全球风资源分布统计

全球风资源分布统计

简介

1.全球陆地风资源总体介绍

地球上的风能资源十分丰富，根据相关资料统计，每年来自外层空间的辐射能为1.5×1018kWh，其中的2.5％即3.8×1016kWh的能量被大气吸收，产生大约4.3×l0l2kWh的风能。据世界能源理事会估计，在地球1.07×108km2陆地面积中有27%的地区年平均风速高于5m/s（距地面10m处）。

风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家。世界气象组织于1981年发表了全世界范围风能资源估计分布图，按平均风能密度和相应的年平均风速将全世界风能资源分为10个等级。8级以上的风能高值区主要分布于南半球中高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上，大陆上风能则一般不超过7级，其中以美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区等多风地带较大。

表1 全球风能资源分布[1]

2.分析工具介绍

VORTEX公司是专门从事风能数据提供及风能地图的西班牙在线服务公司，主要服务是协助技术部门进行风资源的评估，产品范围包括：

MAPS：在24小时内提供1或3公里分辨率内的风力资源数据。

MAST：可被WAsP使用的指定地点一年的测风数据。

FARM：用于WindPRO或Windfarmer软件的一个地区内无限个点（100m分辨率）长期（30年）的平均风速、湍流和极端风力数据。

SERIES：提供具体地点在3公里分辨率内，10年内每小时的风速及风向等长时间序列关联数据。

ICING：提供寒冷天气下的相关风资源数据以避免由于冷冻天气对产能带来的损耗。

表1 VORTEX公司产品信息[3]

Interface Vortex是Vortex公司的一款在线风资源分析软件，可以将全球各个区域的风速分布状况以不同的颜色，直观地展示出来。本文借助Interface Vortex的免费账号（分辨率为9km），得到全球陆上及沿海地区的年平均风速分布图，如图1所示。

图1 全球陆上年平均风速分布图

根据上面这幅全球陆上年平均风速分布图，可以看出，全球陆上风速分布呈现如下普遍规律：赤道地区风速普遍较小，基本都处于3.0m/s以下；南北回归线附近是全球风资源丰富地区，该区域风速普遍较高，基本都处于6至7m/s以上；沿海风速高于内陆。

全球风资源较为丰富的地区主要集中在以下几个区域：全球各个大陆沿海地区、整个欧洲大陆、东亚、中亚以及西亚阿拉伯半岛地区、北非沙哈拉沙漠地区以及南非、澳大利亚及新西兰岛屿、北美特别是美国大陆、南美的南部、中美的加勒比海地区。

下面将逐一对这些区域的风资源进行初步统计分析。

全球大陆沿海地区

沿海地区是全球陆上风资源最为丰富的区域，其主要特点就是风速大、有效小时数长、分布范围广，几乎分布于全球大部分大陆沿海。其具体风速分布状况可以参见图1。

从图1可以看出，全球沿海地区风能丰富带，除了某些特殊区域以外（如赤道地区），大部分区域的风速都能达到6至7m/s以上，甚至很多区域风速能够达到9m/s以上。具体说来，按照风速的不同，基本可以分为以下几个大的区域：

1、风速极大区域

该区域是指风速在8至9m/s以上的区域，主要有下面这几个大的区域：

（1）欧洲的大西洋沿海以及冰岛沿海；

（2）美国和加拿大的东西海岸以及格陵兰岛南端沿海；

（3）澳大利亚和新西兰沿海；

（4）东北亚地区（包括俄罗斯远东地区、日本、朝鲜半岛以及中国）沿海；

（5）加勒比海地区岛屿沿海；

（6）南美洲智利和阿根廷沿海；

（7）非洲南端沿海。

以下图2为例，这是欧洲、美国和加拿大的大西洋沿海地区（包括冰岛和格陵兰岛沿海）的风速分布图。从图中可以看出，该区域的风资源非常丰富，风速很大，都在9m/s以上，具有很大的风资源开发价值。

2、风速较大区域

该区域是指风速在6至7m/s以上的区域，主要有下面这几个大的区域：南美洲中部的东海岸、南亚次大陆沿海以及东南亚沿海。

3、风速较小区域

该区域是指风速在5m/s以下的区域，其主要分布于赤道地区的大陆沿海：中美洲的西海岸、非洲中部的大西洋沿海以及印度尼西亚沿海。

图2 欧洲、美国和加拿大的大西洋沿海地区风速分布图

欧洲

欧洲是世界风能利用最发达的地区，其风资源非常丰富。从下图3可以看出，沿海地区是欧洲风资源最为丰富的地区，主要包括英国和冰岛沿海、西班牙、法国、德国和挪威的大西洋沿海，以及波罗的海沿海地区，其年平均风速可达9m/s 以上。其次，欧洲的陆上风资源也很丰富。整个欧洲大陆，除了伊比利亚半岛中部、意大利北部、罗马尼亚和保加利亚等部分东南欧地区以及土耳其地区以外（该区域风速较小，在4至5m/s以下），其他大部分地区的风速都较大，基本在6至7m/s以上，其中英国、冰岛、爱尔兰、法国、荷兰、德国、丹麦、挪威南部、波兰以及俄罗斯东部部分等地区都是风资源集中的地区。另外，地中海沿海地区的风速也较大，均在6m/s以上。

图3 欧洲风速分布图

亚洲

亚洲大陆面积广袤，地形复杂，气候多变，风资源也很丰富，其主要分布于以下几个区域：中亚地区（主要哈萨克斯塔及其周边地区）、阿拉伯半岛及其沿海、蒙古高原、南亚次大陆沿海以及亚洲东部及其沿海地区，如图4所示。

中亚地区和蒙古高原以草原为主，阿拉伯半岛地处沙漠，这些地区的共同特点是地势平坦，地形简单，故风速较大，大部分地区都在6至7m/s，蕴含的风能十分丰富。

亚洲东部及其沿海地区风资源很丰富，其风速均在6至7m/s以上，甚至部分区域的风速甚至达到8到9m/s。但是该地区沿西太平洋的海域较深，而且气候复杂多变，地震台风海啸等自然灾害较多，不利于风能开发。

另外，青藏高原虽然风速很大，能达到9m/s，但是由于其地势太高，空地密度太低，反而风功率密度很低，风资源比较贫乏。而俄罗斯沿北冰洋海岸的风速较大，在6m/s左右，但是气温太低，环境太恶劣，无法进行风能开发。