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风能可以用在什么地方

分类: 化工能源 浏览量: 留言数: 35416

风能可以用在什么地方

1、风能以及人类对风能的利用
古代就利用风能作为动力,用风带动简易的传动装置,用以磨米,灌溉和排涝。在古埃及,古希腊的历史上也都有使用风车的记载。唐·吉诃德把风车当作魔鬼,与之奋战一场,也说明在人类历史上早就利用过风的力量。

为了寻找无污染的能源,人们也就仿效祖先,利用风力。风是空气流动而产生的,不需要勘探,采掘,加工和运输。只要空气一流动,就会产生动力。据估计,内陆每年可吸收风能1014兆瓦,相当于全世界目前发电量的十分之一。在接近地而二百米高度以内的风能只占总能量的百分之二十。但是风能变化莫测,转向无常。科学家们正在探索利用风能的奥秘。

到二十一世纪,无论在广阔的草原,还是在高高的山岭,我们都会看到 座座能抗风暴袭击而稳定运行的风力发电站。每当大风来临,收集机就会自动调转方向,迎接风的洗礼,任凭风力有多大,来势有多猛,它一概取之,转成电能储存起来,为人类提供永久的电力。这样,即使在远离城市的乡村和牧场都可以用上家用电器,为您的生活增添现代化的色彩。

在“能源危机”的冲击下,人们对风能的研究空前活跃起来。美国研究风力的费用从1973年的二十万美元,猛增到1975年的七百万美元,1976年又上升到一千二百万美元。英国、荷兰、丹麦、日木等国也为风力的研究报入大量的资金和人力。瑞典政府计划到1990年全国用电量将有百分之二十依靠风力发电获得。在能源的舞台上,空气具有最大的普遍性,从获得无污染的能源角度出发,风能的利用必将有一个较大的发展。
2、世界各国对风能的利用
英国以伦敦为核心的城市群,英国风力发电支持家庭供电。英国贸工部2003年宣布了一项发展近海风力发电事业的大型计划,拟在近海新建数千座风力发电机,力争2010年前达到向六分之一家庭供电的能力。

德国风力发电冠欧洲,在欧洲国家中,德国的风力发电最为发达,到2003年年底,装机容量已达到875.4万千瓦,占全欧总装机容量的一半以上。就前景而言,欧洲风力发电的发展势头仍将继续下去。在德国,风力发电目前占其电力生产的3.5%,政府的目标是在2025年之前将这一比重提高到至少25%。

日本是一个岛国,有丰富的风能可利用。日本风能利用有两大基础优势。首先,风车的规模已达到单台1000千瓦以上,而且防噪音技术也有很大改进。其次,为了防止地球温室效应,针对大型企业动力系统向可再生能源转移的“绿色电力制度”,对风力发电也是很大的推动。据预测,到2010年日本全国风力发电的总功率将达到目前的10倍,达300万千瓦。

美国风力发电飞速发展,美国风力资源十分丰富。由于环境保护和对未来能源的需要,美国十分重视风能的开发和利用。目前美国是世界上风力机安装容量最大的国家,约230万千瓦。到2006年,计划安装420万千瓦。

我国目前已建成的风电厂达27个,到2005年,全国风力发电总装机容量将达150万千瓦左右。有关专家认为,上海的南汇、崇明、奉贤以及长兴岛、横沙岛都具有海风利用价值。具体到这一项目,折算下来年满载运行时间将达2000小时以上,发电总量可达4000多万千瓦时。由于整个发电过程不需任何能源投入,因而相当于每年从海风中“淘”到3200万元人民币。

中国目前风电场总装机容量为50万千瓦。风力发电目前在全球进入快速发展期,中国将继续通过特许权等方式促进风电建设快速发展,到2010年,拟建成总装机容量400万千瓦的风电场。

中国风能资源丰富,储量32亿千瓦,可开发的装机容量约2.53亿千瓦,居世界首位,具有商业化、规模化发展的潜力。目前中国风力发电装机容量仅占全国电力装机的0.11%,风力发电潜力巨大。
3、风能发电的原理
制造风能机械,利用风力发电是风能利用的两项主要内容。风力发动机是一种把风能变成机械能的能量转化装置。风力发动机由5部分组成:

(1)风轮。风轮由二个或多个叶片组成,安装在机头上,是把风能转化为机械能的主要部件。

(2)机头。机头是支承风轮轴和上部构件(如发电机和齿轮变速器等)的支座,它能绕塔架中的竖直轴自由转动。

(3)机尾。机尾装于机头之后,它的作用是保证在风向变化时,使风轮正对风向。

(4)回转体。回转体位于机头底盘和塔架之间,在机尾力矩的作用下转动。

(5)塔架。塔架是支撑风力发动机本体的构架,它把风力发动机架设在不受周围障碍物影响的高空中。

根据风轮叶片的数目,风力发动机分为少叶式和多叶式两种。少叶式有2~4个叶片,具有转速高,单位功率的平均质量小,结构紧凑的优点;常用在年平均风速较高的地区。是目前主要用作风力发电机的原动机。其缺点是启动较为困难。多叶式一般有4~24个叶片,常用于年平均风速低于3~4米/秒的地区;具有易启动的优点,因此利用率较高。由于转速低,多用于直接驱动农牧业机械。

风力发动机的风轮与纸风车转动原理一样,但是,风轮叶片具有比较合理的形状。为了减小阻力,其断面呈流线型。前缘有很好的圆角,尾部有相当尖锐的后缘,表面光滑,风吹来时能产生向上的合力,驱动风轮很快地转动。对于功率较大的风力发动机,风轮的转速是很低的,而与之联合工作的机械,转速要求较高,因此必须设置变速箱,把风轮转速提高到工作机械的工作转速。风力发动机只有当风垂直地吹向风轮转动面时,才能发出最大功率来,由于风向多变,因此还要有一种装置,使之在风向变化时,保证风轮跟着转动,自动对淮风向,这就是机尾的作用。风力发动机是多种工作机械的原动机。利用它带动水泵和水车,就是风力提水机;带动碾米机,就是风力碾米机;此类机械统称为风能的直接利用装置。带动发电机的就叫风力发电机。它们均由两大部分组成,一部分是风力发动机本体和附件,是把风能转化为机械能的装置;另一部分是电气部分,包括发电机及电气装置,把机械能转化为电能,并可靠地提供给用户。小风力发电机的容量不大,功率一般从几瓦到几千瓦,大都具有结构简单,搬运方便的优点。按风力发动机与发电机的连接方式分,有变速连接的和直接连接的两种。

在风能的利用中,蓄能是一个重要的问题。特别是对于风力发电,在很大程度上,其生命力由蓄能装置(如蓄电池)的可靠程度来决定。有了蓄能装置,在有风的时候,把多余的能量储存起来;在无风时,输出应用。各种蓄能方式的研究是风能利用的一个急待解决的重要任务。

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