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風能應用的歷史

2010-05-28 來源:互聯網 瀏覽數:1361

  風是地球上的一種自然現象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面,地球表面各處受熱不同,產生溫差,從而引起大氣的對流運動形成風。據估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2%轉化為風能,但其總量仍是十分可觀的。全球的風能約為2.74X109MW,其中可利用的風能為2X107MW,比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

  人類利用風能的歷史可以追溯到公元前。我國是世界上最早利用風能的國家之一。公元前數世紀我國人民就利用風力提水。 灌溉、磨面、舂米,用風帆推動船舶前進。到了宋代更是我國應 用風車的全盛時代,當時流行的垂直軸風車,一直沿用至今。在國外,公元前2世紀,古波斯人就利用垂直軸風車碾米。 10世紀伊斯蘭人用風車提水,11世紀風車在中東已獲得廣泛的 應用。13世紀風車傳至歐洲,14世紀已成為歐洲不可缺少的原 動機。在荷蘭風車先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水,以后又用于榨油和鋸木。只是由于蒸汽機的出現,才使歐洲風車數目急劇下降。

  數千年來,風能技術發展緩慢,也沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機以來,在常規能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力下,風能作為新能源的一部分才重新有了長足的發展。風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發展潛力,特別是對沿海島嶼,交通不便的邊遠山區,地廣人稀的草原牧場,以及遠離電網和近期內電網還難以達到的農村、邊疆,作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑,有著十分重要的意義。 即使在發達國家,風能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視。美國早在1974年就開始實行聯邦風能計劃。其內容主要是:評估國家的風能資源;研究風能開發中的社會和環境問題;改進風力機的性能,降低造價;主要研究為農業和其他用戶用的小于100kw的風力機;為電力公司及工業用戶設計的兆瓦級的風力發電機組。美國已于80年代成功地開發了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6種風力機組。目前美國已成為世界上風力機裝機容量最多的國家,超過2X104MW,每年還以10%的速度增長。現在世界上最大的新型風力發電機組已在夏威夷島建成運行,其風力機葉片直徑為97.5m,重144t,風輪迎風角的調整和機組的運行都由計算機控制,年發電量達1000萬kw·h。根據美國能源部的統計至1990年美國風力發電已占總發 電量的1%。 在瑞典、荷蘭、英國、丹麥、德國、日本、西班牙,也根據各自國家的情況制定了相應的風力發電計劃。如瑞典1990年風力機的裝機容量已達350MW,年發電10億kw·h。丹麥在1978年即建成了日德蘭風力發電站,裝機容量2000kw,三片風葉的掃掠直徑為54m,混凝土塔高58m,預計到2005年電力需求量的10%將來源于風能。德國1980年就在易北河口建成了一座風 力電站,裝機容量為3000kw,到本世紀末風力發電也將占總發電量的8%。英國,英倫三島瀕臨海洋,風能十分豐富,政府對風能開發也十分重視,到1990年風力發電已占英國總發電量的2%。在日本, 1991年10月輕津海峽青森縣的日本最大的風力發電站投人運行,5臺風力發電機可為700戶家庭提供電力。

  我國位于亞洲大陸東南、瀕臨太平洋西岸,季風強盛。季風是我國氣候的基本特征,如冬季季風在華北長達6個月,東北長達7個月。東南季風則遍及我國的東半壁。根據國家氣象局估計,全國風力資源的總儲量為每年16億kw,近期可開發的約為1.6億kw,內蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風能儲量居我國前列,年平均風速大于3m/s的天數在200天以上。我國風力機的發展,在50年代末是各種木結構的布篷式風車,1959年僅江蘇省就有木風車ZO多萬臺。到60年代中期主要是發展風力提水。70年代中期以后風能開發利用列入“六五”國家重點項目,得到迅速發展。進人80年代中期以后,我國先后從丹麥、比利時、瑞典、美國、德國引進一批中、大型風力發電機組。在新疆、內蒙古的風口及山東、浙江、福建、廣東的島嶼建立了8座示范性風力發電場。1992年裝機容量已達8MW。新疆達坂城的風力發電場裝機容量已達3300kw,是全國目前最大的風力發電場。至1990年底全國風力提水的灌溉面積已達2.58萬畝。1997年新增風力發電10萬kw。目前我國已研制出100多種不同型式、不同容量的風力發電機組,并初步形成了風力機產業。盡管如此,與發達國家相比,我國風能的開發利用還相當落后,不但發展速度緩慢而且技術落后,遠沒有形成規模。在進入21世紀時,我國應在風能的開發利用上加大投入力度,使高效清潔的風能能在我國能源的格局中占有應有的地位。
 

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