第一篇：風能發電的利與弊

風能發電的利與弊

風能作為清潔能源發展十分迅速，在風電發揮在那過程中也必然有利有弊，文章針對風電發展的現狀以及風電并網的利弊做了簡要的分析并提出了一點參考的解決方案，但是風電作為極具潛力的能源所需的研究和探索不是一朝一夕可以完成的。

縱觀世界范圍，能源形勢不容樂觀，煤炭資源日漸匱乏，以目前的消耗速度來看支撐不到2050年；石油資源價格不斷飆升，世界范圍內的是有爭奪愈來愈烈；環境污染問題又不容忽視成為了全球各國普遍關注的問題。電能作為一種清潔可再生的二次能源受到了普遍的青睞，但是電能的產生對一次能源的消耗量相當巨大，因此尋找一種清潔的一次能源來發電就逐漸受到了普遍的關注。風能發電也就應運而生。但是風能發電也存在這一些難以解決的問題，如風電并網對系統的影響以及風力發電的規劃是擺在眼前的現實問題。.風能發電優勢突出

1.1 風能發電對于環保貢獻巨大

風能資源量大質優，風力發電優勢突出，世界性范圍內風電發展迅速。到達地球2%的太陽能可轉化成風能，以此來計，風能總量比水能更大，有人算過,只需地面風力的1% ,就能滿足全球發電能量需要。而且風能發電對環境無任何破壞，只要修建必要的采風發電裝置即可，不像水能發電那樣需要修建大壩蓄水發電，必然會對環境做出一些不可自恢復的改變，會影響當地的生態發展和原始的自然景觀，有時甚至會影響到原住民的生活。對于由發電而引起的溫室氣體排放問題來說，燃煤火電最嚴重，燃油火電次之，核電較少，風電最少。核電雖然和風電的溫室氣體排風量差不多，相比火電小了兩個數量級，但是核電的污染問題目前還沒辦法解決，因此風力發電有著得天獨厚的優勢。從經濟角度衡量，風力發電優勢更加巨大，可謂一本萬利，只需前期建設裁縫發電設備和后期的較少的維護費用即可，并不

需要像火電核電那樣無限期的投入日漸高昂的成本。此外火電核電等熱電設備還必須耐受高溫高壓，風電則沒此多余的擔心。

1.2 風力發電在世界范圍發展迅速：

由于意識到風力發電的巨大優勢，世界各國都開始競相發展風力發電。世界性的風電發展以前所未有的速度進行著，全世界的風電在1999年已經達到了10000MW，而更值得驚奇的是這個數字在2000年的時候就已經翻了一番達到了20000MW以上，2005年的時候又超過了30000MW。風電發展主要以歐洲為主，占到了風電總量的2/3，北美占到了1/5，亞洲是1/8。德國作為風電第一大國，風力發電總量是15688MW，占全國發電量的6.2%，占世界風電總量的33%。由于風電的發展使德國的溫室氣體排放量大為減少，2004年德國新建1200多臺發電用風車,裝機容量超過2000MW,居世界首位。而目前相對風電量最大的是丹麥，目前的風電總量已經超過了全國發電總量的10%，丹麥規劃到2030年,風力發電將占總發電裝機的50 %。我國的風電事業發展也較為迅速，已從1997年排列在世界第十位而躍居到現在的第八位,預計今后還將有更大的進步。我國的風力資源相當豐富，居世界首位，因此發展潛力十分巨大。目前開發還很不足，主要在內蒙、新疆和沿海一些地區，但是還沒有形成真正的規模，有待于進一步的開發和探索。2.風力發電問題不容忽視

在風力發電巨大優勢面前也不能盲目的樂觀，由畢竟風力發電所帶來的問題還沒有十分完美的解決，好有待繼續研究和努力。

2.1 風力發電并網

響到系統的電壓波動和電能質量，還會造成諧波污染。其中由風電并網所引起的電壓波動和閃變是風電并網的主要負面影響。電壓波動為一系列電壓變動或工頻電壓包絡線的周期性變化,閃變是人對燈光照度波動的主觀視感。雖然現在風力發電機組大都采用軟并網方

