淺析我國(guó)風(fēng)能資源的利用與發(fā)展

張偉莉

摘 要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的大背景下，以化石能源為主的不可再生能源已經(jīng)難以滿足社會(huì)生產(chǎn)的要求，也不能滿足國(guó)家建設(shè)“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)”的需要。風(fēng)能是一種新的可再生資源，具有綠色清潔、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)對(duì)氣候造成影響，在全球范圍內(nèi)，風(fēng)能資源已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：風(fēng)能資源 應(yīng)用現(xiàn)狀 戰(zhàn)略對(duì)策

中圖分類號(hào)：P743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（b）-0007-02

新能源產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的必然，在傳統(tǒng)的消費(fèi)模式下，自然環(huán)境受到了嚴(yán)重的破壞。風(fēng)能等新型能源在現(xiàn)代科技的開發(fā)下，對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響，也越來(lái)越受到世界各國(guó)的青睞。我國(guó)的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，需要政府的大力支持，也需要資金、技術(shù)、裝備等方面的投入，目前，風(fēng)能資源在建筑領(lǐng)域、發(fā)電行業(yè)等多個(gè)方面都得到了十分廣泛的應(yīng)用。

1 我國(guó)風(fēng)能資源的分布

我國(guó)風(fēng)能資源豐富，具有十分廣闊的發(fā)展前景，我國(guó)風(fēng)能資源的分布有以下幾個(gè)密集區(qū)。“三北”地區(qū)地形平坦，交通便捷，很少有破壞性風(fēng)速的產(chǎn)生，是中國(guó)連片的最大規(guī)模的風(fēng)能資源區(qū)，在利用時(shí)要注意因地制宜，考慮沙塵暴及低溫對(duì)風(fēng)能利用的影響；東南沿海地區(qū)受到臺(tái)灣海峽的影響，由于峽管效應(yīng)會(huì)使風(fēng)速加快，各種季風(fēng)均會(huì)對(duì)東南沿海地區(qū)造成影響，此地區(qū)也是我國(guó)風(fēng)能最佳豐富區(qū)；內(nèi)陸局部地區(qū)，因?yàn)楹春吞厥獾匦蔚挠绊?，風(fēng)能資源也比較豐富；我國(guó)海面上的風(fēng)速快，風(fēng)速隨高度變化小，形成海上風(fēng)能密集區(qū)，具有很好的利用價(jià)值。

2 風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

2.1 風(fēng)力發(fā)電的基本特點(diǎn)

2.1.1 風(fēng)能的隨機(jī)性大、風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大

風(fēng)能的產(chǎn)生和太陽(yáng)能有著十分重要的聯(lián)系，風(fēng)速會(huì)受到溫度、氣壓、密度等多種因素的影響，各種因素的作用效果都是不同的，因此，作用在風(fēng)能發(fā)電機(jī)上的風(fēng)能是隨機(jī)、不可控制的，具有很大的隨機(jī)性，這也導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸入功率在不斷變化。一般情況下，風(fēng)輪的直徑都比較大，在不穩(wěn)定的風(fēng)能作用下，風(fēng)輪機(jī)會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

2.1.2 風(fēng)輪機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的柔性連接

因?yàn)轱L(fēng)能的不穩(wěn)定性，風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一般不會(huì)很高，它與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速存在很大差異，采用的是柔性連接，采用齒輪箱進(jìn)行傳動(dòng)，大大降低兩者之間的剛性。

2.2 風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

風(fēng)能是一種清潔能源，應(yīng)用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電具有很大的優(yōu)勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)力。與其他發(fā)電方式相比，建造風(fēng)力發(fā)電廠的成本相對(duì)較低廉而且建造周期短，建筑規(guī)模靈活多變，可根據(jù)資金數(shù)額進(jìn)行調(diào)整。風(fēng)力發(fā)電不需要煤炭、燃料，也不需要核材料，對(duì)環(huán)境的影響比較小，除了日常的保養(yǎng)工作，基本上沒有其他能耗。風(fēng)力發(fā)電操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全，實(shí)際占地面積小，對(duì)地理環(huán)境的要求比較低，發(fā)電方式也呈現(xiàn)多樣化。

