风力发电对环境的不利影响

欧振兴

摘 要：风能作为一种新型能源，其优势不言而喻，但是在风力发电的过程中也会对环境造成不利影响。本文从视觉污染、噪音污染、生态破坏、电磁干扰等方面介绍了风力发电对环境的影响，希望能为改善发电场工程项目提供有益参考。

关键词：风力发电；环境；影响

风能作为一种新生的清洁能源，无味无毒，还不会污染水源，其环保效益是有目共睹的。因此越来越多的国家加大了对风能的开发和利用。但是，风能发电场的建立却对局部的生态环境和自然景观造成了影响，并引发了人们的关注。

1 风力发电基本原理与发展概况

大气层在太阳光的照射下，温度会上升，同时由于地球的自转和公转作用，造成地球表面受热不均，形成大气温差，引发空气流动。空气在水平方向的流动就形成“风”。风能归根到底来源于太阳内部的热核聚变反应，只要有太阳，就会产生风能。风力发电就是将风的机械能转化为电能的过程，但是由于风的不稳定性，导致发出电能的波动性也较大。

2 风力发电的视觉污染

视觉污染是风力发电对环境的主要影响之一。风轮机对视觉影响的主要参数有景观的类型、风轮机的布置、风轮机的尺寸、风轮机的数量以及风轮机的颜色等。

在风和日丽的条件下，风力发电机组会产生晃动的阴影，在清晨和傍晚时分，阴影对人产生的影响最大，而且阴影会随天气和季节的变化而变化。转动的风力机桨产生的阴影会使人心烦意乱，产生眩晕感，严重扰乱人们的正常生活，造成视觉污染。

因此，在风力发电机组选址时，要限制阴影发生的时间。通常情况下，人们每天接受阴影的影响不能超过10小时，否则，必须在特定时段关闭风力发电机。此外，可以在风力发电机组安装传感器，在特定时段控制风力发电机的运行。

3 风力发电的噪音污染

风轮机产生的噪音主要包括轮毂活动部件运动产生的机械噪音、风轮机叶片和周围空气摩擦产生的气动噪音。这些噪音的产生都与风速密切相关。其中电机和齿轮箱是造成机械噪音的主要原因，而齿轮箱是最主要的噪音源，齿轮的制造水平也决定了噪音的大小。噪音可以通过风或风轮机的其他结构传递出来，离风轮机越远，噪音也就越低。

因此，在规划风电场时，要充分考虑到噪音对附近居民的影响。可以将风电场建立在风能资源丰富，而人口分布稀少的沙漠、海岛、山口等地区，以有效降低噪音对居民的影响。此外，厂商在制造风轮机时，应通过技术革新，来降低齿轮箱本身的噪音，减少叶片的气动噪音，也可以通过隔离技术来屏蔽部分噪音。

4 风力发电对生物及生态的影响

风力发电场的建立会严重影响鸟类的生活。鸟类在本地迁徙或季节性迁徙的过程中，可能会撞在塔架或风轮机叶上造成伤亡。本地迁徙主要是指鸟类在休息地与觅食地、饮水地之间的活动，这种迁徙每天都在发生。季节性迁徙是鸟类因季节变化而进行的大规模的迁移活动，每年发生两次。在迁徙活动密集的地区，鸟类受伤的风险会更大。

风电场的建立会影响鸟群的数量和生理机能，降低对鸟群的吸引力。随着风轮机数量的增加，鸟类就会避开风轮机附近的区域，使得风电场附近鸟的密度降低。很显然，这会对鸟类（尤其是珍稀鸟类）的活动区和密集地造成不利影响。

因此，在风电场选址时，要尽量避开鸟类的栖息地和迁徙路线，避开鸟类生活的敏感区域，以减少对鸟类生活的影响，保护好生态环境。

5 风力发电的电磁干扰

在风力发电系统中，发电机、变电所、输电线路等是造成电磁辐射的主要原因。风力发电场附加的接收装置在接收信号时，会收到风轮机葉片反射的电磁波信号。反射信号是一种滞后信号，能够对调幅无线电系统产生较大的影响；同时，叶轮机叶片的转动还会产生一种移相信号，能够对调频无线系统产生影响。叶片的制作材料也会对电磁波产生干扰，如果叶片是由金属材料制成，则会造成严重的电磁干扰。此外，在高压输电线路周围会形成一个交变电磁辐射场，使相对地面产生静电感应，造成对无线电的干扰。

许多通信频率都会受到风轮机的干扰，一般情况下，受其干扰的通信类型主要有微博通信、电视广播、飞机导航无线通信等。只有它们的波长大于风轮机总高度的4倍以上时，通信信号才基本稳定。

因此，在设计和制造风力发电机时，要选用防辐射的材料，将电磁辐射控制在设计环节；在建立风力发电场时，要充分考虑到风轮机的参数和相关的无线电系统参数。在铺设输电线路时，要避开电视发射塔、移动通信发射塔、电话程控塔等重要的电子设施设备；选用干扰水平较低的风力发电设备，并与其他设备之间保持防护间距；在架线时，要适当抬高塔架的高度，以减少电磁辐射向下辐射的强度。

6 风力发电对公众安全的影响

目前看来，风轮机带来的人身伤害事故概率较低，但也存在一些潜在的公众安全问题。叶片斥开是指叶片的一部分或整个叶片在运行过程中斥开，这是一种严重的事故类型。当风速过大，超过“切出风速”时，叶片结构在高速旋转的状态下，就会发生故障，导致叶片断片飞出700～800m。专业人士认为，在距离风轮机210m的范围内，叶片飞出造成的死亡率（千万分之一）与雷击差不多，而且大部分时间，人们不会在距离风轮机210m以内的范围内活动，因此，危险性较低。虽然这种因风轮机叶片自身故障带来的人身伤害概率较小，但也应该切实引起相关部门和公众的高度重视。

因此，要严格控制人们在风轮机周围的活动，设立安全的活动范围，制定警示性的安全标语，并安排专门人员值班以确保万无一失。

7 结论

随着人们对新能源的开发利用，风能因其清洁、储量大等优点也日益受到人们的青睐。对风能的开发利用不仅可以有效缓解我国能源不足的现状，而且可以促进资源节约型、环境友好型社会的发展。但是风能对环境也会产生负面效应，如造成视觉污染、噪音污染，影响鸟类生存，带来电磁干扰等。因此，在建设风力发电场时，要加强管理，严格保护生态环境，减少因风力发电带来的负面影响。

参考文献

[1]张婧.风力发电对环境的不利影响[J].中国新技术新产品，2015，（17）：86.

[2]孙春顺，王耀南，李欣然，等.风力发电工程对环境的影响[J].电力科学与技术学报，2008，23（2）：19-23.