如何有效利用风能并做到风电的并网及消纳

166
2023-3-30 01:19

不必说文人墨客笔下 “ 春风又绿江南岸 ”“ 柳絮池塘淡淡风 ” 所呈现的充满诗情画意的风,单只讲为人类传递信息的风筝、提供动力的风车和风帆,都是人类有效利用风的杰作。风能相对于传统的化石能源,是一种清洁能源,利用风能的最好途径就是将风能转化为电能使用。本期,就和你讲讲风能的特点,以及人们是如何利用风能发电的。

1、风是如何形成的?

风的能量主要来自于太阳能,太阳的辐射给地球上的空气加热时,地球大气受热并不均匀,温度高的地方空气上升,于是在地表形成了低压; 温度低的地方空气下降,在地表形成了高压。高压和低压之间形成气压梯度,空气从高压区向低压区流动,就形成了水平运动的风。

2、风按照强度分类,可以分为哪几级?

你一定在天气预报中听到过类似这样的说法,“ 渤海风力 6~7 级转 4~5 级 ”。这里所说的 “ 级 ” 就是按照强度对风的分类,称为 “ 蒲福风力等级 ”。它把风按照风速分为从 0~12 共 13 个等级,数字越高,风速越快,风中所携带的能量越大。

为了方便记录,人们还给这 13 个等级的风分别起了名字:0 级为无风,1 级为软风,2 级为轻风,3 级为微风,4 级为和风,5 级为清风,6 级为强风,7 级为疾风,8 级为大风,9 级为烈风,10 级为狂风,11 级为暴风,12 级为飓风。

3、风能的特点是什么?

我们来看看风能的特点:首先,风能的蕴量巨大。太阳辐射到地球的能量中,有 2% 转化为风能,这可是一个非常庞大的数字。

地球上的风能约为 27400 亿千瓦,其中可以利用的约 200 亿千瓦,这个数量有多大呢? 它是地球上可开发利用的水能总量的 10 倍! 全世界每年燃烧煤炭得到的能量,还不到风能在同一时间内提供给地球能量的 1%。

风能最厉害的地方还不仅限于此。风能是可再生的,几乎可以说是取之不尽、用之不竭的。另外,风能是清洁能源,现如今人们使用的风能利用技术不会造成空气污染。

然而有效地利用风能可并不简单,摆在人们面前的困难重重。

第一,风功率密度低,也就是说风能虽然大,但是很难集中利用。为什么说风能多,但不集中呢? 如果我们利用化石能源,开采一个煤矿或者油田就行了; 如果利用水能,在合适的地方修个水电站就可以了。风能四处皆是,很难把它们集中利用。因此需要选好风电场场址,形成规模化利用。

第二,风能是不稳定的,一阵风大,一阵风小,几乎没什么规律,让人很难掌控。

第三,风能的分布很不均匀。要想利用好风能肯定需要很多技术手段。

4、我国的风能主要分布在哪些地区?

度量一个地方风能资源是否丰富,我们常用 “ 风功率密度 ” 这个概念,它的单位是 “ 瓦 / 平方米 ”。

如果我们把风能资源的多少画在中国地图上,就会见到一个很有意思的画面:西北、东北、华北、东南地区都是风能资源丰富的地方,中原地带和西南、东南部分地区的风能资源贫乏。

我国风能资源总的技术可开发利用量为 7 亿~12 亿千瓦。蒙东、蒙西、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部、江苏沿海、山东沿海等地区是我国风能资源最丰富的地区,50 米高度 3 级以上风能资源潜在开发量约 18.5 亿千瓦,占全国陆上风能资源的 77.7%。

5、人们是如何利用风能发电的?

风力发电的基本原理简单来说,就是将风的动能转变为机械能,再将机械能转变为电能。

具体来说,就是风吹过风车桨叶时在桨叶正反面形成压差,驱动风轮旋转,将风的动能转变为风轮的机械能。发电机在风轮的带动下旋转发电,将机械能转变为电能。实现这一能量转换的设备为风力发电机组。

风力发电机组的功率是衡量风力发电机组发电能力的指标,功率越大,则发电能力越强。风电机组在达到额定功率之前,其输出功率和风速的立方成正比,因此风速是风能资源的关键因素。

但是,人们从风中提取的能量最多只能是它的 59.6%,一般情况下要小于 40%。

 
玄能
注意:本文为投稿文章,由「 玄能」于 2023-03-30 投送,若有侵权请联系管理员。
转载说明:除特殊说明外本站文章皆由CC-4.0协议发布,转载请注明出处。
猜您喜欢
评论(没有评论)
验证码