3 我國(guó)風(fēng)能資源的利用技術(shù)

3.1 風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)

風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電是風(fēng)能利用的主要形式，要想實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的可持續(xù)發(fā)展，就必須要保證電網(wǎng)的輸電質(zhì)量。開發(fā)與研究風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)，要明確風(fēng)電與電網(wǎng)之間的相互影響，考慮風(fēng)電場(chǎng)輸出電網(wǎng)的構(gòu)架、輸電線路的傳輸?shù)?，風(fēng)電調(diào)度方式的選擇也是風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容，調(diào)度方式要滿足系統(tǒng)的調(diào)度高峰，以優(yōu)先調(diào)度風(fēng)電為原則，合理進(jìn)行電力電量的分配與電力系統(tǒng)的調(diào)度。為了保證電網(wǎng)輸電的平衡，做好風(fēng)電功率預(yù)測(cè)是十分必要的，它可以很好的提高風(fēng)電裝機(jī)的容量，優(yōu)化裝置的性能，延長(zhǎng)裝置的使用壽命。

3.2 海上風(fēng)電技術(shù)

海上風(fēng)電主要指的是近海風(fēng)電，與陸地風(fēng)電相比具有一定的優(yōu)勢(shì)。海上風(fēng)電不占用土地、風(fēng)速高、發(fā)電量大，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，海上風(fēng)電已逐漸成為國(guó)際風(fēng)電開發(fā)與利用的新方向。海上風(fēng)電起步較晚，處于不斷的發(fā)展過(guò)程中，在實(shí)踐應(yīng)用中要十分注意海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工，做好機(jī)組的運(yùn)輸與安裝工作。

3.3 風(fēng)/氣互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn)是不可控性和間隙性，為了擴(kuò)大風(fēng)能的應(yīng)用，將風(fēng)能與其他能源組成互補(bǔ)系統(tǒng)是一種很好的解決辦法。風(fēng)/氣互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是通過(guò)具有快速啟停和快速負(fù)荷調(diào)節(jié)特性的燃?xì)廨啓C(jī)電站或者煤氣機(jī)電站來(lái)補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)出力的波動(dòng)，在一定時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出，保證整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)良好的可調(diào)度性。

4 我國(guó)的風(fēng)能資源的發(fā)展前景及發(fā)展思路

4.1 風(fēng)能資源的發(fā)展前景

我國(guó)大力發(fā)展自然風(fēng)能。目前，我國(guó)已探明的風(fēng)電資源約為10億kW，這僅僅是低空的風(fēng)力資源，如果擴(kuò)展到高空，其總量還會(huì)繼續(xù)增加，如果將風(fēng)能資源總量的2/3加以利用，便能提供約15億kW的電力，再加上約5億kW的水電，為人民正常的生產(chǎn)生活提供保障。目前，我國(guó)的風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，風(fēng)電成本相對(duì)比較低廉，已經(jīng)具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，從總體上來(lái)講，各國(guó)的風(fēng)電成本都處于不斷下降的趨勢(shì)，隨著風(fēng)電應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積攢，各國(guó)的風(fēng)電利用總量在不斷增加，我國(guó)的風(fēng)電利用也處在不斷的增長(zhǎng)之中。

