人类开发利用风能的历史

人类开发利用风能的历史
人类开发利用风能的历史

人类开发利用风能的历史

太阳的辐射造成地球表面受热不均,引起大气层中压力分布不均,从而使空气沿水平方向运动,空气流动所形成的动能称为风能。因此风能是太阳能的一种转化形式,是一种可再生的自然能源。风能储量非常巨大,理论上仅1%的风能就能满足人类能源需要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其它形式的能,其具体用途包括:风力发电、风帆助航、风车提水等。其中,风力发电是风能利用的最重要形式。

风能利用,已有数千年的历史,在蒸汽机发明以前,风能曾经作为重要的动力,用于船舶航行、提水饮用和灌溉、排水造田、磨面和锯木等。最旱的利用方式是“风帆行舟”。埃及被认为可能是最先利用风能的国家,约在几千年前,他们的风帆船就在尼罗河上航行。我国是最旱使用帆船和风车的国家之一,至少

在3 0 0 0年前的商代就出现了帆船。唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”的诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代,14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。明代以后,风车得到了广泛的使用,宋应星的《天工开物》一书中记载有:“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”,这是对风车的一个比较完善的描述。我国风帆船的制造已领先于世界。方以智著的《物理小识》记载有:“用风帆六幅,车水灌田,淮阳海皆为之”,描述了当时人们已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法,一直延续到2

0世纪5 0年代,仅在江苏沿海利用风力提水的设备曾达2 0万台。

12世纪,风车从中东传入欧洲。16世纪,荷兰人利用风车排水、与海争地,在低洼的海滩地上建国立业,逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天,荷兰人将风车视为国宝,北欧国家保留的大量荷兰式的大风车,已成为人类文明史的见证。

在蒸汽机出现之前,风力机械是动力机械的一大支柱,其后随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得,各种曾经被广泛使用的风力机械,由于成本高、效率低、使用不方便等,无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争,渐渐被淘汰。

到了19世纪末,丹麦人首先研制了风力发电机。189 1年,丹麦建成了世界第一座风力发电站。风力发电在解决发展中国家无电农牧区居民的用电方面起到了重要的作

用,特别是20世纪70年代以后利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段,在世界不同地区建立了许多大中型的风电场。预计到21世纪中叶,风能将会成为世界能源供应的支柱之一,成为人类社会可持续发展的主要动力源。

利用风能的好处:

1. 风能也是绝对可延续的,因为它不采取可以被消费的燃料或其他资源。

2. 风力不会导致其噪声,并且他们未显示在农场、其他家畜或者旅游业关心的任何影响。

3. 不仅是风力可再造能源,但是像其他可再用的能源它不释放有害的温室气体,当被管理- 没有甲烷,没有二氧化碳时。

风能作为一种无污染和可以再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。

我国对风能利用的历史和现状

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。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。

那么风能是什么?风能是因空气流做功而产生的动量。空气流动具有的动能称风能。空气流速越高,动能越大。人们所说的风力发电,是用风车把风的动能转化为旋转的

动作去推动发电机,以此产生电力,方法是透过传动轴,将转子的旋转动力送至发电机。这是一种洁净的可再生能源,取之不尽,用之不竭。在所有新能源、可再生能源利用技术中,风力发电是技术最成熟、最具规模开发和商业发展前景的方式,对于改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济的可持续发展等方面有着极其重要的意义。但是进行风力发电的时候会产生庞大的噪音,由此造成一些鸟类动物的消失,且我国地形条件复杂,因此风能资源的分布并不均匀,造成风力具有间歇性,经济性不足,这些都是风能利用中有待解决的问题。

人类对于风能的利用可以追溯到公元前。而中国是世界上最早利用风能的国家之一。在尧舜时代,我国古代先民已认识到扇动生风的原理,并开始将人造风应用于生产、生活;在春秋战国时期,已经认识到风是由空气流动而产生的,开始对自然风加以利用。同时中国是最早使用帆船和风车的国家之一。唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”的诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代,14 世纪初叶中国航海家郑和七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。而风车的广泛使用是在明代之后,方以智著的《物理小识》记载有:“用风帆六幅,车水灌田,淮阳海皆为之”,生动形象地描述了当时古代先民已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。古代风能的广泛利用,对生产力水平的提高,以及社会的发展起到了重要的促进作用。古代先民关于风能利用的探索和发明,取得了极为丰富的科技成就,积累了宝贵的经验。中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法,一直延续到20 世纪50年代,仅在江苏沿海利用风力提水的设备就曾达20 万台。70 年代中期以后风能开发利用列入“六五”国家重点项目,得到迅速发展。进入80 年代中期以后,中国先后从丹麦、比利时、瑞典、美国、德国引进一批中、大型风力发电机组。在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了8 座示范性风力发电场。

自上世纪80年代中期引进55kW 容量等级的风电机投入商业化运行开始, 经 过二十几年的发展,我国的风电力市场已经获得了长足的发展。到 2009 年底, 我国风电总装机容量达到2601万kW 位居世界第二,2009年新增装机容量1300 万kW 占世界新增装机容量的36%居世界首位。可以看出,我国风电产业正步 入一个跨越式发展的阶段,而 2010年我国累计装机容量已44733.29万kw 。于 2011 年 11 月 13 日,新华社宣布,中国已超过美国,拥有世界最大风力发电能 力基础设施。

从技术发展上来说, 我国风电企业经过“引进技术—消化吸收—自主创新” 的三步策略也日益发展壮大。随着国内5WM 容量等级风电产品的相继下线,以及 国内兆瓦级机组在风电力市场的普及, 标志我国已具备兆瓦级风机的自主研发能 力。同时,我国风电装备制造业的产业集中度进一步提高, 国产机组的国内市场 份额逐年提高。目前我国风电机组整机制造业和关键零部件配套企业已能基本满 足国内风电发展需求, 但是像变流器、 主轴轴承等一些技术要求较高的部件仍需 大量进口。 因此,我国风电装备制造业必须增强技术上的自主创新, 加强风电核 心技术攻关,尤其是加强风电关键设备和技术的攻关。

