風能應用的歷史

　　風是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產生溫差，從而引起大氣的對流運動形成風。據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2％轉化為風能，但其總量仍是十分可觀的。全球的風能約為2.74X109MW，其中可利用的風能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

　　人類利用風能的歷史可以追溯到公元前。我國是世界上最早利用風能的國家之一。公元前數(shù)世紀我國人民就利用風力提水。 灌溉、磨面、舂米，用風帆推動船舶前進。到了宋代更是我國應 用風車的全盛時代，當時流行的垂直軸風車，一直沿用至今。在國外，公元前2世紀，古波斯人就利用垂直軸風車碾米。 10世紀伊斯蘭人用風車提水，11世紀風車在中東已獲得廣泛的 應用。13世紀風車傳至歐洲，14世紀已成為歐洲不可缺少的原 動機。在荷蘭風車先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水，以后又用于榨油和鋸木。只是由于蒸汽機的出現(xiàn)，才使歐洲風車數(shù)目急劇下降。

　　數(shù)千年來，風能技術發(fā)展緩慢，也沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機以來，在常規(guī)能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，風能作為新能源的一部分才重新有了長足的發(fā)展。風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠山區(qū)，地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網(wǎng)和近期內電網(wǎng)還難以達到的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。 即使在發(fā)達國家，風能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視。美國早在1974年就開始實行聯(lián)邦風能計劃。其內容主要是評估國家的風能資源；研究風能開發(fā)中的社會和環(huán)境問題；改進風力機的性能，降低造價；主要研究為農業(yè)和其他用戶用的小于100kw的風力機；為電力公司及工業(yè)用戶設計的兆瓦級的風力發(fā)電機組。美國已于80年代成功地開發(fā)了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6種風力機組。目前美國已成為世界上風力機裝機容量最多的國家，超過2X104MW，每年還以10％的速度增長?，F(xiàn)在世界上最大的新型風力發(fā)電機組已在夏威夷島建成運行，其風力機葉片直徑為97.5m，重144t，風輪迎風角的調整和機組的運行都由計算機控制，年發(fā)電量達1000萬kw·h。根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計至1990年美國風力發(fā)電已占總發(fā) 電量的1％。 在瑞典、荷蘭、英國、丹麥、德國、日本、西班牙，也根據(jù)各自國家的情況制定了相應的風力發(fā)電計劃。如瑞典1990年風力機的裝機容量已達350MW，年發(fā)電10億kw·h。丹麥在1978年即建成了日德蘭風力發(fā)電站，裝機容量2000kw，三片風葉的掃掠直徑為54m，混凝土塔高58m，預計到2005年電力需求量的10％將來源于風能。德國1980年就在易北河口建成了一座風 力電站，裝機容量為3000kw，到本世紀末風力發(fā)電也將占總發(fā)電量的8％。英國，英倫三島瀕臨海洋，風能十分豐富，政府對風能開發(fā)也十分重視，到1990年風力發(fā)電已占英國總發(fā)電量的2％。在日本， 1991年10月輕津海峽青森縣的日本最大的風力發(fā)電站投人運行，5臺風力發(fā)電機可為700戶家庭提供電力。

　　我國位于亞洲大陸東南、瀕臨太平洋西岸，季風強盛。季風是我國氣候的基本特征，如冬季季風在華北長達6個月，東北長達7個月。東南季風則遍及我國的東半壁。根據(jù)國家氣象局估計，全國風力資源的總儲量為每年16億kw，近期可開發(fā)的約為1．6億kw，內蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風能儲量居我國前列，年平均風速大于3m／s的天數(shù)在200天以上。我國風力機的發(fā)展，在50年代末是各種木結構的布篷式風車，1959年僅江蘇省就有木風車ZO多萬臺。到60年代中期主要是發(fā)展風力提水。70年代中期以后風能開發(fā)利用列入“六五”國家重點項目，得到迅速發(fā)展。進人80年代中期以后，我國先后從丹麥、比利時、瑞典、美國、德國引進一批中、大型風力發(fā)電機組。在新疆、內蒙古的風口及山東、浙江、福建、廣東的島嶼建立了8座示范性風力發(fā)電場。1992年裝機容量已達8MW。新疆達坂城的風力發(fā)電場裝機容量已達3300kw，是全國目前最大的風力發(fā)電場。至1990年底全國風力提水的灌溉面積已達2．58萬畝。1997年新增風力發(fā)電10萬kw。目前我國已研制出100多種不同型式、不同容量的風力發(fā)電機組，并初步形成了風力機產業(yè)。盡管如此，與發(fā)達國家相比，我國風能的開發(fā)利用還相當落后，不但發(fā)展速度緩慢而且技術落后，遠沒有形成規(guī)模。在進入21世紀時，我國應在風能的開發(fā)利用上加大投入力度，使高效清潔的風能能在我國能源的格局中占有應有的地位。