风能是—种可再生、无污染、取之不尽用之不竭的新能源,也称之为“绿色能源”。风能的特点:不需要采购、运输,不需要开采,不消耗资源,清洁卫生。风能具有广阔的发展前景,在国内外得到了广泛的应用。我国是风力资源较丰富的同家,也是利用风力资源进行风力发电、风力提水、风帆助航较早的国家。风力发电作为农村能源的一种补充,在我国边远山区、沿海岛屿和少数民族地区取得了很好的社会效益和经济效益。
对我国风力资源的评估及其经济性
根据国家气象局气象研究院的估算,我国的地面风能潜力理论可开发的总量全国为32.26亿千瓦,10米高度层实际可供开发量为2.53亿千瓦,可开发的风能资源十分丰富。
我国风能资源分布
根据调研,我国风能资源可划分为三种类型:
(1)风能资源丰富区,主要集中在我国东南沿海、广东沿海及其岛屿。这些地区的有效风能功率密度在200W/m2以上,≥3.5m/s风速全年为7000~8000小时左右。
(2)风能资源较丰富区,主要集中在:东北、华北和西北北部地区;黑龙江、吉林省的东部及辽宁和山东半岛的沿海地区;青藏高原的北部地区。
东南沿海距海岸线50~100km的内陆地区;海南岛西部;台湾南北两端以及新疆阿拉山地区。这些地区有效风能功率密度为150W / m2 以上,全年≥3.5m/s风速4000小时以上。
(3)风能资源可利用区,其分布较广,包括黄河,长江,黄河中下游,东北、华北和西北除上述丰富区以外的地区,青藏高原东部地区等。
目前,国内外多选择年平均风速为6m/s或以上的高风速区(即风能资源丰富区)安装并网型风电机组,即大型风力发电机组。在这些机组中,我国多选用单机容量600kW 以上机组建设风电场。这样才能保证机组多发电,经济效益才能显著。对于年平均风速为3~5m/s的低风速区(风能资源较丰富区和可利用区)来说,只能推广应用风力发电机组,一般3m/s 以上就能建压发电,蓄电池就可以陆续充电,保证用户用电。
据电力部门统计,到1999年底,我国还有7个无电县、766个无电乡、16509个无电村、706万无电户、2800万人口未用上电,其中大部分人口居住在低风速区。低风速区只能采用蓄电池储能的独立供电机组来解决,即单机容量为100W~10kW 的单机户用风力发电机组,开发高风速区风能的一些原则和方法,在低风速区就不一定能用,必须根据低风速区的风能特点,寻找适用大面积开发利用的原则和方法。例如:风能、太阳能互补发电系统的开发利用等,由于风能在冬春季最大,夏季最小,而太阳能在夏季最丰富。利用风能,太阳能互补特性,能获得比较稳定的电能,并可获得较好的经济效益。
风力资源利用的经济性
风能是太阳能的一种转换形式,根据计算,太阳至少还可以象现在一样照射地球60亿年左右。
(1)无污染,在风能转换为电能的过程中,不产生任何有害气体和废料,不污染环境。
(2)可再生,风能是靠空气的流动而产生的,这种能源依赖于太阳的存在。只要太阳存在,那么就可不断地、有规律地形成气流,因而周而复始产生风能,可永续利用。
(3)就地取材、无需运输,在边远地区如:高原、山区、岛屿、草原等老少边穷地区,由于缺乏煤、石油和天然气等资源,给生活在这一地区的人民群众带来诸多不便,而且由于地区偏远、交通不便,即使从外界运输燃料也十分困难。因此,利用风能发电具有很大的优越性。
(4)适应性强、发展潜力大,风电机组可结合我国风资源的实际分布情况,在额定输出功率不变的条件下,选择额定风速适当的风力发电机组,充分利用风能资源。这样,可最大限度地利用我国辽阔地域的风能,这一区域占全国国土面积的76%。