風(fēng)能及其應(yīng)用

宋可心

摘 要： 隨著全球氣候變暖，環(huán)境日益惡化，能源逐漸減少，加之開(kāi)采能源所帶來(lái)的環(huán)境污染嚴(yán)重，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始提倡使用綠色再生能源。綠色能源包括生物能、氫能、海洋能、潮汐能、地?zé)崮?、太?yáng)能、風(fēng)能等，本文將就風(fēng)能及其應(yīng)用展開(kāi)分析與研究。

關(guān)鍵詞：氣候變暖 環(huán)境污染 再生能源 綠色能源 風(fēng)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TK81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）02-0140-01

前言

聯(lián)合國(guó)1980年召開(kāi)了“新能源和可再生能源會(huì)議”，對(duì)新能源做出如下界定：以材料和技術(shù)為基本，使綠色可再生能源取得更好利用和開(kāi)發(fā)，進(jìn)而取代對(duì)環(huán)境有污染的化石能源，主要開(kāi)發(fā)地?zé)崮?、海洋能、太?yáng)能和風(fēng)能等。開(kāi)發(fā)利用新能源得到了全世界的重視，我國(guó)作為世界能源消耗第一大國(guó)，對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)利用是當(dāng)前重中之重的任務(wù)，因此，科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能對(duì)我國(guó)目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。

一、風(fēng)能概念分析

自然界中的能源分為可再生能源和不可再生能源兩種，不可再生能源是指短期內(nèi)無(wú)法恢復(fù)，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)的，在自然中不能再生的能源，主要有石油、天然氣、煤等對(duì)環(huán)境造成污染的能源；可再生能源指自然界中可不斷再生、取之不盡用之不竭、可持續(xù)循環(huán)利用的能源，主要有生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⑻?yáng)能、風(fēng)能等[1]。風(fēng)能是指主要靠太陽(yáng)光照射在地表，而由于地球表面的地形地域不同，氣流氣候的差異，進(jìn)而形成各個(gè)地區(qū)之間的溫度差異，冷空氣和熱空氣相遇，空氣形成對(duì)流即形成風(fēng)能。

二、風(fēng)能的應(yīng)用

風(fēng)力取水。從古至今風(fēng)力取水是應(yīng)用最普遍的。十二世紀(jì)時(shí)，為了解決人口、牲畜的用水和農(nóng)田灌溉，風(fēng)力取水得到很大的發(fā)展，至今荷蘭仍有著風(fēng)車(chē)王國(guó)的稱(chēng)號(hào)；風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電已成為現(xiàn)今風(fēng)能應(yīng)用的主要形式，世界各國(guó)都對(duì)風(fēng)能發(fā)電的運(yùn)用具有高度的重視，在我們的生產(chǎn)生活中隨處可見(jiàn)風(fēng)能的應(yīng)用，如路燈照明等。風(fēng)能發(fā)電的主要設(shè)備有：調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、塔架（基建、逆變器、蓄電池、其他設(shè)備自由選擇）等。風(fēng)力發(fā)電有三種運(yùn)行方式：獨(dú)立運(yùn)行方式、風(fēng)力發(fā)電組合、風(fēng)力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)[2]；風(fēng)帆助航。有些船舶至今還沿用著風(fēng)帆，有的國(guó)家在萬(wàn)噸級(jí)的貨船上采用風(fēng)帆助航，節(jié)油達(dá)到了15%。風(fēng)力制熱。高緯度地區(qū)的熱水消耗是較大的，目前風(fēng)力制熱有三種方式：一是將發(fā)電機(jī)發(fā)的電能通過(guò)電阻絲發(fā)熱；二是將空氣壓縮轉(zhuǎn)換成熱能；三是風(fēng)力機(jī)的摩擦產(chǎn)生熱能。

三、風(fēng)能的優(yōu)勢(shì)

至今，世界經(jīng)濟(jì)能源的支柱依然是石化能源，但是煤、天然氣、石油等石化能源是不可再生能源，且對(duì)環(huán)境有著嚴(yán)重的污染，還會(huì)造成全球氣候變暖。全球氣候變暖，兩極冰川開(kāi)始融化，海平面開(kāi)始上升，導(dǎo)致人類(lèi)的生存環(huán)境日益惡化，生物多樣性也受到威脅。目前，人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用可再生綠色能源是當(dāng)務(wù)之急的，而風(fēng)能作為綠色可再生能源的一種，已受到全世界的重視。開(kāi)發(fā)風(fēng)能的優(yōu)勢(shì)有幾點(diǎn)：一是風(fēng)能環(huán)保節(jié)能；二是風(fēng)能為可再生綠色能源；三是風(fēng)理發(fā)電的設(shè)備并不是立體化的，可保護(hù)生態(tài)環(huán)境；四是風(fēng)能發(fā)電的成本低，適合大量的投產(chǎn)[3]。但風(fēng)能發(fā)電也有一些劣勢(shì)，風(fēng)速不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化效率較低、設(shè)備不成熟、要求開(kāi)闊和地勢(shì)較高的地形等也制約了風(fēng)能的開(kāi)發(fā)。