式，但是啟動時仍會產生較大的沖擊電流，使得風電機組輸出的功率不穩定，進而會導致電壓的波動和閃變。電壓的波動和閃變會使電燈閃爍，電視機畫面不穩定，電動機轉速變化嚴重影響到工業產品的質量，在某些特殊行業電壓不穩會使一些精密的儀器出現測量錯誤，嚴重時還會引發重大事故。除了電壓問題，風電并網還會引入諧波污染。變速風機需通過整流和逆變裝置接入系統，由于風速并不能穩定在一個特定值，因此會造成大量的諧波污染。雖然諧波污染對風電并網有較大影響，但與電壓波動相比就顯得小多了。

2.2風電對電網功率和暫態穩定性的影響

風力發電由于風速變化莫測，使得風電上網功率也隨之不斷振蕩，當風電的擾動頻率接近系統固有的振蕩頻率時，就會引起大幅度的功率振蕩，并且振蕩的幅度會隨著擾動的幅度而變化。

擾動幅度不僅與風電擾動有關，也與系統本身的參數有關，因此可考慮從兩方面著手減少擾動對電網的強迫功率振蕩。風電并網不僅會對系統產生強迫的功率振蕩，還會對系統的暫態穩定性產生影響。當然這種影響在風電裝機容量較小時顯得微不足道，但是當一旦風電在系統中占有比較多的份額時，這種影響就不容忽視了，否則當并網的風電突然變化時，系統有可能由于振蕩過大而不能保持暫態穩定而失去穩定，出現電力系統大的崩潰。總之如果并網的風電份額較高而系統較脆弱時，并網產生的負面影響是十分巨大的。.電池儲能的應用

風能作為清潔能源大力發展以來，風電的問題也越來越受到電力工作人員的關注。但是風能作為一種間歇性能源，加之風能資源的預測準確度并不能完全符合電力系統對電能質量的要求，尋求新途徑新思路解決風電對系統的影響也自然成了許多電力行業工作人員的目標。采用靜止無功補償器可快速補償無功功率，維持風力發電電源接入點電壓的穩定，但不能調節風電場輸出的有功功率。而采用電池儲

能系統可以較好的解決這一問題，及可以保證上網電壓的穩定，又可以補償有功功率，不會對系統產生不利的影響。可以選擇由蓄電池組、整流裝置和逆變裝置組成的柔性交流輸電系統作為儲能系統。.結論

風能作為一種清潔的能源，在二十一世紀資源匱乏，環境問題突出的今天有著相當大的吸引力，世界大范圍內發展風力發電技術來取代傳統的燃煤和燃油火電。在風電發展方面比較先進的是德國和丹麥等國家，我國的風電雖然較之前有了較大的發展，但是和世界先進水平還有較大的差距。在風電發展方面，除了看到其優點以外，缺點也不容忽視，對于電力系統電壓和功率的影響都值得去深入的探索和研究。目前可以通過電池儲能技術解決較少風電對系統的影響，要使風電大面積發展所要做的工作還有很多.參考文獻：