根据我国风电发展预测,到2020年底全国总装机规模达到12000万kw,到 2050年底,全国风电总装机规模到 50000万kw,风电规模化发展,使各项技术 经济指标进一步增强。风电企业的竞争力和盈利能力明显增强。 2020年以后化 石燃料资源减少,火电成本增加,风电具备市场竞争能力,发展更快。 2030年 水电资源也大部分开发完, 海上风电进入大规模开发时期, 的

局面。风电以其良好的环境效益和逐步降低的发电成本,

的重要电源

是一个聚宝盆, 外国专家对中国的风电开发前景十分看好 开发企业也向中国市场进发了, 面对这样一个香饽饽, 岂能袖手旁

观, 中国企业 应该主动向国家政策靠拢, 利用现有政策的支持, 尤其是国有企业, 可以依靠国 家资金和政策的扶持, 大胆的向新能源, 向风能开发领域进军, 不要抱着现有利 益不放。 能源企业在这个问题上要高瞻远瞩, 不能唯利是图。 我国政府也应 该在政策上给予只能购销企业更多的支持,因为新能源技术的开发一次性投入, 企业往往缺乏足够的资金,资金决不能成为影响他们积极性的原因。 对国民的宣 传要重视起来,要让大家明白为什么投入这么多的人力物力来发展新能源, 在思 想上动员大家。如果新能源的利用在中国有效地扩展起来, 那么中国的地大物博 不再是一个传说。 很可能形成东电西送 必将成为本世纪中国 风能的利用不能简简单单的看作是一个新能源的开发,

要是利用得当, 它还

据说世界第一大风电

法国风能利用现状

法国风能利用现状 一、法国风能装机规模居欧洲第三 近年来,全世界风能发电机的装机容量迅速增加,2006年,全球风能发电装机容量同比增长26%。据统计,全球风能发电总量,1995年为4800兆瓦(MW);2005年增至59000 MW;2007年超过70000 MW。 据欧洲风能协会(EWEA)的统计数据,欧洲地区的风能发电装机容量占全球风能发电装机总容量的四分之三。2006年,欧盟国家风能发电装机总量已经超过48000 MW。欧洲每年风能供电量平均为1000亿千瓦时(TWh=10亿千瓦时),占其供电总量的3.3%。 在欧洲诸国中的风能发电装机总量方面,德国和西班牙分别位居欧洲前两位,而法国的风能发电相对滞后。近两年,法国风能发电能力已有长足发展,正在迅速缩小与德国、西班牙等邻国在风能发电领域的差距。 据法国经济财政部提供的数据,至2005年底,法国共有120座风能发电站,今后若干年,法国将陆续兴建660座风能发电站,需安装的风能发电机达1000台。 据统计,2004年底,法国风能发电装机总量为382 MW;2005年底为756 MW;2006年底达1500 MW;2007年上半年已提升至2000 MW。2005年,在欧洲各国风能发电装机总量方面,法国仅位列第6。然而,截至2006年底,法国风能发电装机总量已跃居欧洲第三。 二、法国电力供应基本结构 法国工业部能源与原材料总司(DGEMP),以及法国工业部能源观察研究所提供的法国2006年度电力生产统计数据显示,目前,核电占法国电力产量的比重超过78%,风能电力的比重仅为0.4%。 据法国官方的统计数据,法国电力市场的构成比重,核电占绝对多数,此外其它能源电力还包括,水电、矿能发电、风电和光电。 2006年,法国电力净产量(供电量)为548.8 TWh。其中,核能供电量为428.7 TWh(占总比例的78.1%);水力供电量为60.9 TWh(11.1%);矿物热能供电量为57.1 TWh(10.4%);风能供电量为2.1 TWh(0.38%);光能供电量为1TWh(0.02%)。 三、法国风电发展规划 为加强环境保护,保证国家的可持续发展,近年来,法国制订了一系列政策措施,大力发展包括风能在内的各种可再生能源。 根据2005年7月13日通过的法国能源发展指导法案,到2010年,在法国电力供应的市场结构中,包括风能在内的可再生能源提供的电力,占法国电力市场的比重将提升至21%。

