风力发电场的主要环境问题

收稿日期:2004-05-24

作者简介:赵大庆(1963-),男,辽宁沈阳人,高级工程师。

·问题探讨·

风力发电场的主要环境问题

Main Environmental Problem of Wind Electric Power Generation Field

赵大庆1　王　莹2　韩玺山1

(1.辽宁省气象局　沈阳　110001);(2.沈阳环境科学研究院　沈阳　110016)

摘要　本文介绍了风电场建设时周边环境的有利、不利影响及风力发电场选址的气象、社会自然条件,并就此提出建议。

关键词　风电场　影响　气象

Abstract The article introduces the construction of wind electric power generation field that is influenced by the ad 2vanced and disadvanced conditions surrounding and its conditions of meteorology 、society and nature ,then provides the sug 2gestions.

K ey words Wind E lectric Power Generation Field E ffect Meteorology

目前从世界各地来看,利用风能发电是开发新

能源、改善环境的重要组成部分。从90年代起辽宁省在利用风能等新能源方面有较大的进展。从全省风能分布看,资源量较大区主要集中在沿海及西北部干旱地区,到目前已建成风场8处,在建风场4处,待建风场有6处。

1　风电场的环境问题

风电场建设对周边环境影响可分为有利影响和不利影响。1.1　有利影响

(1)充分利用风能资源,减少常规能源的消耗,符合国家能源改革的方向。而且风能又是可再生能源(即在同一地点相距6～8倍风轮高度的距离后风能又达到原值)。取之不尽,用之不竭。

(2)风力发电场对比同规模使用燃煤电厂其向大气排放的污染物为零,实现固体、气体零排放。对保护大气环境有积极作用。

(3)风力发电场比燃煤电厂可节省大量淡水资源,减少水环境污染。特别是对缺少淡水资源的沿海及干旱地区更重要。

(4)在沿海及旅游区风力机群也是一道风景线,可在一定程度上反映经济、文化、环境相融洽的程度。

(5)通过实物教育,可增强公众开发自然资源、

保护环境的意识。

(6)建设风力电场对发展沿海经济有重大意义。如建海产冷库、开展海水淡化、进行电量季节调峰等都起到关键作用。1.2　不利影响1.2.1　噪声是公众关心的一个重要问题 风力发电机的噪声是来源于经过叶片的气流和风轮产生的尾流所形成,其强度依赖于叶尖线速度和叶片的空气动力负荷,这种噪声源与风力发电机的机型及塔架设计有关。噪声影响分为单机影响和机群影响。

单机噪声:为了达到距风机150m 处的噪声值小于45dB (A )的要求,厂商在制造时就采取了以下措施,风电机选用隔音防震型,变速齿轮箱为减噪型,叶片用减速叶片等。一般所用风机风轮转速在27r/min ,产生的噪声较小,据厂家介绍,离风机50～150m 范围内,噪声级分别为53～33dB (A )。

机群噪声:风力发电机机群的排列,是经过风洞试验后确定的,即风机行距在6D (D 为风轮直径),间距在4D ～6D 风速又恢复到常态,即噪声强度也随着风速减小而明显衰减。因此不存在风力机群噪声总合影响的问题。

本底噪声:风力发电场因考虑风能资源,大多

—

66—环境保护科学　第31卷　总第129期　2005年6月

数风电场选在沿海、山口、海岛、海堤及沙漠等地。辽宁省的风电场多选在辽东半岛沿岸。这样风大时,海浪声、风声、风机声都混在一起,很难分出是风机声的影响。

1.2.2　电磁辐射 电磁辐射是指一切电气设备在运行时都会产生电磁辐射,这种辐射叫做人工工频型辐射,辐射源包括发电机、电动机、输电线路、变电所等。就风力发电机而言,辐射源有发电机、变电所、输电线路等三部分。

发电机:风力发电机在设计时考虑了防磁、防辐射等要求,在选材时已将辐射降至最小。

变电所及输电线路:国家环保总局颁布的《电磁辐射环境保护管理办法》中规定:电压在100KV 以上的送变电系统属电磁辐射项目,造成环境污染危害的必须依法对直接受到损害的单位或个人赔偿损失。一般风电场输电线路为66KV,尚未达到国家规定的100KV,故不属于电磁辐射项目。

