风能风电作为一种清洁的可再生能源.pdfVIP

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约

为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球

风力发电上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来

抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。

[编辑本段]风力发电简介

风是一种潜力很大的新能源，人们也许还记得，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴

大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到

伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即

750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的功率!有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约

有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能

量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开

发新能源。

利用风力发电的尝试，早在本世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美

国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，

广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得

多。不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。

目前，据了解，国外已生产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。1978年

1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发

电量足够60户居民用电。而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电

装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近

的一所学校用。

1979年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的

风车。这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径60米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因

此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在38公里以上时，发电能力也可

达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能全部运动。

据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电

需要。

怎样利用风力来发电呢?

我们把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力发电所

需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机

和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有

尾舵）

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组

成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，

目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片

等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，

在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个

调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的

功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较

均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直

径大小而定，一般在6-20米范围内。

发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而

把机械能转变为电能。

多大的风力才可以发电呢?

一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适

宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功

率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而

风速为每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。

在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。

我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、

西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风

天。在这些地区，发展风力发电是很有前