中国七大风电场情况概述

3.1.基本状况 我国风能资源总体非常丰富,但主要分布在西北、华北、东北等“三北地区”,资源比较集中,经过不长时间的酝酿讨论,中国政府发展风电的思路逐步统一到“融入大电网、建设大基地”的思想上来,要求按照“建设大基地、融入大电网”的方式进行规划和建设。2008年以来,在国家能源局的组织下,以各省风能资源普查及风电建设前期工作为基础,甘肃、新疆、河北、蒙东、蒙西、吉林、江苏沿海千万千瓦级风电基地规划相继完成。根据规划,到2020年,在配套电网建成的前提下,各风电基地具备总装机1.38亿kW的潜力。 3.1.1.河北风电基地 河北省风能资源丰富,主要分布在张家口、承德坝上地区和沿海秦皇岛、唐山、沧州地区。张家口坝上地区年平均风速可达5.4~8m/s,主风向为西北风,风能资源十分丰富,张家口地区风能丰富区主要分布在坝上的康保县、沽源县、尚义县、张北县的低山丘陵区和高原台地区。该地区交通便利、风电场建设条件好,非常适宜建设大型风电场,崇礼县和蔚县部分山区也具有丰富的风能资源;承德地区年平均风速可达5~7.96m/s,主风向为西北风,主要集中在围场县的北部和西部,丰宁县的北部和西北部,平泉县的西部;沿海地区风能资源主要分布在秦皇岛、唐山、沧州的沿海滩涂,年平均风速为5m/s 左右。根据河北省风能资源的总体分布特点,河北省千万千瓦级风电基地各规划风电场主要分布在张家口地区、承德地区以及河北省沿海区域。经对河北省风能资源、工程地质、交通运输、电网规划容量等条件的分析,共计规划了59个子风电场,到2020年规划总装机容量为1,413万kW,建成河北省千万千瓦级风电基地。河北省千万千瓦风电基地中,张家口市选择了39个风电场场址,估算风电场总装机容量为955万kW,承德市选择了16个风电场场址,估算风电场总装机容量为398万kW,沿海地区选择了4个风电场场址,估算风电场总装机容量为60万kW。河北省千万千瓦级风电基地规划容量表见表12。目前国家已经批复在河北基地张家口坝上地区建设百万千瓦级风电基地一、二期工程,以及在承德地区建设百万千瓦级风电基地一期工程,共分为30个项目,总容量为385万kW。其中国家已经核准11个项目,分别为张家口坝上地区百万千瓦级风电基地一期工程的所有项目和承德百万kW级风电基地的御道口国家特许权项目,总核准容量为150万kW。2009年底,张家口坝上一期工程各项目配套电网工程陆续建成或正在建设,并已有24万kW风电机组并网发电,预计其他机组2010年内全部建成投产发电。此外,张家口坝上二期工程和承德百万kW 级风电基地一期风电场的19个项目目前正在抓紧办理项目核准等有关支持性文件,预计各项目将在2010年内核准开工建设。 3.1.2.内蒙古东部风电基地 内蒙古东部地区规划范围包括赤峰市、通辽市、兴安盟、呼伦贝尔市和满州里市四市一盟。该地区风能资源丰富,其中赤峰市的翁牛特旗、克什克腾旗和松山区的交界地带,地势平坦、高程较高、风能资源较好,70m高度平均风速达到了8.0~9.3m/s,功率密度达到了700~1,200W/m2,是不可多得的大型风电场场址;通辽、兴安盟地区风能资源处于平均水平;呼伦贝尔地区地处大兴安岭地区,森林覆盖面积较大,地面粗糙度大,风能资源相对较差。截至 2008年10月,蒙东四市一盟已投产的风电装机容量已达到100多万kW。蒙东四市一盟2020年前共规划56个风电场,其中24个位于赤峰市,规划新增装机容量675万kW,场址集中在翁牛特旗、克什克腾旗和松山区的交界地带,地势平坦、高程较高;16个位于通辽市,规划新增装机容量745万kW,场址集中在开鲁县、科左中旗交界地带;

人类开发利用风能的历史

人类开发利用风能的历史 Prepared on 22 November 2020

人类开发利用风能的历史 太阳的辐射造成地球表面受热不均,引起大气层中压力分布不均,从而使空气沿水平方向运动,空气流动所形成的动能称为风能。因此风能是太阳能的一种转化形式,是一种可再生的自然能源。风能储量非常巨大,理论上仅1%的风能就能满足人类能源需要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其它形式的能,其具体用途包括:风力发电、风帆助航、风车提水等。其中,风力发电是风能利用的最重要形式。 风能利用,已有数千年的历史,在蒸汽机发明以前,风能曾经作为重要的动力,用于船舶航行、提水饮用和灌溉、排水造田、磨面和锯木等。最旱的利用方式是“风帆行舟”。埃及被认为可能是最先利用风能的国家,约在几千年前,他们的风帆船就在尼罗河上航行。我国是最旱使用帆船和风车的国家之一,至少在3000年前的商代就出现了帆船。唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”的诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代,14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。明代以后,风车得到了广泛的使用,宋应星的《天工开物》一书中记载有:“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”,这是对风车的一个比较完善的描述。我国风帆船的制造已领先于世界。方以智着的《物理小识》记载有:“用风帆六幅,车水灌

田,淮阳海皆为之”,描述了当时人们已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法,一直延续到20世纪50年代,仅在江苏沿海利用风力提水的设备曾达20万台。 12世纪,风车从中东传入欧洲。16世纪,荷兰人利用风车排水、与海争地,在低洼的海滩地上建国立业,逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天,荷兰人将风车视为国宝,北欧国家保留的大量荷兰式的大风车,已成为人类文明史的见证。 在蒸汽机出现之前,风力机械是动力机械的一大支柱,其后随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得,各种曾经被广泛使用的风力机械,由于成本高、效率低、使用不方便等,无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争,渐渐被淘汰。 到了19世纪末,丹麦人首先研制了风力发电机。1891年,丹麦建成了世界第一座风力发电站。风力发电在解决发展中国家无电农牧区居民的用电方面起到了重要的作用,特别是20世纪70年代以后利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段,在世界不同地区建立了许多大中型的风电场。预计到21世纪中叶,风能将会成为世界能源供应的支柱之一,成为人类社会可持续发展的主要动力源。 利用风能的好处:

我国对风能利用的历史和现状

我国对风能利用的历史和现状 11级国贸2班201130091198 姚洁聪 风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。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。 那么风能是什么?风能是因空气流做功而产生的动量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高,动能越大。人们所说的风力发电,是用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机,以此产生电力,方法是透过传动轴,将转子的旋转动力送至发电机。这是一种洁净的可再生能源,取之不尽,用之不竭。在所有新能源、可再生能源利用技术中,风力发电是技术最成熟、最具规模开发和商业发展前景的方式,对于改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济的可持续发展等方面有着极其重要的意义。但是进行风力发电的时候会产生庞大的噪音,由此造成一些鸟类动物的消失,且我国地形条件复杂,因此风能资源的分布并不均匀,造成风力具有间歇性,经济性不足,这些都是风能利用中有待解决的问题。 人类对于风能的利用可以追溯到公元前。而中国是世界上最早利用风能的国家之一。在尧舜时代,我国古代先民已认识到掮动生风的原理,并开始将人造风应用于生产、生活;在春秋战国时期,已经认识到风是由空气流动而产生的,开始对自然风加以利用。同时中国是最早使用帆船和风车的国家之一。唐代有“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”的诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代,14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋,庞大的风帆船队功不可没。而风车的广泛使用是在明代之后,方以智著的《物理小识》记载有:“用风帆六幅,车水灌田,淮阳海皆为之”,生动形象地描述了当时古代先民已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。古代风能的广泛利用,对生产力水平的提高,以及社会的发展起到了重要的促进作用。古代先民关于风能利用的探索和发明,取得了极为丰富的科技成就,积累了宝贵的经验。 中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法,一直延续到20世纪50年代,仅在江苏沿海利用风力提水的设备就曾达20万台。70年代中期以后风能开发利用列入“六五”国家重点项目,得到迅速发展。进入80年代中期以后,中国先后从丹麦、比利时、瑞典、美国、德国引进一批中、大型风力

