风能及其利用_利用到风能的图片

风能及其利用_利用到风能的图片

　　利用到风能的图片,功率系数和风能利用,风机风能再利用3.1 风能基本知识 3.2 风能资源与风能利用概况 3.3 风力机的结构和工作原理 3.4 风力发电运行方式 3.5 风力发电现状与展望

　　风是地球外表大气层 由于太阳的热辐射而 引起的空气流动； 大气压差是风产生的 根本原因。

　　二、风的能量 1、产生能量的基本要素：风具有一定的质量和速度。 2、风能的一些主要特性参数：

　　(1)风能：空气运动产生的动能称为“风能”。 (2)风能密度：单位时间内通过单位截面积的风能。

　　(3)风速与风级：风速就是空气在单位时间内移动的距离，国 际上的单位是米／秒或千米／小时。分13级.

　　(4)风向与风频：通常把风吹来的地平方向定为风的方向，即 风向。风频是指风向的频率，即在一定时间内某风向出现的 次数占各风向出现总次数的百分比. (5)风的测量：风的测量仪器主要有风向器、杯形风速器和三 杯轻便风向风速表等。

　　?瞬时风速：某一瞬间测得的风速 1、 ? ?平均风速：一段时间内，瞬时风速的算术平均值

　　某相同风速时数 ? ? 100% ?某风速频率 ? 2、 测量风速总时数 ? ?风速变幅：最大风速与最小风速之差 ? ?起动风速：下限 3m/s ? 3、切除风速：上限 20m/s ? ?有效风速：3~20m/s ?

　　（1）垂直高度（2）地形地貌（3）地理位置（4）障碍物 （5）季节、昼夜

　　? 全球大气中总的风能量约为10 14MW，其中蕴藏的可被开发利用的风能约 有3.5×10 9MW，这比世界上可利用的水能大10倍。

　　? ? 全国风能储量约4.83×10 9MW ，可开发利用的风能资源总量达2.53亿kw。 主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛屿。

　　二、风能资源的特点 优点： 可再生 偏远山区、海滨、居 民分散的无电或少电 地区，风能资源丰富 清洁，不破坏环境， 不影响生态平衡 较易转化为机械能 缺点： ? 不稳定，需储能设备 ? 风能密度比较低 ? 受地形物形影响大

　　? ? ? ? 风能利用已有几千年的历史 由于它的缺点使得它不能规模化利用 现在技术问题解决，使得风力发电逐步发展起来 经济危机、能源安全等问题给了风能等可再生能源 发展的机会，现在风力发电技术是可再生能源中最 完善的，风电在欧洲所占比例逐步上升。 亚洲国家最重视风能的是印度和中国。 可再生能源的近期发展方向是以风力为主 我国新疆达坂、内蒙风力发电技术是最先进的，有 国家重点项目 风力丰富＋对土地的占用少＋不受昼夜影响＋存在 广泛＋政府重视＋解决就业，使风能发展越来越快

　　年平均风速4.5m/s：风能资源丰富区 年平均风速在4～4.5m/s：基本相当于风能资源丰富区 年平均风速在3～4m/s： 利用价值较高，有前景 一般风速为3m/s以上：能发电，我国这样的地区分布广泛 年平均风速2m/s：目前还没有什么利用价值。 除了破坏性极大的风（如台风、龙卷风） 绝大多数风速在2米/秒以上的风能都是可以利用的。

　　1、风力发电发展简史 ? 起源：世界上第1台用于发电的风力机于1891年在丹 麦建成 。 ? 发展：风电技术经过20年的开发日臻成熟，商业化 机组的单机容量从55 kW增加到1 650 kW，风电成 本从20美分/（kW· h），持续下降到5美分/（kW· h） 运行可靠性和发电成本接近常规火电，迅速发展成 为初具规模的新兴产业。 ? 目前风力机之最为美国CE公司的“超级风力机”， 单机功率为7.3MW，风车直径为112m。

　　? 世界风电总装机容量1994年底为350万kW，1995年底为490万 kw，1996年底为607万kW，1997年为764万kw，1998年达1015 万kW，1999年达1393万kw，2001年达1845万kw，2001年达 2493万kw．2002年达到了112.7kW，平均年增长率在30％以上。 ? 到2001年底，全世界风电场总装机容量达到24930Mw。其中： 德国8730Mw，居世界第1位；美国4250Mw，居世界第2位；西 班牙3550Mw，居世界第3位；丹麦2460Mw，居世界第4位。在 此期间，发展中国家以印度的风电场建设发展最快，到2001年 底达到1460Mw，居世界第5位。 ? 世界能源委员会预计，全世界到2020年风力发电装机容量可达 18亿—47亿kw 。