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化學工業出版社

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化學工業出版社

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科學出版社

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錢伯章編

科學出版社

2010

第二篇：風能發電技術綜述

科技文獻檢索綜述論文

學院：信息科學與工程學院 班級：電氣090

1姓名：呂蕾

學號： k200910506137

風力發電技術綜述

姓名 呂蕾

（信息科學與工程學院電氣0901k200910506137）

摘要 文中著重闡述了風力發電機組及恒速恒頻、變速恒頻風力發電系統的基本結構和工作原理，簡單介紹了風力發電技術的研究熱點，綜述了風力發電技術的發展現狀及發展方向。

關鍵字 風力發電 技術 趨勢前言

在能源消耗日益增長，環境污染日漸嚴重的今天,當石油、天然氣等不可再生能源日益短缺及大量化石能源燃燒導致大氣污染、“酸雨”和“溫室效應”加劇的現實擺在面前，風力發電作為當今世界清潔可再生能源開發利用中技術最成熟、發展最迅速、商業化前景最廣闊的發電方式之一亦受到廣泛重視。在對可再生能源的開發利用中，風能由于其突出的優點而成為世界各國普遍重視的能源，風力發電技術也成為各國學者競相研究的熱點。文中著重闡述了風力發電機組及恒速恒頻、變速恒頻風力發電系統的基本結構和工作原理，簡單介紹了技術的研究熱點，綜述了國內外風力發電技術的發展現狀和發展方向，指出風力發電技術的重要性。風力發電機機組的工作原理及基本結構

典型的風力發電機組主要由風輪(包括葉片、輪轂)、(增速)齒輪箱、發電機、對風裝置(偏航系統)、塔架等構成。其工作原理為：風以一定的速度和攻角流過槳葉，使風輪獲得旋轉力矩而轉動，風輪通過主軸聯接齒輪箱，經齒輪箱增速后帶動發電機發電。如圖：

上圖為風力發電技術結構圖

一方面，由于風力發電機組頻繁起停，風輪轉動慣量又很大，故風輪的轉速設計值較低，通常為20～30 r／min；另一方面，為了限制發電機的體積和重量，其極對數較少，故在風輪與發電機間通常設置增速齒輪箱，將風輪輸入的較低轉速增速到1 000～1 500 r／min以滿足發電機所需。

風力機按風輪的結構及其在氣流中的位置大體上可以分為兩大類，一類為水平軸風力機、一類為垂直軸風力機；對水平軸風力機，需要風輪保持迎風狀態，根據風輪是在塔架前還是在塔架后迎風旋轉分為上風向和下風向兩類。對垂直軸風力機，起風輪圍繞一個垂直軸旋轉，主要優點是可以接受來自任何方向的風，因而當風向改變時無需對風。

偏航系統是上風向水平軸式風力機風輪始終保持迎風狀態及提供安全運行所需鎖緊力矩的特有伺服系統，其通過驅動機艙圍繞塔架的垂直軸轉動以使風輪主軸保持與穩定的風向一致；另外，當因偏航動作導致機艙內引出電纜扭絞時，偏航系統應能自動解除扭絞。

風力發電機組中的發電機一般為異步發電機(包括籠型、繞線型)或同步發電機(包括永磁、電勵磁)，采用何種形式的發電機主要取決于風力發電系統的形式。風力發電機組的工作原理及基本結構

風力發電系統從形式上有離網型、并網型。離網型的單機容量小(約為0．1～5 kW，一般不超過10 kW)，主要采用直流發電系統并配合蓄電池儲能裝置獨立運行；并網型的單機容量大(可達MW級)，且由多臺風電機組構成風力發電機群(風電場)集中向電網輸送電能。另外，中型風力發電機組(幾十kW到幾百kW)可并網運行，也可與其它能源發電方式相結合形成微電網。并網型風力發電的頻率應保持恒等于電網頻率，在風力發電技術方面目前世界上流行的風電技術大體上可分為恒速恒頻(CSCF)和變速恒頻(VSCF)兩大類。

3.1 恒速恒頻(CSCF)風力發電系統

恒速恒頻風力發電系統中主要采用三相同步發電機(運行于由電機極對數P和頻率f所決定的同步轉速n0)、鼠籠式異步發電機。且在定槳距并網型風電機組中，一般采用鼠籠式異步發電機，通過定槳距失速控制的風輪使其在略高于同步轉速n0的轉速(一般在(1～1．05)n0之間)穩定發電運行。恒速運行的風力發電主要缺點如下：

