愛(ài)華網(wǎng)摘要：詳盡地介紹了我國(guó)和世界風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，我國(guó)風(fēng)力資源的分布情況、發(fā)電潛力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類(lèi)，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性，以及我國(guó)風(fēng)力發(fā)電亟待解決的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；現(xiàn)狀及前景；風(fēng)機(jī)的分類(lèi)；發(fā)展亟待解決的問(wèn)題 隨著世界能源的日趨匱乏和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，加之人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，人們?cè)谂ふ乙环N能替代石油、天然氣等能源的可再生、環(huán)保、潔凈的綠色能源。
風(fēng)能是當(dāng)前最有發(fā)展前景的一種新型能源，它是取之不盡用之不竭的能源，還是一種潔凈、無(wú)污染、可再生的綠色能源。風(fēng)能的利用，從風(fēng)車(chē)到風(fēng)力發(fā)電，證明了文明和科學(xué)進(jìn)步。 綠色和平組織和歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)2002年提出了《風(fēng)力12》報(bào)告，報(bào)告中指出到2020年，世界風(fēng)力發(fā)電將達(dá)到世界電力總需求量的12%，我國(guó)電力發(fā)展“十一五”發(fā)展綱要中也指出，中國(guó)的風(fēng)力發(fā)電將占世界風(fēng)力發(fā)電總量的14%。風(fēng)力發(fā)電與火力發(fā)電和水力發(fā)電比較，具有單機(jī)容量小、可分散建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)。隨著國(guó)家對(duì)能源需求和環(huán)保要求力度的不斷加大，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)也必將顯現(xiàn)出來(lái)。 1?? ?我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)是世界上風(fēng)力資源占有率最高的國(guó)家，也是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)10m高度層風(fēng)能資源總量為3226 GW，其中陸上可開(kāi)采風(fēng)能總量為253 GW，加上海上風(fēng)力資源，我國(guó)可利用風(fēng)力資源近1000 GW。如果風(fēng)力資源開(kāi)發(fā)率達(dá)到60%，僅風(fēng)能發(fā)電一項(xiàng)就可支撐我國(guó)目前的全部電力需求。 我國(guó)利用風(fēng)力發(fā)電起步較晚，和世界上風(fēng)能發(fā)電發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、美國(guó)、西班牙等國(guó)相比還有很大差距，風(fēng)力發(fā)電是20世紀(jì)80年代才迅速發(fā)展起來(lái)的，發(fā)展初期研制的風(fēng)機(jī)主要為1 kW、10 kW、55 kW、220 kW等多種小型風(fēng)電機(jī)組，后期開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)可充電型風(fēng)電機(jī)組，并在海島和風(fēng)場(chǎng)廣泛推廣應(yīng)用，目前有的風(fēng)機(jī)已遠(yuǎn)銷(xiāo)海外。至今，我國(guó)已經(jīng)在河北張家口、內(nèi)蒙古、山東榮城、遼寧營(yíng)口、黑龍江富錦、新疆達(dá)坂城、廣東南澳和海南等地建成了多個(gè)大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，并且計(jì)劃在江蘇南通、灌云及鹽城等地興建GW級(jí)風(fēng)電場(chǎng)。截止2007年底，我國(guó)風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量已達(dá)到6.05 GW，年發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電量的0.8%左右，比2000年風(fēng)電發(fā)電量增加了近10倍，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電量已躍居世界第5位。 1.1? 小型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展 目前，我國(guó)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)已相當(dāng)成熟，建設(shè)速度也較快，特別是5 kW以下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造技術(shù)成熟，已大量使用，并達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。100、200、300、500 W及1 kW、2 kW、5 kW的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，年生產(chǎn)能力可達(dá)到5萬(wàn)臺(tái)以上。 