很好的文章关于风力发电前景的介绍

风力发电的发展现状及前景

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解召辉 原创 | 2009/12/28 16:03 | 投票

关键字：风力发电 现状及前景 风机的分类 发展亟待解决的问题

摘要：详尽地介绍了我国和世界风力发电的现状和发展前景，我国风力资源的分布情况、发电潜力、风力发电机组的分类，风力发电的优越性，以及我国风力发电亟待解决的问题。

关键词：风力发电；现状及前景；风机的分类；发展亟待解决的问题

随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。

风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。

绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力12》报告，报告中指出到2020年，世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%，我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出，中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。

1 我国风力发电的发展现状

我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226 GW，其中陆上可开采风能总量为253 GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。

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我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20世纪80年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000年风电发电量增加了近10倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。

1.1 小型风电机组的发展

目前，我国小型风力发电机组技术已相当成熟，建设速度也较快，特别是5 kW以下风力发电机组的制造技术成熟，已大量使用，并达到批量生产的要求。100、200、300、500 W及1 kW、2 kW、5 kW的小型风力发电机，年生产能力可达到5万台以上。

1.2 大型风电机组的发展

我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口，通过多年来的开发研制，如今，大型风电机组的主要部件已基本实现国产化，其成本比进口机组低20%～30%，国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始，到后来的广东南澳4台250kW机组、辽宁营口安装660 kW风电机组、黑龙江富锦单机960 kW机组，再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组，我国已建成一大批大型风力发电场，使我国风力发电迈上了一个新台阶。

我国风能资源虽然蕴藏丰富，但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家，故我国的风力发电普及率还很低。在我国，还有一些无电村，其中部分地区风能资源丰富，应开发利用风力发电。

2 国外风力发电的发展状况

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风能的开发利用在国外发达国家已相当普及，尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家，风力发电在电网中占相当比重。20世纪70年代发生了世界性的能源危机，欧美国家政府加大补贴投入，鼓励开展风力发电事业。1973年联邦德国风能资源投入30万美元，到1980年投资就增至6800万美元；美国20世纪80年代初期安装了1700多台风电机组，总装机容量达到3 MW；1979年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴，政府拨款建立小型风轮机试验中心，承担发风轮机许可证任务。到20世纪80年代末，全球共有大型风轮机近2万台，总装机容量2 GW。国际市场风力发电成本不断降低，有些条件较好的风力发电场，机组发电成本仅为8美分/kWh，风场运行维修费为1.5美分/kWh。从当前世界风力发电情况来看，无论从风机容量投资、年发电量、运行费用及运行稳定性等指标衡量，200～500 kW的中型风电机组都具有较大竞争力。

据统计，截止2007年底，世界风力发电装机容量为94112 MW，其中德国装机容量22247 MW，牢牢的占据了其在风力发电领域世界领先地位，美国风机容量16818MW，居世界第二位，我国风力发电装机容量为6050MW，居世界第五位。资料显示，目前全球有20个大风力发电场，其中有13个位于欧洲，其中德国、西班牙成为欧洲最大的风力发电国。截至2007年末，风力发电在整个电力行业中的比例突破0.5%，在欧洲一些风电发达国家，其比例更是接近10%。现在排在世界风力发电市场前几位，领先的是德国、美国、西班牙、丹麦、荷兰等，亚太地区新兴市场是日本和澳大利亚。

3 我国风力资源及风电发展前景

从自然环境来看，我国居于非常有利的优势地位。我国地域广阔，海岸线长、风力资源十分丰富。据统计，全国平均风能密度大约为100 W/m2，风能总量为3226 GW，其中可供开发利用的陆上风能总量大约为253 GW。在我国东南沿海及附近岛屿、内蒙和河西走廊，以及我国东北、西北、华北、海南及西青藏高原等部分地区，每年的年平均风速在3 m/s以上时间近4000 h，一些地区的年平均风速在6～7 m/s以上，对于风力发电来说，具有很大的开发价值和广阔的利用空间。按“十一五”发展规划，至2010年我国风电装机总量将突破10 GW。

