風(fēng)能資源的概念

  風(fēng)能(wind energy)是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。由于地面各處受太陽(yáng)輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區流動(dòng)，即形成風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時(shí)數。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。據估算，全世界的風(fēng)能總量約1300億千瓦，中國的風(fēng)能總量約16億千瓦。風(fēng)能資源受地形的影響較大，世界風(fēng)能資源多集中在沿海和開(kāi)闊大陸的收縮地帶，如美國的加利福尼亞州沿岸和北歐一些國家，中國的東南沿海、內蒙古、新疆和甘肅一帶風(fēng)能資源也很豐富。中國東南沿海及附近島嶼的風(fēng)能密度可達300瓦／米2（W／m2）以上，3~20米／秒風(fēng)速年累計超過(guò)6000小時(shí) 。內陸風(fēng)能資源最好的區域 ，沿內蒙古至 新疆一帶，風(fēng)能密度也在200~300W／m2，3 ~20米／秒風(fēng)速年累計5000~6000小時(shí)。這些地區適于發(fā)展風(fēng)力發(fā)電和風(fēng)力提水。新疆達坂城風(fēng)力發(fā)電站1992年已裝機5500千瓦，是中國最大的風(fēng)力電站。

 

  在自然界中，風(fēng)是一種可再生、無(wú)污染而且儲量巨大的能源。隨著(zhù)全球氣候變暖和能源危機，各國都在加緊對風(fēng)力的開(kāi)發(fā)和利用，盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護我們賴(lài)以生存的地球。

 

  風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動(dòng)力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主，以風(fēng)能作動(dòng)力，就是利用風(fēng)來(lái)直接帶動(dòng)各種機械裝置，如帶動(dòng)水泵提水等這種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機的優(yōu)點(diǎn)是：投資少、工效高、經(jīng)濟耐用。目前，世界上約有一百多萬(wàn)臺風(fēng)力提水機在運轉。澳大利亞的許多牧場(chǎng)，都設有這種風(fēng)力提水機。在很多風(fēng)力資源豐富的國家，科學(xué)家們還利用風(fēng)力發(fā)動(dòng)機鍘草、磨面和加工飼料等。

 

  利用風(fēng)力發(fā)電，以丹麥應用最早，而且使用較普遍。丹麥雖只有500多萬(wàn)人口，卻是世界風(fēng)能發(fā)電大國和發(fā)電風(fēng)輪生產(chǎn)大國，世界10大風(fēng)輪生產(chǎn)廠(chǎng)家有5家在丹麥，世界60%以上的風(fēng)輪制造廠(chǎng)都在使用丹麥的技術(shù)，是名副其實(shí)的“風(fēng)車(chē)大國”。

 

  截止到2006年底，世界風(fēng)力發(fā)電總量居前3位的分別是德國、西班牙和美國，三國的風(fēng)力發(fā)電總量占全球風(fēng)力發(fā)電總量的60%。    此外，風(fēng)力發(fā)電還逐漸走進(jìn)居民住宅。在英國，迎風(fēng)緩緩轉動(dòng)葉片的微型風(fēng)能電機正在成為一種新景觀(guān)。家庭安裝微型風(fēng)能發(fā)電設備，不但可以為生活提供電力，節約開(kāi)支，還有利于環(huán)境保護?？胺Q(chēng)世界“最環(huán)保住宅”就是由英國著(zhù)名環(huán)保組織“地球之友”的發(fā)起人馬蒂·威廉歷時(shí)5年建造成的，其住宅的迎風(fēng)院墻前就矗立著(zhù)一個(gè)扇狀渦輪發(fā)電機，隨著(zhù)葉片的轉動(dòng)，不時(shí)將風(fēng)能轉化為電能。

 

  我國風(fēng)力資源豐富，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲量為10億千瓦。對風(fēng)能的利用，特別是對我國沿海島嶼，交通不便的邊遠山區，地廣人稀的草原牧場(chǎng)，以及遠離電網(wǎng)的農村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，具有十分重要的意義。

 

  現在，無(wú)論是在廣闊的草原，還是在杲杲的山嶺，我們都會(huì )看到一座座能抗風(fēng)暴襲擊而穩定運行的風(fēng)力發(fā)電站。每當大風(fēng)來(lái)臨，收集機就會(huì )自動(dòng)調轉方向，迎接風(fēng)的犀利，任憑風(fēng)力有多大，來(lái)勢有多猛，它一概取之，轉成電能儲存起來(lái)，為人們提供電力。這樣，即使在遠離城市的鄉村和牧場(chǎng)都可以用上電，過(guò)上幸福的生活。

 

  風(fēng)能利用存在一些限制及弊端

 

  1)風(fēng)速不穩定,產(chǎn)生的能量大小不穩定

 

  2)風(fēng)能利用受地理位置限制嚴重

 

  3)風(fēng)能的轉換效率低

 

  4)風(fēng)能是新型能源,相應的使用設備也不是很成熟

 

  上世紀九十年代，我國的獨立電源系統主要采用水平軸風(fēng)力發(fā)電機和太陽(yáng)能光伏系統來(lái)供應電力，主要應用于通信基站、邊防哨所、海島部隊等特殊場(chǎng)合，主要是面向部隊的一套后勤保障系統。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的應用后，發(fā)現諸多問(wèn)題。如臺風(fēng)期間的設備損壞嚴重；噪音大，影響人員正常休息；對通信設備的干擾，使得某些設備無(wú)法正常運轉。這些問(wèn)題的發(fā)生使得部隊正常通訊受到了影響。2001年，為了解決這些問(wèn)題，召集相關(guān)單位展開(kāi)討論，作為部隊通信產(chǎn)品配套廠(chǎng)家的上海模斯電子設備有限公司也受到了邀請。會(huì )后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的調研和研究，MUCE公司提出承擔此項科研攻關(guān)的重任，得到了部隊領(lǐng)導的同意，并下達指示，必須盡快拿出技術(shù)方案并作出樣機。在西軍電、西交大、上復旦、上同濟等高校一批專(zhuān)家的配合下，上海模斯電子設備有限公司在不到一年的時(shí)間里，就成功研制出了世界上第一臺新型(H型)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，并裝機試驗成功，獲得了基礎數據和實(shí)際經(jīng)驗。在后續的一年里，MUCE對產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)數次改進(jìn)和測試，2002年底產(chǎn)品通過(guò)了各項測試，并達到了各項設計要求。2002年底至今，MUCE先后在部隊安裝了60多套垂直軸風(fēng)力發(fā)電機和風(fēng)光互補系統，為穩定國防，做出了不朽的貢獻！