1.2 ?大型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展 我國(guó)大型風(fēng)電機(jī)組的開(kāi)發(fā)研制工作也正在加快。我國(guó)大型風(fēng)電機(jī)組基本上依賴進(jìn)口，通過(guò)多年來(lái)的開(kāi)發(fā)研制，如今，大型風(fēng)電機(jī)組的主要部件已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，其成本比進(jìn)口機(jī)組低20%～30%，國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)大型風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)的大型風(fēng)電機(jī)組從建設(shè)之初的山東榮成第一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)開(kāi)始，到后來(lái)的廣東南澳4臺(tái)250kW機(jī)組、遼寧營(yíng)口安裝660 kW風(fēng)電機(jī)組、黑龍江富錦單機(jī)960 kW機(jī)組，再到即將在山西、山東、江蘇等地安裝的大型機(jī)組，我國(guó)已建成一大批大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，使我國(guó)風(fēng)力發(fā)電邁上了一個(gè)新臺(tái)階。 我國(guó)風(fēng)能資源雖然蘊(yùn)藏豐富，但由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)力量還遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家，故我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電普及率還很低。在我國(guó)，還有一些無(wú)電村，其中部分地區(qū)風(fēng)能資源豐富，應(yīng)開(kāi)發(fā)利用風(fēng)力發(fā)電。 2??? 國(guó)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r 風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已相當(dāng)普及，尤其在德國(guó)、荷蘭、西班牙、丹麥等西歐國(guó)家，風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中占相當(dāng)比重。20世紀(jì)70年代發(fā)生了世界性的能源危機(jī)，歐美國(guó)家政府加大補(bǔ)貼投入，鼓勵(lì)開(kāi)展風(fēng)力發(fā)電事業(yè)。1973年聯(lián)邦德國(guó)風(fēng)能資源投入30萬(wàn)美元，到1980年投資就增至6800萬(wàn)美元；美國(guó)20世紀(jì)80年代初期安裝了1700多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)到3 MW；1979年丹麥能源部決定給風(fēng)輪機(jī)設(shè)備廠投入補(bǔ)貼，政府撥款建立小型風(fēng)輪機(jī)試驗(yàn)中心，承擔(dān)發(fā)風(fēng)輪機(jī)許可證任務(wù)。到20世紀(jì)80年代末，全球共有大型風(fēng)輪機(jī)近2萬(wàn)臺(tái)，總裝機(jī)容量2 GW。國(guó)際市場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電成本不斷降低，有些條件較好的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，機(jī)組發(fā)電成本僅為8美分/kWh，風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行維修費(fèi)為1.5美分/kWh。從當(dāng)前世界風(fēng)力發(fā)電情況來(lái)看，無(wú)論從風(fēng)機(jī)容量投資、年發(fā)電量、運(yùn)行費(fèi)用及運(yùn)行穩(wěn)定性等指標(biāo)衡量，200～500 kW的中型風(fēng)電機(jī)組都具有較大競(jìng)爭(zhēng)力。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2007年底，世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量為94112 MW，其中德國(guó)裝機(jī)容量22247 MW，牢牢的占據(jù)了其在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域世界領(lǐng)先地位，美國(guó)風(fēng)機(jī)容量16818MW，居世界第二位，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量為6050MW，居世界第五位。資料顯示，目前全球有20個(gè)大風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，其中有13個(gè)位于歐洲，其中德國(guó)、西班牙成為歐洲最大的風(fēng)力發(fā)電國(guó)。截至2007年末，風(fēng)力發(fā)電在整個(gè)電力行業(yè)中的比例突破0.5%，在歐洲一些風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家，其比例更是接近10%?