中国风力发电的发展现状及未来前景要点

中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出,世界各国正在把更多目光投向可再生能源,其中风能因其自身优势,作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性,成为全球普遍欢迎的清洁能源,风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风,来无影、去无踪,是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比,每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布,中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入,可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下,风力发电产业也在高速发展。截至2011年底,世界风电装机量达到237669MW,新增装机量43279MW,增长率22.3%,增速与2010年持平,低于2009年32%的增速。由表一,可以看出中国风电装机量62364MW,远远超过世界其他各国装机量,而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中,很明显的看出,从2001年到2004年,风电装机增速是在下降的,2004年到2009年风电有处于一个快速发展期,直到近两年风电装机的增速又降为22%左右,可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提

升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图

图表 3 世界风电每年装机量增速

图表 4 总装机量各国所占份额

图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进:2009年当年的装机容量已超过欧洲各国,名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW,超越美国,成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出,中国风电正经历一个跨越式发展,这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而,图8 中,我们能够清楚的看出自2007年以后,虽然新增装机量很大,但增速却明显下降,而其他国家,比如美国、德国,这些年维持着一个稳定的增速。由此,我们应该意识到,我国风电,尤其是陆上风电,正在进入一个转型期,从发展期进入成熟期,从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图

中国海洋风能资源开发利用现状与前景分析

中国海洋风能资源开发利用现状与前景分析 姓名: 班级: 学号: 指导老师: 时间:2013-12-24

中国海洋风能资源开发利用现状与 前景分析 摘要:追溯风能开发的历史,源远流长,足足可以追溯到公元前。随着科技的 进步社会的发展,能源问题日趋严重,致力于寻找新能源的海洋家们将目光聚焦于海洋,海洋是一个资源的宝库,约占地球表面积70%的海洋还有待于开发,而海洋风能便是一个具有十足潜力的科研项目。 关键词:海洋风能资源发展现状发展前景 序言:能源是社会发展的基石,但是随着石油、煤等传统能源的短缺问题日益 突出,社会越来越关注海洋可再生能源。为了缓解能源紧缺、节能减排和应对气候变化的影响,国家也把海洋可再生能源电站的研建和试点示范工作放在了重要位置上,加大了对海洋可再生能源的研究和示范的投入。“十一五”以来,国家加大了海洋可再生能源的研究与开发的力度,其投入远远超过了建国以来研究经费的总和【1】,设立了一批海洋可再生能源开发利用技术研究及示范项目。海洋可再生能源迎来了开发和利用的新时代。目前,海洋风能较之其他海洋可再生能源开发利用技术更为成熟,经济可行性较高,是一种较理想的可再生能源。我国海洋风能丰富,特别是东南沿海及其附近岛屿,不仅风能密度大,年平均风速也高,风能利用的潜力很大。 一:风能开发的历史 人类利用风能的历史可以追溯到公元前。古埃及、中国、古巴比伦是世界上最早利用风能的国家之一。公元前利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。由于石油短缺,现代化帆船在近代得到了极大的重视。到了宋代更是中国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。在国外,公元前2世纪,古波斯人就利用垂直轴风车碾米。 10世纪伊斯兰人用风车提水,11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲,14世纪已成为欧

中国风能的利用现状及发展

中国风能的利用现状及发展 摘要:随着化石能源的不断消耗,新能源的开发利用引起了世界各国的重视。新能源具有污染少、储量大、永续性等特点。我国新能源产业呈现强劲发展势头,其中,风电发展最为迅猛。我国风能资源丰富,目前中国风电技术的开发利用取得了巨大进步。但中国的风能资源开发利用仍然存在诸多问题,如风电的并网消纳难、电力市场不完善、相关配套法规不健全和风机制造技术基础薄弱等,这些制约因素严重阻碍了我国风电的可持续发展。本文着重阐述了中国新能源风能的资源条件、我国风能发展现状及制约中国风能发展的因素并对我国风能发电的发展前景进行了展望。 能源是人类生存和发展的重要物质基础,是人类从事各种经济活动的原动力。由于化石能源(如煤、石油、天然气等能源)自然储量的有限性以及人类对其需求的无限性,随着人类对化石燃料无节制的开采和利用,化石能源短缺的矛盾日益突出。长期以来,我国以化石能源为主的能源构成形式加剧了对化石能源的依赖,据统计,2007 -2010年我国能源消耗总量不断上升,增长率分别为7. 8%、4. 0%、6. 3%、5. 9%;2011年能源消耗总量达34. 8亿t标准煤,比2010年增长7%。能源消耗总量中,煤、石油、天然气这些化石能源在2007-2010年所占比例分别为93. 2%、92.3%、92.2%、91.4%,是能源消费的主要部分。人均资源量少、资源消耗量大、能源供需矛盾尖锐以及利用效率低下、环境污染严重、能源结构不合理[2]已成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素。 同时,化石能源的使用也给环境带来了许多负面影响,CO2等温室气体的排放导致全球气候变暖,并引发了气候的极端变化和一系列的自然灾害。在这种情况下,人类必须另辟蹊径,积极寻求能够替代化石能源的新能源和可再生能源,逐步摆脱对传统化石能源的依赖。 以水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和核能等为代表的新能源又称非化石能源,不但取之不尽、用之不竭,而且低碳、清洁、环保,既有利于保障能源供给,又可极大地减少温室气体的排放。新能源被认为是能够同时解决能源危机、金融危机和气候危机的战略性支点,因而成为新一轮国际竞争的热点。 新能源特别是风能,是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源,它与

