我国风能资源

我国风能资源分布为如下几个区域：东南沿海及其岛屿、内蒙古和甘肃北部、黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海、青藏高原，三北地区的北部和沿海等大风能源区域。

这些地区风能密度大，分布范围广泛，是我国连成一片的最大风能资源区。

面对如此丰富的风能资源，我们不禁想到新的能源发电——风能源。

风能利用就是将风的动能转换为机械能，再转换为其他能量形式。

风能利用有很多种形式，最直接的用途是风车磨坊、风车提水、风车供热，但最主要的用途是风能发电。

风的动能通过风轮机转换成机械能，再带动发电机发电，转换成电能。

风轮机有多种形式，大体可分为水平轴式风力机和垂直轴式风力机。

风能是一种取之不尽，无处不在的清洁能源，全年平均风速较高的地区，都可建风力发电厂。

风力发电有两种形式：（1）小型家用分散型风力发电装置；工作风速适应范围大，几米/秒-十几米/秒，可工作于各种恶劣的气候环境，能防沙、防水，维修简单，寿命长，技术已经成熟，美国Jacobs公司生产的3千瓦的家用风力发电机组已经在世界各地运行，德国、瑞典、法国也生产这种小型风力发电装置。

（2）并网的大型风力发电装置；功率在100千瓦以上的风力机一般称为大型风力机。

目前运行的最大风力机是德国Repower公司的5兆瓦机组。

并网风力发电的价值分析：发那个能的价值取决于应用风能和利用其他能源来完成同一任务所要付出代价的差异。

从经济效益角度来理解，这个价值可被定义为利用风能时所能节省的燃料费、容量费和排放费。

从社会效益角度来考虑，这个价值相当于所节省的纯社会费用。

（一）节省燃料；当风能加入到某一发电系统中后，由于风力发电提供的电能，发电系统中其他发电装置则可少发一些点，这样就可以节省燃料。

节省多少矿物燃料和哪一种矿物燃料，现在和将来都将取决于发电设备的构成成分，也取决于发电装置的性能，特别是发电装置的热耗率。

不利的是，风能引入将有可能使燃烧矿物性燃料的发电设备在低负荷状态下运行。

节省燃料的多少还取决于风力发电的普及水平，为了计算燃料消耗的节省情况，必须把发电系统当作是一个整体来分析。

荷兰已经完成了这种综合分析，缝隙指出，在以后的10年里，由于风力发电能力的增加和更有效的矿物燃料发电站的简历，将降低单位发电的燃料消耗。

（二）容量的节省；鉴于风速的多变性，因此风力发电常被认为是一种无容量价值的能源。

但实际上风力发电对于整个发电设备，但却有可能得到风力发电系统。

当然，得到风力发电装置的可能性少于得到常规发电装置的可能性，但他白哦名风力发电有一定的容量储备。

这种容量储备可以被计算出来，方法是利用统计学方法分析整个系统的可靠性和计算出有风机和没有风机的发电系统的最小的必需的常规发电能力。

研究人员已经弄清楚了各种风力发电系统的风力发电容量储备。

以荷兰为例子，通过计算表明，在2000年，1000兆瓦的风力发电能力可以取代165-186兆瓦的常规发电容量，也就是说，他的相对容量储备为百分之16到18,。

对于其他国家，这个指标介于极小值和百分之80之间，在加利福尼亚的某些地区，这个值相对较高，这些地区的能耗与现实的风力发电之间具有很好的相关性。

（三）减少废物排放；风机正常工作时，不会向空气、土壤排放废弃物。

矿物性燃料的燃烧过程则要产生大量的废气和废物，因此几乎所有的以矿物燃料为动力的发电系统，都要产生大量的排放物。

这意味着利用风机每发出1GW小时的电能节省下来矿物燃料，便可避免产生相当大量的污染排放物。

（四）节省的燃料、容量、运转、维修和排放费用；根据节省的燃料、容量和排放物的多少，可以计算出利用风能所节省的费用，由此便给出了风能的利用价值指标。

一般情况下，往往只分析节省的燃料费和能力费用，但减少的排放物也可以转换成节省的费用。

