风能资源与利用

风能资源与利用主讲人：汤阳提出问题贵阳花溪云顶风电场（原创)风能是一种取之不尽、没有污染的再生能源，大力发展风能资源也被认为是一种非常有利于环保的有效措施，思考一下，风的资源和利用？风能资源与利用风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴藏量巨大。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。预计到2020年，世界电力需求上升到约26万亿kWh，到时即使只成功利用了三分之一的风能资源，即可满足世界电力需求。(一)风能资源风能资源与利用指标丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风能密度(W/m2)>200200~150<150~50<50一年内风速不小于3m/s累计小时数(h)>50005000~4000<4000~2000<2000一年内风速不小于6m/s累计小时数(h)>22002200~1500<1500~350<350占全国面积的百分比(%)8185024中国风能分区及占全国面积的百分比风能资源与利用风能的利用有哪些途径呢？风能资源与利用风能的利用就是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能量，便于人类使用，如电能和势能等。风能作为一种无污染和可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。(二)风能的利用风能资源与利用风力发电的利用方式主要有三类1、风力发电第一类是独立运行供电系统，即在电网未通达的偏远地区，用小型风电机为蓄电池充电，再通过逆变器转换成交流电向终端电器供电，单机容量一般为100W~10kW。风能资源与利用第二类是混合供电系统(hybridsystem)，采用中型风电机与柴油发电机或光伏太阳电池组成混合供电系统，目标系统容量为10~200kW，解决小的社区、单位或小岛用电问题。风能资源与利用第三类是作为常规电网电源的联网风力发电，是大规模利用风能最经济的方式；目前，商业化机组单机容量为150~5000kW，既可单独并网，也可由多台甚至成百上千台组成风力发电场，简称风电场。风电场与常规火电厂和水电站比较，由于单机容量小，可分散建设，资金较易筹集，基建周期短，有利于资金周转，及早还贷。近几十年，风电技术进步很快，高科技含量大，机组可靠性提高，单机容量6000kW以下的技术已成熟，虽然目前风电机成本还较高，随着规模化生产和技术改进，成本仍将继续下降。风能资源与利用2、风力提水风力泵水从古至今一直得到较普遍的应用。现代风力泵水机根据用途可以分为两类：一类是高扬程小流量的风力泵水机，它与活塞泵相配提取深井地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供饮用水；另一类是低扬程大流量的风力泵水机，它与叶轮泵相配套，提取河水、湖水或海水，主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。风能资源与利用3、帆船风力用于航行有悠久的历史，即使在机动船舶蓬勃发展的今天，为节约燃油和提高航速，古老的风帆助航也得到了发展。航运大国日本已在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航，节油率达15%。许多高性能的现代化私人游艇也采用了风帆助航。风能资源与利用4、风力致热随着人民生活水平的提高，家庭用能中热能的需要越来越大，特别是在高纬度的欧洲、北美取暖和煮水等耗能很大。为解决家庭及低品位工业热能的需要，风力致热有了较大的发展。“风力致热”是将风能转换成热能，目前有三种转换方法：风能资源与利用一是风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能。虽然电能可以100%转换成热能，但风能转换成电能的效率却很低。从能量梯级利用的角度看，这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成压缩空气，再转换成热能