电化学历史简介

电化学历史简介 电化学(Electrochemistry)是研究载流子(电子,空穴,离子)在电化学体系(特别是离子导体和电子导体的相界面及其邻近区域)中的输运和反应规律的科学。从1839年,格罗夫(W. R. Grove)发表了全世界第一篇有关燃料电池研究的报告以来,燃料电池的研究也是电化学领域十分有前途的研究方向。 电化学的主要应用领域为:电解、电镀和电池。 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现,二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。因而电化学往往专指“电池的科学”。 电池由两个电极和电极之间的电解质构成,因而电化学的研究内容应包括两个方面:一是电解质的研究,即电解质学,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等,其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论;另一方面是电极的研究,即电极学,其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质,也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。 1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象,一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”,即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前,各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834 年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。 19世纪下半叶,经过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作,赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义;1889年能斯脱用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系,即著名的能斯脱公式;1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论,大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。 20世纪40年代以后,电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用,使人们可以研究快速和复杂的电极反应,可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科,它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。 在物理化学的众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有:电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整; 环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;化学电源;金 属的防腐蚀问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;许多生命现象如肌 肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来 的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。 迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791-1867) 19世纪最伟大的实验科学家 【简介】 英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。

我国风力发电现状及发展趋势

我国风力发电现状及发展趋势 摘要:随着环境和能源问题的日益严峻,可再生能源的开发,尤其是风力发电技术已被国家政 府所重视。本文概述了风力发电的基本现状,分析了风电在国内外的发展状况、主要面临的问 题及其解决途径和发展前景。 关键词:风力发电;现状;发展趋势 1.风力发电概述 众所周知, 可再生能源有水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能、地热能六大形式。其中, 风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。据估计, 地球上可开发利用的风能约为2*107 MW, 是水能的10倍, 只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求[1]。据中国气象科学研究院估算,在中国,10m 高度可开发的风能为10亿kW 以上(陆地2.5亿kW ,海上7.5亿kW )[2]。 在石油、天然气等不可再生能源日益短缺及大量化石能源燃烧导致大气污染、酸雨和温室效应加剧的现实面前, 风力发电作为当今世界清洁可再生能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式之一已受到广泛重视[3]。 2.风力发电原理风力发电机的分类 2.1.风力发电原理 力发电是将风能转换为机械能进而将机械能转换为电能的过程。风吹动风力机叶片旋转, 转速通常较低, 需要齿轮箱增速, 将高速转轴连接到发电机转子并带动发电机发电, 发电机输出端接一个升压变压器后连接到电网中。典型的风力发电系统包括风力机(叶片、轮毅等部分)及其控制器、转轴、换流器、发电机及其控制器等。风速、作为风力机及其控制器的输入信号, 风力机控制器将风速与参考值进行比较, 向风力机输出桨距角信号, 调整输出机械转矩T 和机械功率 。转轴输出的机械功率输入到发电机中, 发电机的输出功率经过换流器输送到变压器中, 最终输送至电网。 风能的表达式为: 32 1νρts E = (式1-1) 式中:s —单位时间内气流流过截面积(m 2) ρ—空气密度(kg/m 3) v —风速(m/s)

人类照明发展史

自从人类学会钻木取火以来,照明经历了从火、油到电的发展历程。照明工具经历过无数的变革,出现过火把、动物油灯、植物油灯、蜡烛、煤油灯到白炽灯、日光灯,发展到现在琳琅满目的装饰灯、节能灯等,可以说一部照明的历史正是人类发展历史的见证。 人类使用油灯照明的历史特别长。在这期间,油灯经过了多次改进。油灯用油从动物油改为植物油,最后又被煤油取代。灯芯也经历了草、棉线、多股棉线的变化过程。为了防止风把火吹灭,人们给油灯加上了罩。早期的罩是用纸糊的,很不安全,后来改用玻璃罩。这样的油灯不怕风吹,在户外也照样使用,而且燃烧充分,不冒黑烟。 可是人类并没有满足,在使用油灯照明的同时,仍然在寻找其他的照明方法。公元前3世纪左右,有人用蜂蜡作成了蜡烛。到了18世纪,出现了用石蜡制作的蜡烛,并且开始用机器大量生产。 100多年前英国人发明了煤气灯,使人类的照明方法向前迈进了一大步。最初,这种灯很不安全,在室内用容易发生危险,因此只当做路灯用。后来经过改进,它才走进千家万户。 火把、蜡烛、油灯、煤油灯、煤气灯这些照明工具,都没有离开火,都是靠物质燃烧发出的光来照明的。那么有没有不用火也能照明的方法呢?有人曾经捉来大批的萤火虫,利用萤火虫发出的萤光来照明。这种方法虽然不实用,不过在人类的照明史上也算是最奇特的一种方法了。 19世纪末,爱迪生发明了电灯,从此改写了人类照明的历史,人类走向了用电照明的时代。 电灯泡(白炽灯):电线里的电流进入到很细很细的金属丝里,金属丝会产生高热,热到一定程度会发光,这是最早的电灯,现在仍然在广泛使用。 日光灯:它不含红外线,所以它的光是很温和的,不伤眼睛;因为不含有热线,用起来比较省电;它也会发出许多美丽有色的光。这就是由荧光粉里所含的化学药品的性质来定了,例如涂上钨酸镁的,发蓝白色光,涂上硼酸镉的发淡红色光。 蒸汽灯:是由密封在玻璃管里的各种蒸汽通以电流而发光的。它们的构造,有点像日光灯,也能省电。蒸汽灯有水银蒸汽灯、钠蒸汽灯。 下一代的新型照明光源,是LED灯,即用高亮度发光二极管做的照明灯。它具有高效、节能、长寿命、环保等一系列优点。