我國(guó)大力發(fā)展工業(yè)風(fēng)能。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，工業(yè)能耗總量占了相當(dāng)大的份額，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，資源的利用率并不高，浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其中工業(yè)排風(fēng)的能量就占了相當(dāng)大的比例，如果能夠?qū)@一部分的工業(yè)風(fēng)能加以利用，將會(huì)大大提高資源的利用率，提高生產(chǎn)效益。與自然風(fēng)力相比，工業(yè)風(fēng)能發(fā)電具有以下幾個(gè)有點(diǎn)：第一，利用工業(yè)風(fēng)能的地區(qū)多為城市，電力需求旺盛，基本不存在電力運(yùn)輸問(wèn)題，發(fā)電富余的電力可以通過(guò)城市電網(wǎng)快捷地輸送出去。第二，工業(yè)排風(fēng)的氣流流動(dòng)比自然風(fēng)規(guī)則，利用比較便捷。第三，工業(yè)風(fēng)能的有效利用可以達(dá)到節(jié)能增效的目的，能促進(jìn)我國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 規(guī)劃風(fēng)電發(fā)展的障礙及建議

4.2.1 政策障礙

目前，我國(guó)關(guān)于風(fēng)能利用的法律、法規(guī)并不完善，政策上的漏洞無(wú)法保障風(fēng)能利用的順利進(jìn)行，一些投資者的合法權(quán)益得不到法律的保護(hù)。為了使我國(guó)風(fēng)能資源的開發(fā)走上法制化和規(guī)范化道路，我國(guó)要以建立風(fēng)力發(fā)電的市場(chǎng)化機(jī)制為基本出發(fā)點(diǎn)，建立、健全風(fēng)能開發(fā)利用的法律、法規(guī)，保證法規(guī)的可操作性和科學(xué)性，保障投資者的合法權(quán)利，為我國(guó)風(fēng)能資源的開發(fā)與利用提供一個(gè)良好的平臺(tái)，以此促進(jìn)我國(guó)風(fēng)能開發(fā)的迅速發(fā)展。

4.2.2 技術(shù)障礙

風(fēng)能的利用需要強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)的支撐，過(guò)硬的技術(shù)才能保證風(fēng)能的開發(fā)與合理運(yùn)用，風(fēng)能資源開發(fā)利用遇到的技術(shù)難題主要有風(fēng)電與電網(wǎng)的連接和儲(chǔ)能問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研究與總結(jié)，具體的解決辦法有：第一，修建抽水蓄能發(fā)電站，應(yīng)用此種辦法，風(fēng)能的轉(zhuǎn)化效率不是很高，也很受地域的限制。第二，蓄電池儲(chǔ)能，應(yīng)用具有高能量密度的鋰離子蓄電池等。在一些風(fēng)能豐富的地區(qū)，利用風(fēng)能點(diǎn)解水產(chǎn)生氫，氫可以儲(chǔ)存風(fēng)能，通過(guò)燃料電池可以生產(chǎn)高純度的水，應(yīng)用這種辦法，既利用了風(fēng)能，又為解決我國(guó)淡水資源緊缺提供了途徑。在農(nóng)村地區(qū)，利用大型動(dòng)力儲(chǔ)能電池可以為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供穩(wěn)定的小型電源，在一定程度上促進(jìn)了農(nóng)村的現(xiàn)代化進(jìn)程。目前，這一領(lǐng)域的開拓還沒有引起有關(guān)部門的重視，也沒有得到很多業(yè)內(nèi)人士的重視，在未來(lái)，要實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的大規(guī)模應(yīng)用，必須要解決大型蓄電池儲(chǔ)能問(wèn)題。這些技術(shù)難題的解決需要風(fēng)電人才的智慧，相關(guān)部門與政府要大力增加研究和開發(fā)技術(shù)上的投入，為風(fēng)能資源的利用提供強(qiáng)大的支持。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今世界，資源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要難題，努力開發(fā)新能源，提高資源利用率具有十分重要的意義。風(fēng)能是一種極為豐富的可持續(xù)再生的清潔自然能源，具有極佳的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值，利用現(xiàn)代科技可以廣泛應(yīng)用，是替代礦石能源的首選，現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)風(fēng)能的開發(fā)利用還處在較低的水平，與其他國(guó)家相比還有很大的差距，但隨著人類科技的發(fā)展，風(fēng)能定會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)力的提升。

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