　　? 世界风电在加速发展，装机容量每年以近30％的 速度递增。 ? 按照德国风电发展计划，2010年，风电电量占总 发电量的12.5％；到2050年，将占到50％。 ? 丹麦的风电电量2003年占全国总发电量的18％， 规划到2030年，风电将占总发电量的50％。 ? 西班牙、英国和法国也加快了风电的发展。

　　? 从中国电机工程学会获悉，到今年上半年我国有 40多个风电场，装机容量约为76.4万千瓦，风电 装机容量仅占全国装机容量的0.17%。 ? 2004年全国在建项目的装机容量约150万千瓦，其 中正在施工的约42万千瓦，可研批复的68万千瓦， 项目建议书批复的45万千瓦，包括五个10万千瓦 特许权项目。如果这些项目抓紧实施，2005年底 累计装机超过了100万千瓦。

　　? 从统计数据看，全国风电上网电价比常规水电和火 电厂高出许多，新疆常规火电上网平均电价在0.25 元/千瓦时左右，而风电则平均达到0.6元/千瓦时以 上。而风电利用小时数约在2000至3000小时左右， 仅为火电的一半。 ? 另外，虽然风电单位千瓦平均造价已从10000元降到 8000元左右，但仍远高于火电的4000元/千瓦造价， ? 建设一座装机10万千瓦的风电场，约需8亿元以上， 而建设同样规模的火电厂约为4至5亿元。

　　1、按风轮轴与地面的相对位置，可分为水平轴式和垂直轴式。 2、按风轮相对于塔架的位置，分为上风式和下风式；

　　片式。 4、从叶片型式上分，有螺旋桨式、H型、S型等； 5、按叶片的工作原理分，则有升力型和阻力型的区别。 6、以风力机的容量分，则有微型(1kW以下)、小型(1—10kW)、 中型(10—100kW)和大型(100kw以上)机。

　　① 风轮直径：通常风力机的功率越大，直径越大； ② 叶片数目：高速发电用风力机为2—4片，低速风力 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

　　机大于4片； 叶片材料：现代常采用高强度低密度的复合材料； 风能利用系数：一般为0.15—0.5之间； 启动风速：一般为3—5m/s; 停机风速：通常为15—35m/s; 输出功率：现代风力机一般为几百千瓦—几兆瓦； 另外还有塔架高度等等。

　　? 特点：风力机的风轮轴与地面呈水平状态 ? 组成：一般由风轮增速器、调速器、调向装置、塔架等 部件组成，大中型风力机还有自动控制系统。 ? 应用：这种风力机的功率从几十千瓦到数兆瓦，是日前 最具有实际开发价值的风力机： ? 类型：传统风车、低速风力机及高速风力机等3大类型。

　　? 特点：风轮转轴与地面呈垂直状态。 ? 形式：s型、H型、Ф型等。 ? 应用：虽然目前垂直轴风力机尚未大量商品化，

　　但是它有许多特点，如不需大型塔架、发电机可 安装在地面上、维修方便及叶片制造简便等，研 究日趋增多，各种形式不断出现各种形式的垂直 轴风力机。

　　?1、风轮：捕捉和吸收风能并将其转化为机械能 ? （1）调速（限速）机构 ? ?2、控制系统： ? ? （2）调向机构：尾舵、舵轮等 ? ? ?3、传动装置：齿轮、皮带、曲柄连杆等 ?4、作功装置：发电机、水泵、粉碎机、铡草机 ? ?5、蓄能装置：蓄电池、蓄水罐 ?6、塔架：支撑到高空 ?

　　1、风轮；2、传动装置；3、塔架；4、尾舵； 5、调速机构；6、发电机；7、蓄电池

　　1、轮毂（安装叶片）；2、传动系统；3、齿轮箱；4、刹车系统；5、 发电机；6、塔架；7、风速风向仪

　　1、风轮；2、传动装置；3、尾舵；4、船头座机回转体；5、塔架；6、 螺旋水泵；7、低水源；8、出水池；9、停车机构

　　?1、尾舵：小型、微型 ?2、舵轮：小型、中型 ? ? ?3、电动对风装置：中型、大型 ?4、自动调向风轮：下风式 ?