中国风能资源的详查和评估

风 能是清洁的可再生能源,大力开发利用风能资源是有效应对气候变化的重要举措之 一。中国政府十分重视风能资源的有序开发和合理利用,20世纪70年代至2006年期间,先后组织开展了3次全国风能资源普查,为我国的风能资源开发提供了基础依据;为更好地满足我国风能资源持续、有序、合理地规划和开发利用需要,国家发改委、财政部及国家相关部门决定在之前全国风 中国风能资源的详查和评估 ■文—中国气象局风能太阳能资源评估中心 能资源普查结果的基础上,实施“全国风能详查和评价”项目,该项目针对中国大陆风能资源丰富、适宜建设大型风电场、具备风能资源规模化开发利用条件的地区,通过现场观测、数值模拟、综合分析等技术手段,进一步摸清我国陆上风能资源特点及其分布,为促进我国风电又好又快发展做好前期工作。该项目于2008年正式启动,由中国气象局具体牵头组织实施。 一、中国风能资源详查和评估技术发展和项目主要成果 1. 初步建立全国陆上风能资源专业观测网 依托全国风能资源详查和评价工作,中国气象局针对风能资源规划和风电场选址需要,采用规范、统一的标准,在中国大陆风能资源可利用区域设立了400座70~120米高的测风塔,初步建成了全国陆上风能资源专 图1 全国风能资源专业观测网测风塔分布示意图

业观测网(图1),该专业观测网于2009年5月正式全网观测运行,已获取的实地观测数据为全国(陆上)风能详查和评价提供了可靠的依据,同时也为规范风能资源观测的专业化运行和管理积累了丰富的实际操作经验。该专业观测网的持续运行,可为开展风能预报业务和风电场后评估提供基础支持。 2. 研发了适用于中国的风能资源评估系统 中国气象局风能太阳能资源评估中心在引进和吸收加拿大、丹麦和美国等风能数值模拟评估的成功经验基础上,根据中国地理、气候特点进行改进和优化,采用先进的地理信息系统(GIS)分析技术,开发了适于中国气候和地理特点的风能资源评估系统(W E R A S/C M A),数值模拟的水平分辨率达到1千米以下,风能参数模拟精度能够满足各级风电规划和风电场选址需要。图2展示了W E R A S/ CMA的系统工作流程图。 3. 研发了规范、适用的风能资源 计算评估系统 依据IEC61400-1、IEC61400- 12-1、GB/T 18710-2002、QX/T74- 2007等国际国内风能资源计算评估技 术规范,在气象部门原有的“风能资 源计算评估系统” V1.0版软件基础上 进行研制和完善,使之适用于风能专 业观测网一体化观测系统特有的仪器 设置和数据采集方式,实现了多种观 测仪器原始数据格式的标准转换,原 始观测数据的质量检查、缺测数据的 自动插补订正、统一的数据库管理、 Word文档图表的全自动生成等功能, 满足了本项目计算评估大量的数据处 理、规范的参数计算、标准的图表制 作和便捷的报告编制等要求。 4. 建立了风能资源数据库共享系统 以地理信息系统和网络技术为支 撑,根据风能观测数据的采集和传输 特点,通过新一代气象通信系统,建 立了具备测风塔观测数据实时采集、 传输、质量控制、统计加工、分发存 储等全功能处理流程;建成的全国 风能资源数据库包括了风能观测塔数 据、风能评估参政气象站历史数据、 数值模拟计算结果和风能资源综合评 价的各类参数,通过分级管理形成了 全国风能资源数据共享系统,可为全 社会各个层面提供风能基础数据、评 估参数和图表成果等的公共服务。 5. 编制完善了一系列风能资源详 查和评价的规范性技术文件 针对项目执行中的各个技术环 节,参考国际、国内相关规范,考虑 我国气候特点、地理条件等因素,并 结合本项目工作大纲要求,研究编制 了《风能资源详查和评价工作测风塔 选址技术指南》、《测风塔塔体及其 防雷技术要求》、《测风塔风能观测 系统技术要求》和《风能资源综合评 价技术规定》、《风能资源短期数值 模拟技术规定》等规范性技术文件, 在规范和指导项目执行的同时,及时 进行总结、补充和修正,使各规范性 技术文件更加完善、合理,并具有普 适性和可操作性。 图2 WERAS/CMA的系统工作流程图

国内外风力发电技术的现状与发展趋势_田德

2007.01 Renewable Energy Industry 51 风能是一种可再生的清洁能源。近30年来,国际上在风能的利用方面,无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW,叶轮直径达到126m。截止2005年世界装机容量已达58,982MW,风力发电量占全球电量的1%。中国成为亚洲风电产业发展的主要推动者之一,其总装机容量居世界第8位,2005年新增装机容量居世界第6位。今后,国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。 1 引 言 风是最常见的自然现象之一,是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”,流动空气具有的动能称之为风能。因此,风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织(WMO)和中国气象局气象科学研究院分析,地球上可利用的风能资源为200亿kW,是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为2.53亿kW,海上可利用的风能是陆地上的3倍,50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍,风能资源非常丰富。 风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一[1]。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水,而且还有风力致热、风帆助航等。因此,开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力,从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中,将对国内外风力发电技术的现状和发展趋势进行论述。 2 风力发电基本知识 2.1 风能的计算公式 空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面积为A,则当风速为V的风流 经叶轮时,单位时间风传递给叶轮的风能为 其中:单位时间质量流量m=ρ AV 在实际中,式中: PW—每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能,即风能功率,W; Cp—叶轮的风能利用系数; ?m—齿轮箱和传动系统的机械效率,一般为0.80—0. 95,直驱式风力发电机为1.0;?e—发电机效率,一般为0.70—0.98;?—空气密度,kg/m3; A—风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积,m2; V—风速,m/s。 田 德 (内蒙古农业大学新能源技术研究所,呼和浩特 010018) 国内外风力发电技术 的现状与发展趋势

