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风能发电论文


风能发电
摘要:在不断持续的能源紧张中,不少人想到了新能源利用。利用洁净的能源(可再生能源)是人类 社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现。洁净能源指太阳能、风能、潮汐能、生物 能等,这都是可再生取之不尽的能源,特别是风能技术最为成熟,经济可行性较高,是一种较理想的发展 能源。风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式,

是一种重 要的自然能源。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成 风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约 2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约 为 2.74×109MW,其中可利用的风能为 2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大 10 倍。 我国风能资源总量约 42 亿千瓦,技术可开发量约 3 亿千瓦。目前东南沿海是最大风能资源区,风能密度 为 200W/M2~300W/M2,大于 6m/s 的风速时间全年 3000h 以上就可取得较大经济效益。 关键词:新能源,风能,大范围,节能减排,可持续发展,风场,成本控制

引言
21 世纪是可再生能源的世纪,由于风能非常丰富、价格非常便宜、能源不会枯竭,又 可以在很大范围内取得,非常干净、没有污染,不会对气候造成影响,因而风力发电具有极 大的推广价值。在中国,风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩 以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源,并且冬春季节 风速高,雨水少;夏季风速小,降雨多,风能和水能具有非常好的季节补偿。另外,在中国 内陆地区,由于特殊的地理条件,有些地区具有丰富的风能资源,适合发展风电,比如江西 省部分地区以及湖北省通山地区。 目前我国的风能利用方面与国际水平还在一定差距, 但是 发展很快,无论在发展规模上还是发展水平上,都有很大提高。据资料显示,2004 年全国 在建项目的装机容量约 150 万千瓦,其中正在施工的约 42 万千瓦,可研批复的 68 万千瓦, 项目建议书批复的 45 万千瓦,包括五个 10 万千瓦特许权项目。 据初步测算,目前风电场造价成本约为 8000~9000 元/KW,机组(设备)占 75%左右, 基础设施占 20%, 其它占 5%。 风能利用小时数在 2700~3200 小时, 其风电成本约 0.45~0.6 元/千瓦时。假设:风电场造价成本为:9000 元/KW,上网电价(并网收购电价)为:0.6 元/KW(不含税价) ,运行小时数(风能利用时间)为:3000 小时,上网(并网)损耗为 5%, 风电场运行费用(年 KW 收入)10%, :则年 KW 发电收入=(运行时数×上网损耗)×上网电 价×运行费用, (3000×5%)×0.6 元/KW×10%≈1539 元/年(KW) 。

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长期以来, 由于风电电价高于火电电价, 作为清洁能源的风电对于解决能源短缺和环境 保护问题的意义长期得不到应有的重视。事实上,风电作为一项高新技术,具有着巨大的产 业前景。而它作为新兴能源,更对促进边远地区经济发展有着巨大的作用。在电力紧张、能 源紧缺的情况接踵而至的今天,我国应该重新认识风能的利用问题。 首先,风力发电的潜力体现为风电电价的快速下降。截止到目前,风电电价正在快速下 降,甚至已日趋接近燃煤发电的成本,经济效益开始凸现。数据显示,风力发电能力每增加 一倍,其成本就下降 15%。纵观近几年,风电增长一直保持在 30%以上,因而成本也正随 之不断下降。目前,中国风电成本约在 0.5 元以上,随着中国风力发电装机的国产化和发电 的规模化,风电成本可望再降。此外,风电外部成本几乎为零,甚至低于核电成本。据初步 测算,如果将内部成本和外部成本同时计入成本,风电将是当前世界上最经济、最洁净的能 源。 其次,风电的潜力体现于风能资源的丰富性。据初步统计、中国陆地 10 米和海面 15 米可供开发的风力资源在几亿千瓦以上,相当于可开发水能资源(3.9 亿千瓦)的 2.5 倍。 而 50 米风力资源还会增大一倍。 根据现有技术, 地面 50-100 米的风力资源都可开发利用。 2003 年,我国发电装机容量为 3.85 亿千瓦,专家认为,中国单靠风力发电就能将现有的电 力生产翻一番。 此外,风电技术正日臻成熟。随着科学技术的发展,风电技术已经相当成熟。更大型、 性能更好的机组的已开发并投人生产试运行,可利用的风速要求还会降低。 再者,风电工程的建设工期短,见效快。火电、水电的建设工期需要用年来计算,而在 有风场数据的前提下,风电项目只需要以周、月来计算。风场建设在短时间内即可完成,能 够解决我国电力短缺的燃眉之急。 另外,风电的发展对于遏制温室效应具有重大的意义。据统计,风力发电每生产 100 万千瓦时的电量,便能减少 600 吨二氧化碳的排放。因此,大力发展风能可以大幅度削减造 成温室效应的二氧化碳,缓解气候变暖的状况,并能有效地遏制沙尘暴灾害,抑制荒漠化的 发展。 除此之外,风电还可以满足边远农村的独立供电。目前,“大机组、大电网、高电压” 的模式难以有效解决西部地区分散性的电力需求。 开发风力发电这样的分散供电系统, 可以 较好地满足这些地区发展对能源的要求, 可以说, 我国目前没有联上电网的农村是风力发电 的巨大市场。 最后,风场也成旅游项目。风电场还能带动当地经济发展。内蒙古风电场就是很好的例 子。它虽然不大,但场面很壮观,已发展成为旅游区. 风电产业要全面健康可持续发展, 需要解决的问题很多, 但依靠科技进步来推动风电产 业是摆在我们面前的现实课题。 首先,需建立以企业为主体、市场为导向、产学研技术结合的创新体系。对开展试点 的企业应对其研发机构,研发人员,研发资金,研发项目,专利申请,产品品牌,能力建 设等方面提出具体要求和量化的指标。 第二, 正确处理技术引进和技术创新的关系。 采用自主研究开发和引进消化国外技术相 结合的方式,是实现提高竞争能力的较好途径。 、 第三,加强风电创新能力建设,建立风电公共技术服务平台,共同对资源进行整合、共 享、完善和提高,通过建立共享机制和管理程序逐步做到资源有效利用。 第四, 加速风电技术人才培养。 目前已有一些高等院校准备设置风能专业或者风能专业 方向,开设风能课程培养本科生和研究生。除了学校培养人才外,企业也应将人才培养和建 立一支高素质的队伍放在战略地位, 特别需要建立激励机制和创造良好的环境, 使技术队伍 能够稳定地成长。

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中国风电行业发展比较迅速, 但与国际风电行业的发展水平还有很大差距, 国内的风电 设备主要依靠进口,对外依赖性强,虽然风电成本已下降很多,但相比火电成本的优势在短 期内并不会明显突出,风电行业的发展还有很多的阻碍因素。但是风电行业投资的高风险, 必然会为风电行业发展带来高收益,不论是风电产业的经济效益、社会效益,还是中国目前 奉行的可持续发展和节约战略,都为风力发电行业提供了很大的发展空间。现在,风能发电 成本已经下降到 1980 年的 1/5。随着技术进步和环保事业的发展,风能发电在商业上将完 全可以与燃煤发电竞争
插图

参考文献

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[1]周春平,孙瑶廷,白旭.当今世界风力发电最新动向[J].发电设备,2001。 [2]赵振宙,郑源,高玉琴,风力机原理与应用。北京中国水利水电出版社,2010。 [3]新能源技术课本。 [4]百度文库。

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