一、風(fēng)能原理概述
1、儲(chǔ)量巨大
風(fēng)能是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時(shí)數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率,與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,其蘊(yùn)量巨大,全球的風(fēng)能約為2.74X109MW,其中可利用的風(fēng)能為2X107MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量大10倍。
2、原理綜述
把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能,再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能,這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三米的微風(fēng)速度,便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。
發(fā)電機(jī)的作用,是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速,通過升速傳遞給發(fā)電機(jī)構(gòu)均勻運(yùn)轉(zhuǎn),因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br />
小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的,而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對(duì)著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。
3、特點(diǎn)分析
風(fēng)能量是豐富、近乎無盡、廣泛分布、干凈與緩和溫室效應(yīng)。存在地球表面一定范圍內(nèi)。經(jīng)過長(zhǎng)期測(cè)量,調(diào)查與統(tǒng)計(jì)得出的平均風(fēng)能密度的概況稱該范圍內(nèi)能利用的依據(jù),通常以能密度線標(biāo)示在地圖上。
我國(guó)的風(fēng)力資源極為豐富,絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上,特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼,平均風(fēng)速更大;有的地方,一年三分之一以上的時(shí)間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū),發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。
二、風(fēng)能增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)分析
1、國(guó)外增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)分析
全球風(fēng)電發(fā)展正在進(jìn)入一個(gè)迅速擴(kuò)張的階段,風(fēng)能產(chǎn)業(yè)將保持每年20%的增速,到2015年時(shí),該行業(yè)總產(chǎn)值將增至目前水平的5倍。
從目前的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性來看,風(fēng)能最具競(jìng)爭(zhēng)力。從中期來看,全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的前景相當(dāng)樂觀,各國(guó)政府不斷出臺(tái)的可再生能源鼓勵(lì)政策,將為該產(chǎn)業(yè)未來幾年的迅速發(fā)展提供巨大動(dòng)力。
根據(jù)預(yù)計(jì),未來幾年亞洲和美洲將成為最具增長(zhǎng)潛力的地區(qū)。中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量將實(shí)現(xiàn)每年30%的高速增長(zhǎng),印度風(fēng)能也將保持每年23%的增長(zhǎng)速度。印度鼓勵(lì)大型企業(yè)進(jìn)行投資發(fā)展風(fēng)電,并實(shí)施優(yōu)惠政策激勵(lì)風(fēng)能制造基地,目前印度已經(jīng)成為世界第5大風(fēng)電生產(chǎn)國(guó)。
在美國(guó),隨著新能源政策的出臺(tái),風(fēng)能產(chǎn)業(yè)每年將實(shí)現(xiàn)25%的超常發(fā)展。在歐洲,德國(guó)的風(fēng)電發(fā)展處于領(lǐng)先地位,其中風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)已經(jīng)取代汽車制造業(yè)和造船業(yè)。在近期德國(guó)制定的風(fēng)電發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃中指出,到2025年風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)占電力總用量的25%,到2050年實(shí)現(xiàn)占總用量50%的目標(biāo)。
而一直以來在風(fēng)能領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的歐洲國(guó)家增長(zhǎng)速度將放慢,預(yù)計(jì)在2015年前將保持每年15%的增長(zhǎng)速度。其中最早發(fā)展風(fēng)能的國(guó)家如德國(guó)、丹麥等陸上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)基本趨于飽和,下一步主要發(fā)展方向是海上風(fēng)電場(chǎng)和設(shè)備更新。英國(guó)、法國(guó)等國(guó)仍有較大潛力,增長(zhǎng)速度將高于15%的平均水平。
目前,德國(guó)仍然是全球風(fēng)電技術(shù)最為先進(jìn)的國(guó)家。德國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量占全球的28%,而德國(guó)風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)總額占到全球市場(chǎng)的37%。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)逐漸飽和的情況下,出口已成為德國(guó)風(fēng)電設(shè)備公司的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。
2、我國(guó)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)分析
在中國(guó),國(guó)家發(fā)改委會(huì)、科技部、財(cái)政部等8部門依據(jù)十項(xiàng)節(jié)能重點(diǎn)工程的標(biāo)準(zhǔn)以及政府支持環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)的政策導(dǎo)向,未來工業(yè)設(shè)備節(jié)能更新改造、建筑節(jié)能、節(jié)油及石油替代以及可再生能源這幾大節(jié)能領(lǐng)域?qū)@得快速發(fā)展。
目前,中國(guó)市場(chǎng)最熱的可再生能源,比如風(fēng)能、太陽(yáng)能等產(chǎn)業(yè)。風(fēng)能資源則更具有可再生、永不枯竭、無污染等特點(diǎn),綜合社會(huì)效益高。而且,風(fēng)電技術(shù)開發(fā)最成熟、成本最低廉。根據(jù)“十一五”國(guó)家風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃,2010年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到500萬千瓦,2020年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦。而2006年底,全國(guó)已建成和在建的約91個(gè)風(fēng)電場(chǎng),裝機(jī)總?cè)萘績(jī)H260萬千瓦。可見,風(fēng)機(jī)市場(chǎng)前景誘人,發(fā)展空間廣闊。
三、中機(jī)院觀點(diǎn):風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,越來越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大,全球的風(fēng)能約為2.74×109MW,其中可利用的風(fēng)能為2×107MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣,僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就有約2.53億千瓦。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,風(fēng)能市場(chǎng)也迅速發(fā)展起來。預(yù)計(jì)未來20-25年內(nèi),世界風(fēng)能市場(chǎng)每年將遞增25%。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展,我國(guó)風(fēng)能的發(fā)展空間將越來越大。