，F(xiàn)在排在世界風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)前幾位，領(lǐng)先的是德國(guó)、美國(guó)、西班牙、丹麥、荷蘭等，亞太地區(qū)新興市場(chǎng)是日本和澳大利亞。 3??? 我國(guó)風(fēng)力資源及風(fēng)電發(fā)展前景 從自然環(huán)境來(lái)看，我國(guó)居于非常有利的優(yōu)勢(shì)地位。我國(guó)地域廣闊，海岸線長(zhǎng)、風(fēng)力資源十分豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)平均風(fēng)能密度大約為100 W/m2，風(fēng)能總量為3226 GW，其中可供開(kāi)發(fā)利用的陸上風(fēng)能總量大約為253 GW。在我國(guó)東南沿海及附近島嶼、內(nèi)蒙和河西走廊，以及我國(guó)東北、西北、華北、海南及西青藏高原等部分地區(qū)，每年的年平均風(fēng)速在3 m/s以上時(shí)間近4000 h，一些地區(qū)的年平均風(fēng)速在6～7 m/s以上，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電來(lái)說(shuō)，具有很大的開(kāi)發(fā)價(jià)值和廣闊的利用空間。按“十一五”發(fā)展規(guī)劃，至2010年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量將突破10 GW。 3.1? 風(fēng)力資源的分布 按風(fēng)能資源密度、有效風(fēng)力、風(fēng)速、風(fēng)能資源的分布特點(diǎn)來(lái)看，我國(guó)可分為6個(gè)地區(qū)：東南沿海及其海島為我國(guó)最大風(fēng)力資源區(qū)，有效風(fēng)能密度≥200～300 W/m2以上，風(fēng)速≥3 m/s，全年出現(xiàn)時(shí)間為7000～8000 h，風(fēng)速≥6 m/s的時(shí)間也在4000 h左右；內(nèi)蒙及甘肅河西走廊為第二大區(qū)，風(fēng)能密度≥200～300 W/ m2以上，風(fēng)速≥3 m/s，全年出現(xiàn)時(shí)間為5000 h，風(fēng)速≥6 m/s的時(shí)間也在2000 h左右；從北向南逐漸遞減；第三區(qū)為黑龍江、吉林東部及遼東半島沿海區(qū)域，風(fēng)能密度在200 W/ m2以上，風(fēng)速≥3m/s，時(shí)間為5000～7000 h，風(fēng)速≥6 m/s的時(shí)間也在3000h左右；第四區(qū)為青藏高原北部，風(fēng)能密度在150～200 W/m2，風(fēng)速≥3m/s，時(shí)間為4000～5000 h，風(fēng)速≥6 m/s的時(shí)間也在3000 h左右；第五區(qū)是云南、貴州、四川、甘肅及陜西秦嶺以南、河南、湖南西部和福建、廣東、廣西部分地區(qū)及塔里木盆地，是我國(guó)風(fēng)能最小區(qū)，其有效風(fēng)能密度在50 W/ m2以下，風(fēng)速≥3 m/s，時(shí)間在2000 h以下，風(fēng)速≥6 m/s的時(shí)間在1500 h以下，可有效利用風(fēng)能僅為20%左右；除上述區(qū)域以外的廣大地區(qū)被視為第6區(qū)，為風(fēng)能季節(jié)利用區(qū)，風(fēng)能密度在50～150 W/ m2之間，風(fēng)速≥3 m/s的時(shí)間為2000～4000 h左右，風(fēng)速≥6 m/s的時(shí)間在1000 h以下，其可利用風(fēng)力為30%～40%左右。 3.2? 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的種類(lèi) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由兩部分組成，一為發(fā)電提供原動(dòng)力的風(fēng)力機(jī)，即風(fēng)輪機(jī)，另一是將其轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機(jī)。 3.2.1 風(fēng)力機(jī)種類(lèi) 風(fēng)力發(fā)電中所采用的風(fēng)力機(jī)一般可分為常規(guī)型和新穎型兩類(lèi)。其中常規(guī)型即傳統(tǒng)的螺旋槳式風(fēng)力機(jī)，按其運(yùn)動(dòng)形式不同可分為振動(dòng)式、平動(dòng)式、固定式和旋轉(zhuǎn)式4種。按樣式不同又可分為螺旋槳式、荷蘭式、多翼式、渦輪式、多風(fēng)輪式和帆翼式等6種。 新穎型是對(duì)常規(guī)型的革新，一般可分為豎軸風(fēng)力機(jī)和增力水平軸風(fēng)力機(jī)2種。其中豎軸風(fēng)力機(jī)又可分為豎軸∮式風(fēng)力機(jī)、旋轉(zhuǎn)翼板風(fēng)力機(jī)、環(huán)量控制型風(fēng)力機(jī)和S型風(fēng)力機(jī)4種。增力水平軸風(fēng)力機(jī)可分為動(dòng)力導(dǎo)流風(fēng)力機(jī)和旋風(fēng)型風(fēng)力機(jī)2種。 3.2.2? 發(fā)電機(jī)種類(lèi) 用于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)，一般可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩類(lèi)。其中，交流發(fā)電機(jī)又可分為同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)2種。