風(fēng)能開發(fā)的時(shí)代背景及優(yōu)勢(shì)

熱心網(wǎng)友：當(dāng)太陽(yáng)幅射能穿越地球大氣層時(shí)，大氣層約吸收2×1016瓦的能量，其中一小部分轉(zhuǎn)變成空氣的動(dòng)能。因?yàn)闊釒П葮O帶吸收較多的太陽(yáng)輻射能，產(chǎn)生大氣壓力差導(dǎo)致空氣流動(dòng)而產(chǎn)生“風(fēng)”。 風(fēng)能非常巨大，理論上僅1％的風(fēng)能就能滿足人類能源需要。風(fēng)能利用主要是將大氣運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，其具體用途包括：風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)帆助航、風(fēng)車提水、風(fēng)力致熱采暖等。其中，風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的最重要形式。風(fēng)帆與風(fēng)車 風(fēng)能利用，已有數(shù)千年的歷史。最早的利用方式是“風(fēng)帆行舟”。埃及尼羅河上的風(fēng)帆船、中國(guó)的木帆船，都有兩三千年的歷史記載。唐代有“乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄?！痹?shī)句，可見那時(shí)風(fēng)帆船已廣泛用于江河航運(yùn)。最輝煌的風(fēng)帆時(shí)代是中國(guó)的明代，14世紀(jì)初葉中國(guó)航海家鄭和七下西洋，龐大的風(fēng)帆船隊(duì)功不可沒。 1000多年前，中國(guó)人首先發(fā)明了風(fēng)車，用它來提水、磨面，替代繁重的人力勞動(dòng)。12世紀(jì)，風(fēng)車從中東傳入歐洲。16世紀(jì)，荷蘭人利用風(fēng)車排水、與海爭(zhēng)地，在低洼的海灘地上建國(guó)立業(yè)，逐漸發(fā)展成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家。今天，荷蘭人將風(fēng)車視為國(guó)寶，北歐國(guó)家保留的大量荷蘭式的大風(fēng)車，已成為人類文明史的見證。風(fēng)力發(fā)電 歷史上，由于西歐各國(guó)燃料缺乏，而且其地理位置在盛行西風(fēng)帶上，故刺激其發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。 19世紀(jì)末，丹麥人首先研制了風(fēng)力發(fā)電機(jī)。1891年，丹麥建成了世界第一座風(fēng)力發(fā)電站?，F(xiàn)在丹麥已擁有風(fēng)力發(fā)電機(jī)3000多座，年發(fā)電100億度。 100多年來，世界各國(guó)研制成功了類型各異的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。1998年，全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到960萬(wàn)千瓦，全球風(fēng)力發(fā)電量達(dá)210億千瓦時(shí)，可供350萬(wàn)戶家庭使用。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包括水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。其中，水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前技術(shù)最成熟、生產(chǎn)量最多的一種形式。它由風(fēng)輪、增速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、偏航裝置、控制系統(tǒng)、塔架等部件所組成。風(fēng)輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪通過傳動(dòng)系統(tǒng)由增速齒輪箱增速，將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。整個(gè)機(jī)艙由高大的塔架舉起，由于風(fēng)向經(jīng)常變化，為了有效地利用風(fēng)能，還安裝有迎風(fēng)裝置，它根據(jù)風(fēng)向傳感器測(cè)得的風(fēng)向信號(hào)，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)艙始終對(duì)風(fēng)。 在電力不足的地區(qū)，為節(jié)省柴油機(jī)發(fā)電的燃料，可以采用風(fēng)力發(fā)電與柴油機(jī)發(fā)電互補(bǔ)，組成風(fēng)－柴互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。 風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)（簡(jiǎn)稱風(fēng)電場(chǎng)），是將多臺(tái)大型并網(wǎng)式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在風(fēng)能資源好的場(chǎng)地，按照地形和主風(fēng)向排成陣列，組成機(jī)群向電網(wǎng)供電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)就像種莊稼一樣排列在地面上，故形象地稱為“風(fēng)力田”。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)于20世紀(jì)80年代初在美國(guó)的加利福尼亞州興起，目前世界上最大的風(fēng)電場(chǎng)是洛杉磯附近的特哈查比風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量超過50萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量為14億千瓦·時(shí)，約占世界風(fēng)力發(fā)電總量的23％。 風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性可歸納為三點(diǎn)：第一，建造風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的費(fèi)用低廉，比水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠或核電站的建造費(fèi)用低得多；第二，不需火力發(fā)電所需的煤、油等燃料或核電站所需的核材料即可產(chǎn)生電力，除常規(guī)保養(yǎng)外，沒有其他任何消耗；第三，風(fēng)力是一種潔凈的自然能源，沒有煤電、油電與核電所伴生的環(huán)境污染問題。 中國(guó)風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能資源總量約為2.53億千瓦。國(guó)內(nèi)最著名的風(fēng)電場(chǎng)，是新疆烏魯木齊附近的達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量1.68萬(wàn)千瓦。世紀(jì)之交，中國(guó)制定了風(fēng)力發(fā)電的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展計(jì)劃，提出2000年風(fēng)電裝機(jī)40兆瓦以上的目標(biāo)，為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電打下了良好的基礎(chǔ)。

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