　　荷兰过去世纪中数以千计大 幅运用，今日仅有少数地方 看见。效率低(7%) 且输出功 率小，约仅10马力(hp)

　　8、控制器 9、风速计 10、尾舵 11、机舱 12、高速轴 13、14调向

　　1、安全可靠，成本日渐降低； 2、不消耗资源、不污染环境； 3、建设周期一般很短； 4、装机规模灵活； 5、运行简单； 6、实际占地少； 7、对土地要求低； 8、在发电方式上还有多样化的特点。

　　? 风力发电机组输出的电能经蓄电池蓄能，再供应用 户使用，如需要交流电，则要加逆变器。

　　风能利用率提高，但必须增加实 现恒频输出的电力电子设备，解 决变速运行共振问题。

　　千台单机容量从数十kw、数百kw直至Mw级以上 的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装 而组成的风力发电机群体，称为风力发电场，简 称风电场。 ? 风力发电场属于大规模利用风能的方式，其发出 的电能全部经变电设备送往大电网。

　　? 装机规模世界第一； ? 风电发展十分普及； ? 德国政府计划，到2010年要使新能源占总装 机容量的10％，2050年时达到50％。

　　? 1997年前一直是雄居世界第一的风电大国，到2001年 底，美国风电总装机为4250MW，居世界第2位。

　　? 近两年美国又开始重视风力发电的发展，加大支持 力度，将旧机更新换代，并制定了雄心勃勃的技术 研究发展计划，最终日标是要将风电电价降到2.5美 分/wh。 ? 目前联邦政府规定，可再生能源每发1kwh电可减1.5 美分的税。1998年6月，议会提出“可再生能源有价 证券法规”(RP5)，规定新能源必须在电力发电来源 中占有一定比例，使得风力发电在总发电量中所占 比重有可能从1998年的2％提高到2010年的5.5％。

　　? 世界上最大的风力发电机组生产国，产量占世界60 ％以上，在其出口产业中占第二位；

　　? 1999年丹麦风电总装机达1740MW，其发电量巳占 全国总量的10％； ? 2030年将达5500MW，发电量将占全国近50％，其 中海上风电场装机将达4000MW。 ? 丹麦政府计划，未来新能源(主要是风电和生物质 能)将提供75％以上的能源供应，燃煤发电将逐渐 淘汰。

　　? 南澳地处台湾海峡西南端喇叭口，风力资源丰富，风电 场年平均风速达8.54米/秒，年有效风速时数超过7000小 时，有效风能密度达1011瓦/平方米，风况属世界最佳之 列，是我国少有的可以大规模开发风力发电场的地域之 一。 ? 已安装风力机132台,总装机容量达570MW,年发电量达1.4 亿千瓦时,成为亚洲海岛最大的风力发电场; ? 目前，总装机容量达75.5MW的两个大型风电项目正在建 设中，投资22亿多元的3个海上风电场项目已投入前期工 作。

　　2、达坂城风力发电一场 ? 达坂城风力发电一场位于兰新铁路及乌喀公路一 侧，达坂城谷地，年平均风速8.1m/s。 ? 新疆水利厅1986年成立新疆风能公司、新疆风能 研究所、新疆新风科工贸有限责任公司“三位一 体”的高科技实体。 ? 1989年建成了当时亚洲最大的大型风力发电场， 并成功地高质量运行管理至今，新疆金风科贸公 司现装机42台，总容量18.4MW。

　　? 辉腾锡勒风电场是1995年成立的风电企业。 场址位于内蒙中旗，海拔2010～2131m，风 速7.4～8.2m/s。规划容量1200MW，年发电 量33亿千瓦时。 ? 现装机72台，总容量42.7MW。 ? 股东：龙源电力集团公司(50%)

　　国家特许权示范项目——江苏龙源如东100.5兆瓦风力发 电量超过1亿千瓦时。 位于南黄海之滨的如东县环港外滩耸立起风电机组， 实现了江苏作为经济大省风电“零的突破”。记者获悉,如 东风电特许权二期后续49.5兆瓦项目正在小洋口港全面铺 开，全部33台风电机组计划于年底建成发电。同时，100.5 兆瓦项目也将于年底实现吊装33台风电机组的目标。届时， 南通黄海之滨将成为全国乃至亚洲最大、最先进的风电场， 年发电量将达到6亿千瓦时。图为蔚为壮观的如东海滨风 电场。

　　? 单机容量不断增大； ? 未来的发展趋向： （1）提高机群安装场地选择的准确性； （2）改进机群布局的合理性； （3）提高运行的可靠性、稳定性，实现运行的最佳 控制； （4）进一步降低设备投资及发电成本； （5）总装机容量在1MW以上的风力发电场将占据 主导地位，风力发电场内的风力发电机组单机容 量将主要是百千瓦以上至兆瓦级的。