3.1 风力资源的分布

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按风能资源密度、有效风力、风速、风能资源的分布特点来看，我国可分为6个地区：东南沿海及其海岛为我国最大风力资源区，有效风能密度≥200～300 W/m2以上，风速≥3 m/s，全年出现时间为7000～8000 h，风速≥6 m/s的时间也在4000 h左右；内蒙及甘肃河西走廊为第二大区，风能密度≥200～300 W/ m2以上，风速≥3 m/s，全年出现时间为5000 h，风速≥6 m/s的时间也在2000 h左右；从北向南逐渐递减；第三区为黑龙江、吉林东部及辽东半岛沿海区域，风能密度在200 W/ m2以上，风速≥3m/s，时间为5000～7000 h，风速≥6 m/s的时间也在3000h左右；第四区为青藏高原北部，风能密度在150～200 W/m2，风速≥3m/s，时间为4000～5000 h，风速≥6 m/s的时间也在3000 h左右；第五区是云南、贵州、四川、甘肃及陕西秦岭以南、河南、湖南西部和福建、广东、广西部分地区及塔里木盆地，是我国风能最小区，其有效风能密度在50 W/ m2以下，风速≥3 m/s，时间在2000 h以下，风速≥6 m/s的时间在1500 h以下，可有效利用风能仅为20%左右；除上述区域以外的广大地区被视为第6区，为风能季节利用区，风能密度在50～150 W/ m2之间，风速≥3 m/s的时间为2000～4000 h左右，风速≥6 m/s的时间在1000 h以下，其可利用风力为30%～40%左右。

3.2 风力发电机组的种类

风力发电机组由两部分组成，一为发电提供原动力的风力机，即风轮机，另一是将其转换为电能的发电机。

3.2.1 风力机种类

风力发电中所采用的风力机一般可分为常规型和新颖型两类。其中常规型即传统的螺旋桨式风力机，按其运动形式不同可分为振动式、平动式、固定式和旋转式4种。按样式不同又可分为螺旋桨式、荷兰式、多翼式、涡轮式、多风轮式和帆翼式等6种。

新颖型是对常规型的革新，一般可分为竖轴风力机和增力水平轴风力机2种。其中竖轴风力机又可分为竖轴∮式风力机、旋转翼板风力机、环量控制型风力机和S型风力机4种。增力水平轴风力机可分为动力导流风力机和旋风型风力机2种。

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3.2.2 发电机种类

用于风力发电的发电机，一般可分为直流发电机和交流发电机两类。其中，交流发电机又可分为同步交流发电机和异步交流发电机2种。如果把风力机和发电机作为一个整体系统来考虑，可以把风力发电机组分为恒速恒频、近恒速恒频、变速变频和变速恒频4种系统。

4 利用风能发电的优越性

利用风能资源发电，具有良好的发展前景和其它能源无可比拟的优越性。大体可归纳为以下几点。

风力发电是一种干净无污染的可再生自然资源，取之不尽，用之不竭，没有常规能源（煤电、油电、核电）会造成环境污染的问题。 风电技术日趋成熟，产品质量可靠，能源可用率达95%以上。 风力发电的经济性日益提高，发电成本较低，低于油电和核电，如果计及煤电的环境保护及交通运输等投资，风电成本也低于煤电。 风力发电场建设工期短，单台机组安装方便。 投资规模灵活，易操作。

5 当前我国风电发展亟待解决的问题

当前，我国的风力发电仍然面临许多难题，主要是工程造价高和上网电价高。目前，我国风电处于发展阶段，国家提供的支持政策还不甚完善，国家政策、经济因素等各方面的限制使风力发电还难以进入商业化、产业化发展轨道，要加快风电发展，国家不仅要出台保护政策，还要鼓励竞争，在产业化发展过程中也要给予大力支持。目前，我国已着手进行推动风力发电的商业化操作。针对风力发电具有一次性投资较高、年运行小时数低、投产初期还本付息压力大等特点，所以上网销售等诸多环节需要国家出台支持、优惠及奖励政策，以鼓励风力发电发展。一方面要发挥地方政府的积极性，制定地方优惠政策，对风力发电给予适当补贴，鼓励利用风力资源。另一方面，国家还应加大科技投入，进行技术创新和科研开发，使产品及时更新换代，促进风力发电的推广。

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6 结束语

风力发电具有既能保证能源的有序利用，又能战胜全球气候变化，更有利于全球的环境资源保护的优点。通过对我国风能资源及利用状况的调查，我国的风能开发和利用已经进入一个崭新时期，尤其是小型风机的生产和应用已经相当广泛，效果也非常不错，并且前景非常广阔。我们要充分有效地利用风能这种可再生、无污染、环保节净的自然资源，通过致力于风力发电的技术创新与科研开发，使我国的风力发电得到长足发展，使风电在我国得到更加广泛的应用。我国把握机遇，加快能源结构调整，在积极实现火电、水电、核电、及潮汐能源、生物能源等多种能源发展过程中，实现风能服务于人类的特殊使命。