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1、 风力发电技术摘要：详尽地介绍了我国和世界风力发电的现状和发展前景，我国风力资源的分布情况、发电潜力、风力发电机组的分类，风力发电的优越性，以及我国风力发电亟待解决的问题。关键词：风力发电；现状及前景；风机的分类；发展亟待解决的问题随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了风力12报告，报告中指出
2、到2020年，世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%，我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出，中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。1 我国风力发电的发展现状我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226 GW，其中陆上可开采风能总量为253 GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就
3、可支撑我国目前的全部电力需求。我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20世纪80年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.
4、8%左右，比2000年风电发电量增加了近10倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。1.1 小型风电机组的发展目前，我国小型风力发电机组技术已相当成熟，建设速度也较快，特别是5 kW以下风力发电机组的制造技术成熟，已大量使用，并达到批量生产的要求。100、200、300、500 W及1 kW、2 kW、5 kW的小型风力发电机，年生产能力可达到5万台以上。1.2 大型风电机组的发展我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口，通过多年来的开发研制，如今，大型风电机组的主要部件已基本实现国产化，其成本比进口机组低20%30%，国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国
5、的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始，到后来的广东南澳4台250kW机组、辽宁营口安装660 kW风电机组、黑龙江富锦单机960 kW机组，再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组，我国已建成一大批大型风力发电场，使我国风力发电迈上了一个新台阶。我国风能资源虽然蕴藏丰富，但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家，故我国的风力发电普及率还很低。在我国，还有一些无电村，其中部分地区风能资源丰富，应开发利用风力发电。3 我国风力资源及风电发展前景从自然环境来看，我国居于非常有利的优势地位。我国地域广阔，海岸线长、风力资源十分丰富。据统计，全国平均风能密度大约为100 W/m2，
6、风能总量为3226 GW，其中可供开发利用的陆上风能总量大约为253 GW。在我国东南沿海及附近岛屿、内蒙和河西走廊，以及我国东北、西北、华北、海南及西青藏高原等部分地区，每年的年平均风速在3 m/s以上时间近4000 h，一些地区的年平均风速在67 m/s以上，对于风力发电来说，具有很大的开发价值和广阔的利用空间。按“十一五”发展规划，至2010年我国风电装机总量将突破10 GW。3.1 风力资源的分布按风能资源密度、有效风力、风速、风能资源的分布特点来看，我国可分为6个地区：东南沿海及其海岛为我国最大风力资源区，有效风能密度200300 W/m2以上，风速3 m/s，全年出现时间为7000
7、8000 h，风速6 m/s的时间也在4000 h左右；内蒙及甘肃河西走廊为第二大区，风能密度200300 W/ m2以上，风速3 m/s，全年出现时间为5000 h，风速6 m/s的时间也在2000 h左右；从北向南逐渐递减；第三区为黑龙江、吉林东部及辽东半岛沿海区域，风能密度在200 W/ m2以上，风速3m/s，时间为50007000 h，风速6 m/s的时间也在3000h左右；第四区为青藏高原北部，风能密度在150200 W/m2，风速3m/s，时间为40005000 h，风速6 m/s的时间也在3000 h左右；第五区是云南、贵州、四川、甘肃及陕西秦岭以南、河南、湖南西部和福建、广东
8、、广西部分地区及塔里木盆地，是我国风能最小区，其有效风能密度在50 W/ m2以下，风速3 m/s，时间在2000 h以下，风速6 m/s的时间在1500 h以下，可有效利用风能仅为20%左右；除上述区域以外的广大地区被视为第6区，为风能季节利用区，风能密度在50150 W/ m2之间，风速3 m/s的时间为20004000 h左右，风速6 m/s的时间在1000 h以下，其可利用风力为30%40%左右。3.2 风力发电机组的种类风力发电机组由两部分组成，一为发电提供原动力的风力机，即风轮机，另一是将其转换为电能的发电机。3.2.1 风力机种类风力发电中所采用的风力机一般可分为常规型和新颖型两
9、类。其中常规型即传统的螺旋桨式风力机，按其运动形式不同可分为振动式、平动式、固定式和旋转式4种。按样式不同又可分为螺旋桨式、荷兰式、多翼式、涡轮式、多风轮式和帆翼式等6种。新颖型是对常规型的革新，一般可分为竖轴风力机和增力水平轴风力机2种。其中竖轴风力机又可分为竖轴式风力机、旋转翼板风力机、环量控制型风力机和S型风力机4种。增力水平轴风力机可分为动力导流风力机和旋风型风力机2种。3.2.2 发电机种类用于风力发电的发电机，一般可分为直流发电机和交流发电机两类。其中，交流发电机又可分为同步交流发电机和异步交流发电机2种。如果把风力机和发电机作为一个整体系统来考虑，可以把风力发电机组分为恒速恒频、
10、近恒速恒频、变速变频和变速恒频4种系统。4 利用风能发电的优越性利用风能资源发电，具有良好的发展前景和其它能源无可比拟的优越性。大体可归纳为以下几点。风力发电是一种干净无污染的可再生自然资源，取之不尽，用之不竭，没有常规能源（煤电、油电、核电）会造成环境污染的问题。 风电技术日趋成熟，产品质量可靠，能源可用率达95%以上。 风力发电的经济性日益提高，发电成本较低，低于油电和核电，如果计及煤电的环境保护及交通运输等投资，风电成本也低于煤电。 风力发电场建设工期短，单台机组安装方便。 投资规模灵活，易操作。 5 当前我国风电发展亟待解决的问题当前，我国的风力发电仍然面临许多难题，主要是工程造价高和
11、上网电价高。目前，我国风电处于发展阶段，国家提供的支持政策还不甚完善，国家政策、经济因素等各方面的限制使风力发电还难以进入商业化、产业化发展轨道，要加快风电发展，国家不仅要出台保护政策，还要鼓励竞争，在产业化发展过程中也要给予大力支持。目前，我国已着手进行推动风力发电的商业化操作。针对风力发电具有一次性投资较高、年运行小时数低、投产初期还本付息压力大等特点，所以上网销售等诸多环节需要国家出台支持、优惠及奖励政策，以鼓励风力发电发展。一方面要发挥地方政府的积极性，制定地方优惠政策，对风力发电给予适当补贴，鼓励利用风力资源。另一方面，国家还应加大科技投入，进行技术创新和科研开发，使产品及时更新换代，促进风力发电的推广。6 结束语风力发电具有既能保证能源的有序利用，又能战胜全球气候变化，更有利于全球的环境资源保护的优点。通过对我国风能资源及利用状况的调查，我国的风能开发和利用已经进入一个崭新时期，尤其是小型风机的生产和应用已经相当广泛，效果也非常不错，并且前景非常广阔。我们要充分有效地利用风能这种可再生、无污染、环保节净的自然资源，通过致力于风力发电的技术创新与科研开发，使我国的风力发电得到长足发展，使风电在我国得到更加广泛的应用。我国把握机遇，加快能源结构调整，在积极实现火电、水电、核电、及潮汐能源、生物能源等多种能源发展过程中，实现风能服务于人类的特殊使命。1
