《清洁能源概论》风能.ppt

风能 概述 风况 风能利用 风力机 一、概述 风的产生 风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。 太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。 一、概述 风能总量 据估计，到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74?l09MW，其中可利用的风能为2?107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 一、概述 风能利用的历史 人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，用风帆推动船舶前进。到了宋代更是我国应用风车的全盛时代，当时流行的垂直轴风车，一直沿用至今。我国历史上著名的科学著作《天工开物》中记载的“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，《物理小识》中描述的“用风帆6幅、车水增田，淮扬海填皆为之”是对当时水平轴风车应用于农业生产的忠实写照。 一、概述 在国外，公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲，14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰，风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水，以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出现，才使欧洲风车数目急剧下降。 一、概述 数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。 一、概述 即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在1974年就开始实行联邦风能计划。其内容主要是： 评估国家的风能资源； 研究风能开发中的社会和环境问题； 改进风力机的性能，降低造价； 主要研究为农业和其他用户用的小于100kW的风力机； 为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。 美国已于80年代成功地开发了100、200、2000、2500、6200、7200kW的6种风力机。 一、概述 目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家，超过2?104MW，每年还以10％的速度增长。 现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行，其风力机叶片直径为97.5m，重144t，风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制，年发电量达1000万kW·h。 根据美国能源部的统计至1990年美国风力发电已占总发电量的1％，发电成本也从3美分/(kW.h)降至1美分/(kW.h)。 一、概述 我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸，季风强盛。季风是我国气候的基本特征，如冬季季风在华北长达6个月，东北长达7个月。东南季风则遍及我国的东半壁。根据国家气象局估计，全国风力资源的总储量为每年16亿kW，近期可开发的约为1.6亿kW； 内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列，年平均风速大于3m/s的天数在200天以上。 一、概述 我国风力机的发展 在50年代末是各种木结构的布篷式风车， 1959年仅江苏省就有木风车20多万台。 到60年代中期主要是发展风力提水机。 70年代中期以后风能开发利用列入“六五”国家重点项目，得到迅速发展。 上世纪80年代中期以后我国先后从丹麦、比利时、瑞典、美国、德国引进一批中、大型风力发电机组。在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了8座示范性风力发电场。1992年装机容量已达8MW。 一、概述 新疆达坂城的风力发电场装机容量已达3300kw，是全国目前最大的风力发电场。至1990年底全国风力提水的灌溉面积已达2.58万亩。 1997年新增风力发电10万kW。目前我国已研制出100多种不同型式、不同容量的风力发电机组，并初步形成了风力机产业。 目前，我国风电装机容量约有100万千瓦。根据国家发改委的能源中长期发展规划，到2010年，我国风电装机容量要达到500万千瓦， “十一五”期间，全国新增风电装机容量约400万千瓦，未来5年内平均每年要增加80万千瓦。 二、风况 风的形成 风的变化 (1)风随时间的变化 (2)风随高度的变化 (3)风的随机性变化 (4)风玫瑰图 风力等级 风况曲线 二、风况 1.风的形成 对人类来说，风是最熟悉的自然现象。要了解风的形成必须了解包围着地球的大气的运动。大气的流动也像水流一样是从压力高处往压力低处流。太阳能正是形成大气压差的原因。 由于地球自转轴与围绕太阳