四、風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)

1.我國(guó)風(fēng)能發(fā)電趨勢(shì)

我國(guó)作為能源消耗大國(guó)，石化能源的消耗為世界第一，預(yù)計(jì)在未來(lái)較長(zhǎng)的時(shí)間中，我國(guó)的能源消耗仍然將保持高速的增長(zhǎng)，在2020年將達(dá)到45億t標(biāo)準(zhǔn)煤、2030年將達(dá)到58億t標(biāo)準(zhǔn)煤、2050年將達(dá)到70億t標(biāo)準(zhǔn)煤，如不改變現(xiàn)有的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，對(duì)環(huán)境的污染將越來(lái)越嚴(yán)重。 據(jù)我國(guó)能源網(wǎng)消息，1-9月，全國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)容量858萬(wàn)千瓦，到9月底，全國(guó)累計(jì)并網(wǎng)容量8497萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)22%；1-9月，全國(guó)風(fēng)電上網(wǎng)電量1060億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)7.6%；棄風(fēng)電量86億千瓦時(shí)，同比下降28.3億千瓦時(shí)；平均棄風(fēng)率7.5%，同比下降3.36%；平均利用小時(shí)數(shù)1336小時(shí)，同比下降196小時(shí)。故對(duì)風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和利用非常必要，特別是在我國(guó)風(fēng)力資源富有的地區(qū)，例如：東南沿海和附近島嶼、新疆和內(nèi)蒙地區(qū)，政府應(yīng)加大投資力度。

2.全球風(fēng)能發(fā)電趨勢(shì)

西歐國(guó)家是全球風(fēng)能應(yīng)用較早和發(fā)展迅猛的地區(qū)，在歐洲的一些國(guó)家中，如西班牙、法國(guó)、丹麥和荷蘭等國(guó)，專(zhuān)家預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年內(nèi)，風(fēng)能將作為其最主要的能源之一。雖然風(fēng)能發(fā)電只占全球發(fā)電量的百分之一，然而隨著風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的不斷完善，將來(lái)必定能在世界發(fā)電量中占有較大的比重。預(yù)計(jì)在五年后，風(fēng)能發(fā)電將占全球發(fā)電量的百分之十，并能夠減少排放二氧化碳將近200億噸。

五、風(fēng)能的發(fā)展措施

針對(duì)風(fēng)能的發(fā)展，我們可以通過(guò)以下幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)改進(jìn)：第一、改進(jìn)水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其具有轉(zhuǎn)軸短、轉(zhuǎn)化率高、更能節(jié)省資金的優(yōu)勢(shì)；第二、開(kāi)發(fā)利用海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，技術(shù)的不斷改革，成本將會(huì)不斷的降低，經(jīng)濟(jì)性較高；第三、采用垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其新型的材料和結(jié)構(gòu)，能夠使發(fā)電機(jī)抗13級(jí)以上的臺(tái)風(fēng)、無(wú)噪音、微風(fēng)啟動(dòng)且不受風(fēng)向的影響[3]。我們可以舉其中一個(gè)例子，海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)：海上風(fēng)能資源豐富，且地域廣闊沒(méi)有任何的障礙物，而陸地上的風(fēng)力發(fā)電幾乎處于飽和的狀態(tài)，海上風(fēng)能發(fā)電必然成為將來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，人類(lèi)風(fēng)能發(fā)電向海上發(fā)展是時(shí)代潮流，加上以上技術(shù)點(diǎn)的改進(jìn)，定能改善風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中風(fēng)力不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率較低、設(shè)備不成熟、地勢(shì)要求高等因素。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們對(duì)風(fēng)能是什么、風(fēng)能主要應(yīng)用、為何要發(fā)展風(fēng)能、風(fēng)能的發(fā)展趨勢(shì)、如何發(fā)展風(fēng)能都有了一些認(rèn)識(shí)。但是風(fēng)能在發(fā)展過(guò)程中依然存在著諸多的問(wèn)題，如技術(shù)不成熟、成本高、經(jīng)濟(jì)性低等。通過(guò)本文的闡述，希望能為我國(guó)風(fēng)能利用相關(guān)部門(mén)提供一些參考，從而降低我國(guó)對(duì)石化能源的需求，提高我國(guó)風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的水平，以減少環(huán)境的污染并提高我國(guó)人民的生活質(zhì)量。

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