(完整版)我国风力发电的发展现状

我国风力发电的发展现状我国是世界上风力资源占有率最高的国家,也是世界上最早利用风能的国家之一,据资料统计,我国10m 高度层风能资源总量为3226 GW,其中陆上可开采风能总量为253 GW,加上海上风力资源,我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%,仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。 我国利用风力发电起步较晚,和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距,风力发电是20 世纪80 年代才迅速发展起来的,发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW 等多种小型风电机组,后期开始研制开发可充电型风电机组,并在海岛和风场广泛推广应用,目前有的风机已远销海外。至今,我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场,并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。截止2007 年底,我国风机装机容量已达到6.05 GW,年发电量占全国发电量的0.8%左右,比2000 年风电发电量增加了近10 倍,我国的风力发电量已跃居世界第5 位。 1.1 小型风电机组的发展 目前,我国小型风力发电机组技术已相当成熟,建设速度也较快,特别是5 kW 以下风力发电机组的制造技术成熟,已大量使用,并达到批量生产的要求。100、200、300、500 W 及1 kW、2 kW、5 kW 的小型风力发电机,年生产能力可达到5 万台以上。 1.2 大型风电机组的发展

我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口,通过多年来的开发研制,如今,大型风电机组的主要部件已基本实现国产化,其成本比进口机组低20%~30%,国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始,到后来的广东南澳4 台250kW 机组、辽宁营口安装660 kW 风电机组、黑龙江富锦单机960 kW 机组,再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组,我国已建成一大批大型风力发电场,使我国风力发电迈上了一个新台阶。 我国风能资源虽然蕴藏丰富,但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家,故我国的风力发电普及率还很低。在我国,还有一些无电村,其中部分地区风能资源丰富,应开发利用风力发电。 2国外风力发电的发展状况 风能的开发利用在国外发达国家已相当普及,尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家,风力发电在电网中占相当比重。20 世纪70 年代发生了世界性的能源危机,欧美国家政府加大补贴投入,鼓励开展风力发电事业。1973 年联邦德国风能资源投入30 万美元,到1980 年投资就增至6800 万美元;美国20 世纪80 年代初期安装了1700 多台风电机组,总装机容量达到3 MW;1979 年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴,政府拨款建立小型风轮机试验中心,承担发风轮机许可证任务。到20 世纪80 年代末,全球共有大型风轮机近2 万台,总装机容量2 GW。国际市场风力发电成本不断降低,有些条件较好的风力发电场,机组发电成本仅为8 美分/kWh,风场运行维修费为1.5 美分/kWh。从当前世界风力发电情况来看,无论从风机容量投资、

我国太阳能、风能资源分布

新能源行业形势及我国太阳能、风能资源分布情况 能源是国民经济重要的物质基础,也是人类赖以生存的基本条件。国民经济发展的速度和人民生活水平的提高都有赖于提供能源的多少。从历史上看,人类对能源利用的每一次重大突破都伴随着科技的进步,从而促进生产力大大发展,甚至引起社会生产方式的革命。如18世纪瓦特发明了蒸汽机,以蒸汽代替人力畜力,在一次能源的消费结构上转向以煤炭代替木柴的时代,开始了资本主义工业革命。从19世纪70年代开始,电力逐步代替蒸汽作为主要动力,从而实现了资本主义工业化。到了20世纪50年代,随着廉价石油、天然气大规模开发,世界能源的消费结构从以煤炭为主转向以石油为主,因而使西方经济在60年代进入了“ 黄金时代”。 据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。当今世界对能源的消费数量急剧增加,人们感到常规能源的开发和供应已难以满足社会对能源的需求,能源危机的阴影笼罩着整个世界。显然,如今能源不足对一个国家的国民经济发展的影响是很大的。赖以生存的主要能源供应不上,经济发展就要减慢,甚至停滞,人民生活也会受到严重影响。所以,能源是保证社会稳定和发展国民经济的重要物质基础。不仅如此,能源问题还是当今世界影响政治形势的一个重要问题,1990年的海湾战争就是一个典型。可见,能源问题已成为当今人类社会的热门话题之一。 上个世纪90年代以来,中国经济的持续高速发展带来了能源消费量的急剧上升。自1993年起,中国由能源净出口国变成净进口国,能源总消费已大于总供给,能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。面对日益紧迫的能源形势,寻求能源的可持续发展已成为大势所趋,而开发新能源和可再生能源则是能源可持续发展最为直接和有效的形式。2008年3月18日,国家发改委出台《可再生能源发展“十一五”规划》,提出到2010年,可再生能源消费占比将达10%,并采取财税等措施鼓励发展再生能源发展。根据我国的发展规划测算,可再生能源产业未来15年将培育近2万亿元的新兴市场。面对潜在的广阔市场,新能源产业未来发展无疑一片坦途。 太阳能:环保优势明显 太阳能在解决能源供应和环境保护上有明显优势。中国2/3以上国土的年日照大于2200小时,年辐射总量平均大于5900MJ百万焦尔/平方米,资源非常丰富,有必要和可能大力发展。太阳能的利用有两大方面 太阳能光热利用用太阳能热水器等装置把太阳能转化为热能。中国是世界上最大的太阳能光热利用国家,2003年太阳能热水器产量1200万平方米,使用量5200万平方米,占全世界的40%。北京2008年奥运村90%的洗浴热水将来自太阳能。 太阳能光电转换基于半导体材料的光电效应,用太阳能光电器件把太阳能转化为电能。2003年底,全国已安装的光伏电池容量约50MW(百万瓦)。广东深圳最近建成亚洲最大的