在一些研究中，节省的这些费用是通过研究因酸雨和日益增强的温室效应对动植物、材料和人类造成的损害估计出来的。

在其他研究中，则是通过评估将燃烧矿物燃料的发电厂的排放量降低到引进风力发电后的排放标准所需的技术改造费来计算所节约的排放费。

相信很多人都听说过唐、吉柯德的大战风车的故事，这个来源于西班牙作家塞万提斯创作的著名小说。

故事里的风车是荷兰人最先发明的，因此被称为“荷兰式风车”。

这种风车出现以后，在中世纪的欧洲很盛行，荷兰也因此被称为“风车之国”，风车数量举世闻名。

鼎盛时期的荷兰，1880年有风车一万多架。

荷兰人视风车为国宝，目前还保留有900座老式风车，专供来自世界各地的游客观赏，这些保留下来的风车已经成为人类文明的见证。

风能为人类服务的历史已经有几千年了，当人们法相可以将风力用来发电以后，“风车”就获得了空前的快速发展，样式也越来越多。

风力发电是目前和未来最主要的风能大规模利用方式。

人类利用风能的历史，试试可以追溯到5000多年以前。

埃及被认为是最先利用风能的国家，很早就有借助风力的帆船出现在尼罗河流域。

进过长期发展的帆船，在交通运输方面，为世界文明发展建立了卓越的功勋。

大约在2000多年以前，人类开始利用风力进行生产，例如，靠风力带动简易装置来碾米磨面、引水灌溉，在古埃及就有使用风车的记载。

在亚洲，公元前几百年，古巴比伦人、古波斯人野开始利用风能，古波斯人利用具有竖起转轴的“方形风车”（Panemone）带动石磨碾米。

公元10实际，伊斯兰人开始用风车提水，到11世纪，风车在中东地区已经获得了广泛的应用。

早期的风车大多属于垂直转轴的风车。

12世纪，风车的概念和设计从中东传入欧洲。

公元1105年，法国制造了欧洲第一架风车，在海滨小镇阿尔莱斯运行。

荷兰发明了水平转轴的塔形风车，并且很快风靡北欧，荷兰风车是中世纪欧洲风车的代表形式。

13世纪风车在欧洲已经比较盛行，到14世纪已经成为欧洲不可缺少的动力设备，在中世纪的英格兰，风力和水利就是机械能的主要来源。

处理磨面、榨油、造纸、锯木等生产作业以外，当时一些地势比较低的国家还使用风车来排水。

荷兰人利用风车排水，拦海造田，与海争地，在低洼的海滩地上建国立业，荷兰逐渐发展成为一个经济发达的国家。

荷兰还制定出世界上最特别的法律——《风法》，授予风车主任以“风权”，他人不得在风车附近修筑气体建筑物。

16世纪时，荷兰风车已经举世闻名。

对于我国来说，我国也是世界上最早利用风能的国家之一。

帆船和风车的应用，历史很悠久。

至少在3000年以前的商代，我国就出现了帆船。

而且在后来的风力运用中，帆船的发展和应用也最为成功。

古人有很多关于风帆的描述，既有“沉舟侧畔千帆过”的壮观景象，也有“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”的豪迈情怀。

中国最辉煌的风帆时代是明代，14世纪初伟大的航海家郑和下西洋，庞大的风帆船在那举世闻名的7次航行中功不可没。

郑和的“准环球”陆姓，比西方的哥伦布和麦哲伦早了好几百年。

公元前数世纪我国人民就开始利用风力提水、灌溉、磨面、舂米等。

明代以后，风车得到了更为广泛的使用，宋应星的《天工开物》一书中就有对风车比较完善的记录——“扬郡以风帆数扇，佚风转车，风息则止”。

中国沿海、沿江地区的风力提水灌溉或者制盐的做法，曾经非常盛行，仅仅在江苏沿海利用风力的设备就曾有多达20万台。

我国使用最广泛的是“斜杆式”风车，直到今天，沿海地区农田和盐场中仍有上千台之多。

地球从地面直至数万米高空被厚厚的大气层包围着，由于与地球的自传、公转运动，地球的山川、沙漠、海洋等地形差异，以及云层遮挡和太阳辐射角度的差别，虽说是阳光普照，但地面的受热并不均匀。

