等等 目前，市场上销售的风力发电机，全部使用风轮方式的转化机构。原因是风轮可以将自然风的流动，直接转变成机械转动。 3、风力发电技术的优劣，取决于风能／机械能转变机构的性能（巧妙程度）。评价风能／机械能转变机构优劣的三大基本要素有：（1）转化效率高、（2）成本造价低、（3）故障率低，可靠性好。 （二）现行风轮式风力发电技术的问题 1、基于风能／机械能转变机构优劣的三大基本要素来衡量，现行的风轮是风力发电技术相当不理想，主要问题有：（1）转化效率不高、（2）成本造价过高、（3）故障率高，可靠性不好。 （1）造成转化效率不高的原因：很大一部分风的气流从叶片间的空隙中流走，没有与叶片发生作用，这是风轮方式的固有缺陷； （2）造价过高的原因：(a)本体造价高：旋转风轮的叶片形状复杂，需要精密制造，加工费高昂。(b)运输费用高：长达数十米的风轮叶片的整体运输和吊装费用高昂。(c)运行费用高：为了抵抗强风，需要复杂而故障率高的叶片控制系统。 （3）造成故障率高，可靠性不好的原因： 抗强风性不好：容易被强风损坏，特别是强风保护装置容易发生故障。 避雷性不好：叶片为不导电性的复合材料构成，容易被雷电破坏。 抗沙尘性不好：旋转风轮的构造不易密封，沙尘容易侵入内部造成故障。 2、现阶段利用风帆转变机构进行风力发电的尝试 3、摇动帆方式风力发电装置的研究开发 因为至今为止尚无人研制成功使用风帆转变方式的风力发电机，所以对这个项目进行研发的风险非常高。我们公司挑战这个高难度的研发项目，经过两年多的艰苦研究，终于在技术上取得突破，研制成功世界上首创的可以实际应用的风帆式风力发电机------摇动帆式风力发电装置。 4、摇动帆式风力原动机的工作原理 摇动帆式风力原动机的工作原理，与风轮式风力原动机有很大不同。 自然风的风速和风向是随时变化的，树在风中的摇动，就是因为自然风的风速和风向的变化而引起的。自然风的风速变动周期，大约在1秒到数秒之间。图1是文献报道的实测自然风随时间的变化情况（测量地：日本北海道襟裳岬