我国风能资源和电力发电发展展望

许昌职业技术学院 王 晓 张燕平

我国风能资源和电力发电发展展望

许昌职业技术学院 王 晓 张燕平

【摘要】在不断加剧的能源紧张中，我们应该想到新能源利用，风能作为一种可再生能源在环境日益恶化的今天更具有十分宽广的发展前景。本文从风能资源分布、风力发电，浅析风能这一新能源的无限潜力。

【关键词】风能；风力发电

前言

风能是一种无污染的、具有活力的可再生能源，它取之不尽，用之不竭，分布十分广泛。陆地风能资源的储量达到32.26亿kW，有待开发的风能资源储量为2.53亿kW，主要集中在我国北部地区，包括甘肃、内蒙古、新疆、黑龙江、吉林、辽宁、西藏、青海，以及河北等省、区。沿海及岛屿，其可开发量约为10 亿kW，主要分布在辽宁、河北、江苏、山东、上海、浙江、福建、广西、广东和海南等省、市、区。

1.风能资源

我国风力资源非常丰富，集中分布在以下几个区域：（1）北方地区，内蒙古，甘肃，青海，东北三省等地，这一区域是我国目前做大的风力资源汇集区。（2）沿海地区，我国海岸线长，岛屿多，可开发的风力资源前景广阔。海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，使得近海风力发电技术成为研究和应用的热点。在海洋上方面，我国海上风能资源储量远大于陆地风能，储量10m高度可利用的风能资源超过7亿kW，而且距离电力负荷中心很近。海上风速高，静风期少，可有效利用风电机组发电容量，上海已开始海上风力发电项目的建设，到2010年，上海的风力发电总装机容量将达到200-300兆瓦。海上发电是我国及全世界风力发电产业发展的新领域，是将来的研究方向。（3）内陆局部地区。内陆地区风能也比较丰富，如一般湖泊地区也有较陆地大的风力资源。

2.风力发电

利用风力发电是风能利用最充分的一种方式，受到全世界各国的高度重视，而且发展迅速。风力发电不需要任何燃料及燃烧物，无论是发电成本还是环境污染方面都是表现比较优秀的。风力发电的优势是利用的是自然能源。相比较火电、核电等发电要更加绿色、环保。风力发电原理，是利用风力驱动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度升高，从而起到发电的目的。根据目前的风车技术，一般是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），发电就开始进行了。

小型风力发电系统效率很高，但主要结构是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。各部分都很重要，各部分功能为：风吹叶片，并通过机头转为电能；尾翼的叶片方向与来风的方向始终相对，从而获得最大的风能；转体使机头灵活地转动，实现了尾翼调整方向的功能；机头的转子属于永磁体，定子绕组做切割磁力线运动从而产生电能。

风力发电一般有三种运行方式。一是独立运行方式，通常是一台小型风力发电机针对一户或几户提供电力，它利用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。二是风力发电和其他发电方式（如柴油机发电）连接组合，向一个单位或一个村庄或一个岛屿供电。三是风力发电并入常规中大型电网运行，向大电网提供电力；通常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要研究发展方向。

开发风电对环境来讲，优势大于弊端。由于大量的风能资源处于戈壁滩、大草原和沿海滩涂地区，给开发带来不便，但依靠后方力量的支援一定能够克服。此外，虽然风电建设要占用大面积的土地，旋转的风机叶片可能产生噪音污染等，但在荒凉地区开发风电，对社会和环境影响非常少，不占用基本农田，不存在与民争地的矛盾。因此，在这些地区的大风口建设风电，不仅可以利用荒地清洁生产电力，还可以削弱风速，减少冬春季节的扬沙浮尘天气。

发电成本的组成：

资产成本：建立电站环节，输电线路环节

运行成本：电站的运行维护环节

财务：投资者回报环节，银行利息环节

水平轴风力发电机：价格大约7千元/千瓦—8千元/千瓦人民币1500千瓦：价格1050万元—1200万元，塔筒高度70米—80米额定风速：12米/秒—14米/秒； 安装费用大约在：2百万元—3百万元左右。维修一次需上百元，假设：年平均可利用风速约4000小时；不算维修费用需7年—8年可回本盈利。垂直轴风力发电机：价格约2千元/千瓦—3千元/千瓦人民币1500千瓦：价格300万元—450万元，塔筒高度10米—30米 额定风速：9米/秒——10米/秒；安装费用大约在：10万元—20万元左右。维修较低，塔筒高度低，维修相当方便。假设：年平均可利用风速约4000小时；运行2—3年可回本盈利。

风力发电现在也有许多问题：（1）风力不稳定。由于自然界中的风力不好控制，所以导致有风时，风电站电力过多，需要限电，而风力小时，风力站电力又会不足，导致供电不及时。风力发电有时候产量不足，有时候产量过剩，再加上风力变化很难预测，所以造成电力产能的很大浪费。解决这个问题的其中一个方法是发展智能电站。（2）风力机组制造业技术下滑。大部分制机企业在开始都是购买图纸直接制造，在别人技术的基础上进行创新和突破，思维比较固定，对新产品的基础研究、科研实验方面动力不足。对产品质量把关不够，致使风电机组整体设计、控制策略优化、载荷优化计算、并网性能等核心技术把握不够，导致一部分风电设备质量不稳定，成为风力发电行业的隐患。（3）风力设备认证机构不足。目前获得国家认监委批准的风电设备认证的有两家机构。整体上说，风电认证工作还处在起步阶段，经验和技术手段还有待进一步提高，所以，在国际同类产品中认知度不高。

3.发展策略

（1）大力加强大容量风电机组的研制与开发、加快风电设备制造业国产普遍化步伐。风电机组研发属于高科技范畴，其主要难度是风机机组可在野外可靠运行10-20年，能经受住各种极端恶劣的天气和变化复杂的风力交变载荷，更需要有长期的实践积累，在研制开发与产业化方面国家必须能够给予长期持续的大力发展。（2）解决好大规模风力发电并入电网的有关问题，使风电能够成为我国电力发展的重要组成部分。风力发电的主要特点在于其间歇性，有风才会有电，无风便无电，不能保证连续供电，从而大规模并入电网给进电网引来一些新问题。所以要积极发挥电力各部门的主动性，注意采取措施。（3）大力组织全国风力资源汇总，完整建立数据库，为风力发电发展提供稳固坚实的科学基础。海上风能资源数据普及工作还尚未开展，应及时汇总数据，还应开展对风的预报，气候变化对风力影响的监控研究，为风力开发做出必要的预测和建议。

4.结束语

我国有非常丰富的风能资源，因此风力发电在我国有着宽广的发展前景，而风能利用势必成为我国的环保事业、能源结构的主要来源，从而减少对进口能源依赖。展望未来随着风电机组制造成本的不断降低，化石燃料的逐步减少及其开采成本的增加，使风电已经初步具有市场竞争力，因此其发展前景将是十分宽广的。

参考文献

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