不同地区有温差，外加空气中水蒸气含量不同，就形成了不同的气压区。

空气从高气压区域向低压区域的自然流动，称为大气运动。

在气象学上，一般把空气的不规则运动成为紊流，垂直方向的大气运动称为气流，水平方向的大气运动称为风。

按照形成的原因，风可以有信风、海陆风和山谷风等几种。

（1）信风；赤道附近地区，受热多，气温高；两级附近，太阳斜射，受热少，气温低。

由于热空气比冷空气密度小，赤道附近的热空气上升，两极地区的冷空气下降，留下的空缺相互填补，于是就形成了热空气在高空从赤道流向两级、冷空气在地面附近从两级流向赤道的现象。

由于地球本身自西向东在旋转，大气环流在北半球形成东北信风，在南半球形成东南信风。

（2）海陆风；大陆与海洋的热容量不同，白天，在太阳的照射下陆地温度比海面高，陆地上的热空气上升，海面上的冷空气在地表附近流向沿岸陆地，这就是海风。

夜间，陆地比海洋冷却要快，相对温度较高的海面上的空气上升，陆地上较冷的空气沿地面流向海洋，这就是陆风。

沿海地区，陆地与海洋之间的这种海陆风，方向是交替变化的，这是由于昼夜温度变化造成的。

（3）山谷风；白天，太阳照射，山坡朝阳面受热较多，热空气上升；地势低洼处受热较少，冷空气从山谷流向山坡，形成谷风。

夜间，山坡降温幅度大，上方的空气密度增大，沿山坡向下流动，形成山风。

山谷风是在靠山地区与山坡地形有关的风，对于平原地区干啥此风的人来说，也可用称其为平原风。

一般来说，在晴朗而且昼夜温差较大的沿海地区，白天吹来海风，夜晚则有陆风吹响海上。

大型湖泊附近也有类似的情况。

在山区，白天谷风从谷底向山上吹，晚上山风从山上向山下吹。

大陆与海洋的热容量差别，还会形成季节性的气压变化。

以我国的华北地区为例，冬季内陆气温低，多形成高气压区，空气流向东南方向的还有低气压区，所以在冬季多刮西北风，而夏季正好相反，我国大部分地区常刮东南风。

世界上蕴含着能量的风，是一种可以利用的能源，是可再生的过程性能源。

由于风是由太阳热辐射引起的，所以风能也是太阳能的一种表现形式。

到达地球的太阳能，大约有百分之2的转化为风能，但其总量仍是相当可观的，有专家估计，地球上的风能，大约是目前全世界能源总消耗量的100倍，相当于1.08万亿吨煤蕴藏的能量。

据世界气象组织估计，全球大气中蕴藏的中的风能力功率（即单位时间内获得的风能）约为10的14次方兆瓦，其中可被开发利用的风能约有35亿兆瓦，全球的风能折算为电能，相当于2.74万亿千瓦时的电量，其中可利用的风能相当于200亿千瓦时电，比地球上可开发利用的水电能总量还要大10倍。

1981年，世界气象组织主持绘制了一份世界范围的风能资源图，改图给出了不同区域的平均发风速和平均风能密度，但由于风速会随着季节、高度、地形等因素变化，这只是一个近似评估。

世界能源理事会的有关资料显示，风能资源不但极为丰富，而且分布在几乎所有的地区和国家，从全球来看，西北欧西岸、非洲中部、美国西部沿海、南亚、东南亚、我国西北内陆和沿海地区，风能资源都比较丰富。

如果这些蕴含丰富风能的地方都用来建设风电场，则每平方公里的风力发电能力最大可达8兆瓦，总装机容量可达2.4亿兆瓦。

当然这是不现实的，根据分析，在陆地上风力大于5米每秒的地区，只有百分之4左右的面积有可能安装风力发电机，以目前的技术水平，每平方千米的风能发电量为330兆瓦左右，平均每年发电量的合理估计为200万千瓦时左右，远远超过当前全球能源的消耗总量。