風(fēng)電主要用于哪些情況？相比其他發(fā)電方式有哪些優(yōu)缺點(diǎn)

熱心網(wǎng)友：風(fēng)力發(fā)電優(yōu)點(diǎn)：1、清潔，環(huán)境效益好；2、可再生，永不枯竭；3、基建周期短；4、裝機(jī)規(guī)模靈活。風(fēng)力發(fā)電缺點(diǎn)：1、噪聲，視覺(jué)污染；2、占用大片土地；3、不穩(wěn)定，不可控；4、目前成本仍然很高。5、影響鳥(niǎo)類(lèi)。一、概念風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風(fēng)能為2×10^7MW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過(guò)風(fēng)車(chē)來(lái)抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來(lái)發(fā)電。二、資源我國(guó)風(fēng)能資源豐富，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億kW，其中，陸地上風(fēng)能儲(chǔ)量約2.53億kW（陸地上離地10m高度資料計(jì)算），海上可開(kāi)發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約7.5億kW，共計(jì)10億kW。而2003年底全國(guó)電力裝機(jī)約5.67億kW。風(fēng)是沒(méi)有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對(duì)于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風(fēng)力發(fā)電，非常適合，大有可為。海上風(fēng)電是可再生能源發(fā)展的重要領(lǐng)域，是推動(dòng)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要力量，是促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要措施。我國(guó)海上風(fēng)能資源豐富，加快海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)于促進(jìn)沿海地區(qū)治理大氣霧霾、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式具有重要意義。三、種類(lèi)概述盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣，但歸納起來(lái)可分為兩類(lèi)：①水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。1、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)科分為升力型和阻力型兩類(lèi)。升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度快，阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電，多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有對(duì)風(fēng)裝置，能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這種對(duì)風(fēng)裝置采用尾舵，而對(duì)于大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架前面的稱(chēng)為上風(fēng)向風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪在塔架后面的則成為下風(fēng)向風(fēng)機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的式樣很多，有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪，有的再一個(gè)塔架上安裝多個(gè)風(fēng)輪，以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本，還有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪周?chē)a(chǎn)生漩渦，集中氣流，增加氣流速度。2、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無(wú)需對(duì)風(fēng)，在這點(diǎn)上相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢(shì)，它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，而且也減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類(lèi)型，其中有利用平板和被子做成的風(fēng)輪，這是一種純阻力裝置；S型風(fēng)車(chē)，具有部分升力，但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動(dòng)力矩，但尖速比低，在風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。3、達(dá)里厄式風(fēng)輪是法國(guó)G.J.M達(dá)里厄于19世紀(jì)30年代發(fā)明的。在20世紀(jì)70年代，加拿大國(guó)家科學(xué)研究院對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，現(xiàn)在是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)者。達(dá)里厄式風(fēng)輪是一種升力裝置，彎曲葉片的剖面是翼型，它的啟動(dòng)力矩低，但尖速比可以很高，對(duì)于給定的風(fēng)輪重量和成本，有較高的功率輸出?，F(xiàn)在有多種達(dá)里厄式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。這些風(fēng)輪可以設(shè)計(jì)成單葉片，雙葉片，三葉片或者多葉片。4、雙饋型發(fā)電機(jī)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)（Double-Fed Induction Generator）在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣。這種技術(shù)不過(guò)分依賴(lài)于蓄電池的容量，而是從勵(lì)磁系統(tǒng)入手，對(duì)勵(lì)磁電流加以適當(dāng)?shù)目刂疲瑥亩_(dá)到輸出一個(gè)恒頻電能的目的。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于異步發(fā)電機(jī)，但在勵(lì)磁上雙饋發(fā)電機(jī)采用交流勵(lì)磁。