3.1.1 恒速恒頻系統是一種剛性機電耦合系統，當風速發生突變時，風機的葉片將承受較大的扭應力和風力摩擦。為了保持機械轉速恒定，巨大的風能還將通過葉片在風機主軸、齒輪箱和電機等部件上產生很大的機械應力，增加了這些部件的疲勞損壞程度，縮短了使用壽命。并網運行時還會潛在地影響到電力系統的穩定運行。

3.1.2 采用失速調節方式，葉片自身結構復雜，單機容量增大時，轉子的直徑必須增大，葉片的厚度也隨之增加，使葉片的剛度減弱，失速動態特性不易控制，風力機單機容量的發展受到限制

3.2 變速恒頻(VSCF)風力發電系統

由于存在上述缺點存在，促使人們考慮使發電機在變速驅動下發出恒定頻率的電能，從而發展了變速恒頻風力發電技術。變速恒頻發電是20世紀末發展起來的一種新型發電方式，它將電力電子技術、矢量變換控制技術和微機信息處理技術引入發電機控制之中，獲得了一種全新的、高質量的電能獲取方式。風力機采用變速運行，即風機葉輪跟隨風速的變化改變其旋轉速度，保持基本恒定的最佳葉尖速比，風能利用系數最大。目前，變速恒頻風電機組主要采用繞線轉子雙饋異步發電機，低速同步發電機直驅型風力發電系統也受到廣泛重視。變速恒頻風力發電技術相對于恒速運行方式變速運行具有如下優點：

3.2.1 風能轉換效率高

變速運行風機以最佳葉尖速比、在最大功率點運行，提高了風力機的運行效率，與恒速恒頻風電系統相比，理論上年發電量一般可提高20%以上。

3.2.2 變機電動力系統間有剛性連接

它為柔性連接當風速躍升時，能吸收陣風能量，把能量儲存在機械慣性中，減少陣風沖擊對風機帶來的疲勞損壞，減少機械應力和轉動脈動，延長風機壽命。當風速下降時，高速運轉的風輪的能量便釋放出來轉化為電能送給電網。

3.2.3 可使變槳距調節簡單化

變速運行放寬了對槳距控制響應速度的要求，在低風速時，槳距角固定;高風速時，調節槳距角限制最大輸出功率。

3.2.4 變速運行還具有減少運行噪聲等其它一些優點

目前市場上恒速運行的風電機組一般采用雙繞組結構(4極，6極)的異步發電機，雙速運行。在高風速段，發電機運行在較高轉速上，4極電機工作；在低風速段，發電機運行較低轉速上，6極電機工作。一般單機容量為600~750kW 的風電機紐多采用恒速運行方式。風力發電技術的發展現狀及發展方向

4.1 風力發電技術發展現狀

人類利用風能的歷史可追溯到中世紀。起初是利用將風能轉換為機械能，如用風車提水、碾米、磨面等都借風帆為船助航。中國、伊拉克、埃及、荷蘭、丹麥等都是最早利用風能的國家。19世紀末，隨著科學技術的進步，丹麥的研究人員才開始著手利用風能發電以后，各國都從小型風力發電機研制開始，從而逐漸向中大型風力發電機發展。

到2003年底，全球風力發電總裝機容量已突破40000兆瓦，2004年全球風力發電新裝機容量已超過8321兆瓦，比2003年增長了21%，出現了強勁勢頭。目前，在全球有50多個國家中，已成為47100兆瓦的風力發電場，一共為2千多萬用戶居民提供了充足的綠色能源。目前，世界風力發電機裝機容量每年幾乎以20%的速度增加，風電已成為世界上發展最

快的能源。即使如此世界各國開發利用的風能資源尚不到可開發利用風能資源的20%可見其開發潛力之大。目前．歐洲是全球風力發電的主力軍。其中，德國風力發電裝機容量位居世界第一，占全世界總風力發電裝機容量的30％及以上。

我國的風電發展主要集中在2003年以后。近年來，風電顯示出前所未有的發展勢頭。到2008年底，風電機組總裝機容達1 215．3萬kW，位列全球第4。隨著我國風電裝備制造業的快速發展，我國的華銳風電、金風科技兩家企業進入2008年全球大型風電機組制造商前10名。如今，我國的風電仍然在以相當快的速度茁壯成長。