中国新能源风能的利用现状及发展

中国新能源风能的利用现状及发展 发表时间:2016-07-05T14:55:10.187Z 来源:《电力设备》2016年第7期作者:王飞王丹 [导读] 能源是人类生存和发展的重要物质基础,是人类从事各种经济活动的原动力。 王飞王丹 (国网天津城东供电公司) 摘要:随着化石能源的不断消耗,新能源的开发利用引起了世界各国的重视。新能源具有污染少、储量大、永续性等特点。我国新能源产业呈现强劲发展势头,其中,风电发展最为迅猛。但中国的风能资源开发利用仍然存在诸多问题,如风电的并网消纳难、电力市场不完善、相关配套法规不健全和风机制造技术基础薄弱等,这些制约因素严重阻碍了我国风电的可持续发展。 关键词:新能源,风能资源,风电 引言 能源是人类生存和发展的重要物质基础,是人类从事各种经济活动的原动力。由于化石能源(如煤、石油、天然气等能源)自然储量的有限性以及人类对其需求的无限性,随着人类对化石燃料无节制的开采和利用,化石能源短缺的矛盾日益突出。人均资源量少、资源消耗量大、能源供需矛盾尖锐以及利用效率低下、环境污染严重、能源结构不合理已成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素。 同时,化石能源的使用也给环境带来了许多负面影响,CO2等温室气体的排放导致全球气候变暖,并引发了气候的极端变化和一系列的自然灾害。在这种情况下,人类必须另辟蹊径,积极寻求能够替代化石能源的新能源和可再生能源,逐步摆脱对传统化石能源的依赖。 以水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和核能等为代表的新能源又称非化石能源,不但取之不尽、用之不竭,而且低碳、清洁、环保,既有利于保障能源供给,又可极大地减少温室气体的排放。新能源被认为是能够同时解决能源危机、金融危机和气候危机的战略性支点,因而成为新一轮国际竞争的热点。 新能源特别是风能,是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源,它与常规能源不同,在其利用过程中不会带来环境污染问题,其储量也不会随着其本身的转化和利用而减少。不但分布来源广泛和储量丰富,而且技术相对成熟,开发利用成本相对较低,具备了规模化开发利用的条件。因此,风能这种可再生清洁能源受到了世界各国的日益关注。我国不但拥有丰富的风能资源,而且风电开发和利用技术位居世界前列。 1 中国的风能资源及分布 地球大气中蕴藏着巨大的风能资源,据估算约有2 x 1010 kW。中国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。中国气象科学研究院根据全国900多个气象站陆地上离地10 m高度资料进行估算,全国平均风功率密度为100W /m2,风能资源总量约32. 26亿kW,估计只有约10%可以利用,测算出陆地上技术可开发风能储量约2. 53亿kW;近海可开发利用风能约7. 5亿kW,共计约10亿kW,仅次于俄罗斯和美国,居世界第三位。按同样条件对沿海水深2-15 m海域估算,海上风能储量750GW,共计约1 TW。 2 中国风能开发利用现状 在水能、太阳能、风能、地热能、海洋能和生物质能等众多可再生能源资源中,风能因其易获取、资源丰富、分布广泛和成本低等特征,在世界可再生能源资源的利用中获得了巨大发展。经过近60年的发展,中国风能开发利用取得了巨大进步,风电发电量、装机容量和风电场数量位居世界前列。 2. 1风电装机容量和发电量规模不断扩大 从2005年开始,中国的风电装机容量每年的增长数量均翻番。截至2011年底,我国风电新增装机容量约为1800万kw,而在2006年新增装机容量仅为134. 73万kW;到2011年,我国风电总装机容量达到了62. 7GW,居全球领先地位。连续6年的装机容量的大规模、快速增长,中国风电装机容量的增长率已占全球总增量的40%。在过去的几年我国风电的装机容量在不断增加,且每年的增长幅度也逐步扩大,在这段时期我国进入了风电快速发展阶段。但在连续5年的翻番增长后,我国风电装机容量的增速有所减缓。截止到2012年6月,我国并网风电达到5258万kw,首次超越美国,达到世界第一。 2. 2 中国风电技术取得了较大进步 我国风力发电起步较晚,在2004年之前风能利用技术落后,风电设备制造业不完善。为了促进我国风电发展,降低设备成本,国家一直坚持推进风机设备国产化,风电设备制造业也实现了从无到有、从小到大的跨越式发展。 随着风电技术的日臻完善,我国风电装机在全国的覆盖面逐步扩大。我国首先安装第一台风力机的省市分别为北京、湖北、山西、河南和湖南,其他各省市也相继建立起了风电场。中国可再生能源课题综合组和风能组就风能中、长期的发展目标分别进行了预测,另外,国内外一些专家和机构也对我国风能发展目标进行过预测。 2. 3 风电技术阻碍了我国风电的健康有序发展 目前,我国风能发展中技术创新还很薄弱,缺乏有自主知识产权的核心技术,因此,在很大程度上还要从国外引进技术。虽然,在知识经济到来的时代,所有国家都充分利用全球资源,通过技术引进和国际合作来缩小差距,提高竟争能力但是,如果没有自主创新的能力,就不知道引进什么先进技术,引进以后也不会消化吸收,更不能在此基础上进行再创新。 尽管目前我国的风机设备企业已经打破了国外对于兆瓦级风机的技术垄断,风电技术取得了巨大的成就。但不可否认的是,在我国风能利用的进程中,技术仍是一个不可忽视的难题。在2010年前,我国的风电行业技术标准在风电设备制造、安装、维护和检测等整个产业链相关的技术标准体系中,要么存在空白,要么是早期制定的,更新太慢,要么采用的是欧洲标准,不能完全适应中国的要求。风电行业技术标准体系的空白与滞后,在一定程度上减缓了我国由风电大国向风电强国转变的进程。 3 中国风能未来的发展 我国的风能发展尽管在2010年和2011年两年中暴露了许多问题,但这也正标志着我国的风电行业将要从高速发展期步入到调整期,即将进入成熟发展阶段。我国在《可再生能源发展中长期规划》中提到,风电是2010年和2020年可再生能源发展的重点领域之一。从国内看,我国计划在“十二五”期间进一步加快风电等可再生能源的发展。在发展陆上风电的同时,海上发电也将在“十二五”期间迎来黄金发展期。“十二五”期间,我国海上风电的发展目标为500万kW, 2015年形成完整的海上风电产业链和服务体系;到2020年,我国海上风电的发展

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