我們知道一個(gè)脈振磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，而三相繞組的適當(dāng)安排可以使其中一個(gè)磁勢(shì)的效果消去，這樣一來(lái)就得到一個(gè)在空間旋轉(zhuǎn)的磁勢(shì)，這就相當(dāng)于同步發(fā)電機(jī)中帶有直流勵(lì)磁的轉(zhuǎn)子。雙饋發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)就在于，交流勵(lì)磁的頻率是可調(diào)的，這就是說(shuō)旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的頻率可調(diào)。這樣當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不定時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率，就可以滿(mǎn)足輸出恒頻電能的目的。由于電力電子元器件的容量越來(lái)越大，所以雙饋發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力也越來(lái)越強(qiáng)，這使得雙饋機(jī)的單機(jī)容量得以提高。雖然，部分理論還在完善當(dāng)中，但是雙饋反應(yīng)發(fā)電機(jī)的廣泛應(yīng)用這一趨勢(shì)將越來(lái)越明顯。風(fēng)力發(fā)電，不合國(guó)情國(guó)內(nèi)紛紛上馬的風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)大多是形象工程。工信部副部長(zhǎng)苗圩近日語(yǔ)出驚人，他認(rèn)為中國(guó)風(fēng)沙伴存，風(fēng)電設(shè)備受風(fēng)沙磨損大，上馬太多風(fēng)電項(xiàng)目不合我國(guó)國(guó)情。苗圩說(shuō)，國(guó)外有風(fēng)地方?jīng)]有沙，比如說(shuō)是海洋風(fēng)。苗圩說(shuō)：中國(guó)是有風(fēng)的地方就有沙，風(fēng)沙對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備磨損非常厲害?，F(xiàn)在風(fēng)能發(fā)電風(fēng)機(jī)應(yīng)該是20年的壽命，但是如果有風(fēng)沙的侵蝕壽命還到不了20年。再過(guò)5年，壽命肯定要出問(wèn)題，特別是甘肅那個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電站典型的形象工程。就此話(huà)題，苗圩表示，能源布局的重點(diǎn)，應(yīng)該是供給端和使用端要做到平衡。而現(xiàn)狀是高級(jí)能源拉著低級(jí)能源運(yùn)轉(zhuǎn)。苗圩舉例說(shuō)，湖北本來(lái)水電是優(yōu)勢(shì)，三峽的電應(yīng)該更多留在湖北用，這是最好的清潔能源。但是現(xiàn)在卻把湖北的電運(yùn)到東部區(qū)，湖北再?gòu)闹苓呝I(mǎi)煤運(yùn)到湖北，引發(fā)一連串的效應(yīng)，河南就不夠用了，就再到山西、山東甚至到新疆去運(yùn)煤。進(jìn)行全國(guó)大旅行，全國(guó)鐵路貨運(yùn)一半用來(lái)運(yùn)送煤炭。這是多大的物流成本，多大的浪費(fèi)。據(jù)報(bào)道，甘肅酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地于2008年8月全面啟動(dòng)，標(biāo)志著中國(guó)正式步入了打造風(fēng)電三峽工程階段。據(jù)氣象部門(mén)最新風(fēng)能評(píng)估結(jié)果表明，酒泉風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為1.5億千瓦，可開(kāi)發(fā)量4000萬(wàn)千瓦以上，可利用面積近1萬(wàn)平方公里。5、馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪，由自旋的圓柱體組成，當(dāng)它在氣流中工作時(shí)，產(chǎn)生的移動(dòng)力是由于馬格努斯效應(yīng)引起的，其大小與風(fēng)速成正比。有的垂直軸風(fēng)輪使用管道或者漩渦發(fā)生器塔，通過(guò)套管或者擴(kuò)壓器使水平氣流變成垂直氣流，以增加速度，偶寫(xiě)還利用太陽(yáng)能或者燃燒某種燃料，是水平氣流變成垂直方向的氣流。6、徑流雙輪效應(yīng)風(fēng)輪徑流雙輪效應(yīng)或叫雙輪效應(yīng)是一種新型風(fēng)能轉(zhuǎn)化方式。首先它是一種雙輪結(jié)構(gòu)，相對(duì)于水平軸流式風(fēng)機(jī)，它是徑流式的，同已有的立軸式風(fēng)機(jī)一樣都是沿長(zhǎng)軸布設(shè)槳葉的，直接利用風(fēng)的推力旋轉(zhuǎn)工作的,單輪立軸風(fēng)輪因軸兩側(cè)槳葉同時(shí)接受風(fēng)力而扭矩相反，相互抵消，輸出力矩不大。設(shè)計(jì)為雙輪結(jié)構(gòu)并靠近安裝，同步運(yùn)轉(zhuǎn)，就將原來(lái)的立軸力矩輸出對(duì)槳葉流體力學(xué)形狀的依賴(lài)進(jìn)而改變?yōu)殡p輪間的利用轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生渦流力的利用，兩輪相互借力，相互推動(dòng)；而對(duì)吹向兩輪間的逆向風(fēng)流可以互相遮擋，進(jìn)而又依次輪流將其分撥于兩輪的外側(cè)，使兩輪外側(cè)獲得有疊加的風(fēng)流，因此使雙輪的外緣線(xiàn)速度可以高于風(fēng)速，雙輪結(jié)構(gòu)的這種互相助力，主動(dòng)利用風(fēng)力的特點(diǎn)產(chǎn)生了“雙輪效應(yīng)”。相比有些單輪式結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)中采用外加的遮擋法、活動(dòng)式變槳矩等被動(dòng)式減少葉輪回轉(zhuǎn)復(fù)位阻力的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了積極利用風(fēng)力的特點(diǎn)。因此這一發(fā)明的不僅具有實(shí)用作用，促進(jìn)風(fēng)力利用的研究和發(fā)展，而且具有新的流體力學(xué)方面的意義。它開(kāi)辟了風(fēng)能發(fā)展的新空間，是一項(xiàng)帶有基礎(chǔ)性質(zhì)的發(fā)明，這種雙輪風(fēng)機(jī)具有的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷，易于制造加工，轉(zhuǎn)數(shù)較低，重心下降，安全性好，運(yùn)行成本低，維護(hù)容易，無(wú)噪音污染等明顯特點(diǎn)，可以廣泛普及推廣，適應(yīng)中國(guó)節(jié)能減排需求，大有市場(chǎng)前景。

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