4.2 風力發電技術發展方向

綜觀世界風力發電近幾年迅猛發展的軌跡，呈現出如下發展方向及發展動態：

（1)大型化；

（2)定槳距、定速恒頻向變槳距、變速恒頻方向發展；

（3)海上專用風電機組研究及近海風電大規模開發；

（4)多級增速齒輪箱傳動向直驅型(無齒輪箱，風輪直接驅動多級發電機)、半直驅型(風輪經單級增速齒輪箱驅動多級發電機)方向發展；

（5)應用全功率變流的并網技術；

（6)低電壓穿越技術；

（7)實現風力發電系統功率優化、穩定可靠運行的智能控制技術；

（8)槳葉的空氣動力特性、新材料新工藝應用及控制策略研究；

（9)風電場遠程監控系統及無線網絡技術應用。風力發電技術的討論熱點

自2010年以來，我國共發生80起風電場脫網事故，2011年1～8月，這個數字上升到了193起，并且大規模脫網事故（一次損失風電出力50萬千瓦以上）由1起升至12起。這一系列事故的發生，使人們把注意力轉移到了起因之上。據有關人士分析事故發生主要由風力發電機設備、風場管理、電網接入以及運行安全監管等四方面問題導致。與此同時也引起了人們對風電機組必須具備了低電壓穿越(LVRT)運行功能的討論。目前，世界各國紛紛制定了針對大型風電機組并網運行的標準，要求在電網發生故障如電壓瞬間跌落時，風電機組仍能保持并網，且能向電網提供一定的無功功率支持，以提高電力系統的穩定性，這就要求風電機組具有一定的低電壓穿越(LVRT)運行能力。

目前，國內運行的大部分風機都沒有加裝低電壓穿越模塊，還有部分以前加裝的也不能滿足電科院的最新要求，不斷發生的脫網事故將引發變流器改造需求。自今年8月份開始，我國電監會組織開展風電安全檢查，其中風電設備情況中最重要的就是檢查機組低電壓穿越能力檢測及改造情況。此后能源部發布“大型風電場并網設計技術規范”等18項重要標準，包括風機的低電壓穿越(LVRT)運行能力。小結

風能是非常重要并儲量巨大的能源，它安全、清潔、充裕，能提供源源不絕的能量，是一種穩定的能源。在能源消耗日益增長，環境污染日漸嚴重的今天，風能無疑是一個很好的選擇。所以，我國應加快風電技術和產業的蓬勃發展。通過大規模的風電開發和建設，進一步提高風電技術，為人類在能源方面的進步做貢獻。

參考文獻：

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（六），2006.[18] 王宏華.風力發電的原理及發展現狀.風力發電技術系列講座(1),2010

[19] 王宏華.風力發電的原理及發展現狀.風力發電技術系列講座(3),2010

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第三篇：關于新能源風能發電報告

關于新能源風能發電報告

姓名：陳祝平 班級：英本三班 學號：2010103061 2011.10.21 2 風能發電

在不斷持續的能源緊張中，不少人想到了新能源利用。利用潔凈的能源（可再生能源）是人類社會文明進步的表現、是科學技術的發展、是環保理念的體現。潔凈能源指太陽能、風能、潮汐能、生物能等，這都是可再生取之不盡的能源，特別是風能技術最為成熟，經濟可行性較高，是一種較理想的發展能源。風是地球上的一種自然現象，它是由太陽輻射熱引起的。風能是太陽能的一種轉換形式，是一種重要的自然能源。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2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

我國風能資源總量約42億千瓦，技術可開發量約3億千瓦。目前東南沿海是最大風能資源區，風能密度為200W/M2～300W/M2，大于6m/s的風速時間全年3000h以上就可取得較大經濟效益。