如果把風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)作為一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)考慮，可以把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分為恒速恒頻、近恒速恒頻、變速變頻和變速恒頻4種系統(tǒng)。 4??? 利用風(fēng)能發(fā)電的優(yōu)越性 利用風(fēng)能資源發(fā)電，具有良好的發(fā)展前景和其它能源無(wú)可比擬的優(yōu)越性。大體可歸納為以下幾點(diǎn)。?????? 風(fēng)力發(fā)電是一種干凈無(wú)污染的可再生自然資源，取之不盡，用之不竭，沒(méi)有常規(guī)能源（煤電、油電、核電）會(huì)造成環(huán)境污染的問(wèn)題。 ? 風(fēng)電技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，能源可用率達(dá)95%以上。 ? 風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性日益提高，發(fā)電成本較低，低于油電和核電，如果計(jì)及煤電的環(huán)境保護(hù)及交通運(yùn)輸?shù)韧顿Y，風(fēng)電成本也低于煤電。 ?風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)工期短，單臺(tái)機(jī)組安裝方便。 投資規(guī)模靈活，易操作。 5??? 當(dāng)前我國(guó)風(fēng)電發(fā)展亟待解決的問(wèn)題 當(dāng)前，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電仍然面臨許多難題，主要是工程造價(jià)高和上網(wǎng)電價(jià)高。目前，我國(guó)風(fēng)電處于發(fā)展階段，國(guó)家提供的支持政策還不甚完善，國(guó)家政策、經(jīng)濟(jì)因素等各方面的限制使風(fēng)力發(fā)電還難以進(jìn)入商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展軌道，要加快風(fēng)電發(fā)展，國(guó)家不僅要出臺(tái)保護(hù)政策，還要鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)，在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中也要給予大力支持。目前，我國(guó)已著手進(jìn)行推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電的商業(yè)化操作。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電具有一次性投資較高、年運(yùn)行小時(shí)數(shù)低、投產(chǎn)初期還本付息壓力大等特點(diǎn)，所以上網(wǎng)銷(xiāo)售等諸多環(huán)節(jié)需要國(guó)家出臺(tái)支持、優(yōu)惠及獎(jiǎng)勵(lì)政策，以鼓勵(lì)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展。一方面要發(fā)揮地方政府的積極性，制定地方優(yōu)惠政策，對(duì)風(fēng)力發(fā)電給予適當(dāng)補(bǔ)貼，鼓勵(lì)利用風(fēng)力資源。另一方面，國(guó)家還應(yīng)加大科技投入，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和科研開(kāi)發(fā)，使產(chǎn)品及時(shí)更新?lián)Q代，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電的推廣。 6?? 結(jié)束語(yǔ) 風(fēng)力發(fā)電具有既能保證能源的有序利用，又能戰(zhàn)勝全球氣候變化，更有利于全球的環(huán)境資源保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)我國(guó)風(fēng)能資源及利用狀況的調(diào)查，我國(guó)的風(fēng)能開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新時(shí)期，尤其是小型風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，效果也非常不錯(cuò)，并且前景非常廣闊。我們要充分有效地利用風(fēng)能這種可再生、無(wú)污染、環(huán)保節(jié)凈的自然資源，通過(guò)致力于風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)創(chuàng)新與科研開(kāi)發(fā)，使我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電得到長(zhǎng)足發(fā)展，使風(fēng)電在我國(guó)得到更加廣泛的應(yīng)用。我國(guó)把握機(jī)遇，加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，在積極實(shí)現(xiàn)火電、水電、核電、及潮汐能源、生物能源等多種能源發(fā)展過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能服務(wù)于人類(lèi)的特殊使命。
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