1.2.3　安装检修风机形成的油污染 风电机在初装、调试及日常检修中要进行拆卸、加油清洗等,此时如不注意就会造成漏油、滴油、油布乱扔等现象,对植被、土壤形成污染。因此建设单位应加强环境意识教育,提高管理水平。

1.2.4　对生态植被的影响 风电场在建设中风机基座、铁塔基座及道路施工和建设都要对土壤及植被造成一定的破坏。在建设中应尽量少破坏地表植被生态。

1.2.5　风电场建设对鸟类的影响 大型风力发电机安装,对环境的影响要考虑的主要问题之一是它们可能对鸟类造成的危害,特别是对夜间迁徙的候岛。美国鸟类专家罗格艾特埃奥尔进行了较为全面的研究。他在1976年和1977年,对安装于俄亥俄州普拉姆布鲁克的能源部和航天部研制的MOD-O型风力发电机,在秋天和冬天候鸟迁徙高峰期,观察研究了整整28个夜晚。该风电场位于美国、加拿大边境安大略湖的南岸,是候鸟的重要迁徙地。尽管研究十分有限,但还是得到如下结论:风力发电机看来并不总是对大量夜间飞行的鸟类构成致命危险,即使是在相当高的迁徙密度和低云层、有雾情况下也是如此。风力发电机对鸟类造成的危害比无线电和电视转播塔以及它们成千上万的拉索所造成的危害要小。尽管如此,选择风力发电场址时,还要尽量避开有大群夜间迁徙候鸟近地面通过的地方为宜。同时也要避开那些大量鸟类在附近聚集的湿地为好。

辽宁省是东北亚候鸟迁徙时必经的咽喉之地,有200多种鸟类在蒙古、俄罗斯、朝鲜、辽宁、山东、江苏等地之间迁徙。沿海是候鸟迁徙的停歇站和供食地。

根据辽宁8个已建风场环境评价中得知对鸟类影响有:

(1)噪声。当风机运行时,风轮转动对鸟类低飞起到驱赶和惊扰效应。对候鸟和旅鸟影响较小,主要对留鸟影响。

(2)气象天气条件。根据鸟类的习性一般是在有雾天气和云层很低时,易发生鸟类低空飞行碰撞建筑物和高压线。

1.2.6　光影 白天阳光照在旋转的叶片上投射上来的影子在房前屋后晃动,人无论在屋内外都笼罩在光影里,响声和光影使家人时常产生心烦、眩晕的症状,正常生活受到影响。

2　风力发电场选址的条件

2.1　气象条件　

2.1.1　风能资源 风力发电场选址的首要条件必须风能资源丰富,年平均风速在5m/s以上,30m 高处的有效风力时数在6000h以上,有效风能密度在240w/m2以上时才适合建设大型风电场。

2.1.2　风力发电场址盛行风向稳定 风向稳定不仅可以增大风能利用率,还可以延长风机寿命。

2.1.3　风力发电场湍流程度要小 风场湍流的形成一般是由于风道过于粗糙、或者因障碍物而产生的风速及风向的急刷变化而引起的。它不仅会影响风力发电机的出力,还会使风力发电机产生振动和受载不均,降低风力发电机使用寿命,严重时还会造成桨叶飞出的事故。

2.1.4　风力发电场址的自然灾害要少 强风、冰雹、雷暴、地震等都会对风力发电机等造成影响。

2.2　社会自然条件

(1)风力发电场址的地势要较平坦,地质条件要好,以便进行土建施工。

(2)交通便利。利于大型吊车、平板车的施工、运输。

(3)靠近现有的10KV和66KV变电所和线路,尽量少占耕地,减少生态破坏。

(4)远离自然保护区、军事设施、人口密集地区等。

3　建议

目前,我国就风能资源评价、风电场选址评价及风力发电场环境影响评价等项工作,还未有一定的成熟规范,建议各有关部门应及早进行调研,尽快制定导则,以利于风能利用事业快速发展。

—

7

6

—

风力发电场的主要环境问题　赵大庆