一 風力發電的現狀

21世紀是可再生能源的世紀，由于風能非常豐富、價格非常便宜、能源不會枯竭，又可以在很大范圍內取得，非常干凈、沒有污染，不會對氣候造成影響，因而風力發電具有極大的推廣價值。在中國，風能資源豐富的地區主要集中在北部、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東南部的沿海地帶和島嶼上。這些地區缺少煤炭及其他常規能源，并且冬春季節風速高，雨水少；夏季風速小，降雨多，風能和水能具有非常好的季節補償。另外，在中國內陸地區，由于特殊的地理條件，有些地區具有豐富的風能資源，適合發展風電，比如江西省都陽湖地區以及湖北省通山地區。目前我國的風能利用方面與國際水平還在一定差距，但是發展很快，無論在發展規模上還是發展水平上，都有很大提高。據資料顯示，2004年全國在建項目的裝機容量約150萬千瓦，其中正在施工的約42萬千瓦，可研批復的68萬千瓦，項目建議書批復的45萬千瓦，包括五個10萬千瓦特許權項目。

江西都昌老爺廟風電場風能資源豐富，建設條件較好，已被列為全國大型風電場預可研項目。目前，江西省能源結構性矛盾突出，一次能源只有煤炭和水電；而且電煤大部分需要從省外運入，水電開發程度又較低。風電和水電具有不同步發生規律，風力發電高峰處于秋季與冬季，水利發電高峰期處于春季和夏季，風電和水電具有季節性特性，可實現季節性互補；風力發電是環保型可再生能源，可改善電源結構，替代一部分火電容量，節約煤炭，減少污染，保護環境。二 風力發電的潛力 長期以來，由于風電電價高于火電電價，作為清潔能源的風電對于解決能源短缺和環境保護問題的意義長期得不到應有的重視。事實上，風電作為一項高新技術，具有著巨大的產業前景。而它作為新興能源，更對促進邊遠地區經濟發展有著巨大的作用。在電力緊張、能源緊缺的情況接踵而至的今天，我國應該重新認識風能的利用問題。

首先，風力發電的潛力體現為風電電價的快速下降。截止到目前，風電電價正在快速下降，甚至已日趨接近燃煤發電的成本，經濟效益開始凸現。數據顯示，風力發電能力每增加一倍，其成本就下降15％。縱觀近幾年，風電增長一直保持在30％以上，因而成本也正隨之不斷下降。目前，中國風電成本約在0.5元以上，隨著中國風力發電裝機的國產化和發電的規模化，風電成本可望再降。此外，風電外部成本幾乎為零，甚至低于核電成本。據初步測算，如果將內部成本和外部成本同時計入成本，風電將是當前世界上最經濟、最潔凈的能源。

其次，風電的潛力體現于風能資源的豐富性。據初步統計、中國陸地10米和海面15米可供開發的風力資源在幾億千瓦以上，相當于可開發水能資源（3.9億千瓦）的2.5倍。而50米風力資源還會增大一倍。根據現有技術，地面 50－100米的風力資源都可開發利用。此外，風電技術正日臻成熟。隨著科學技術的發展，風電技術已經相當成熟。更大型、性能更好的機組的已開發并投人生產試運行，可利用的風速要求還會降低。

再者，風電工程的建設工期短，見效快。火電、水電的建設工期需要用年來計算，而在有風場數據的前提下，風電項目只需要以周、月來計算。風場建設在短時間內即可完成，能夠解決我國電力短缺的燃眉之急。

另外，風電的發展對于遏制溫室效應具有重大的意義。據統計，風力發電每生產100萬千瓦時的電量，便能減少600噸二氧化碳的排放。因此，大力發展風能可以大幅度削減造成溫室效應的二氧化碳，緩解氣候變暖的狀況，并能有效地遏制沙塵暴災害，抑制荒漠化的發展。最后，風場也成旅游項目。風電場還能帶動當地經濟發展。內蒙古風電場就是很好的例子。它雖然不大，但場面很壯觀，已發展成為旅游區。三 發展風電刻不容緩

風電產業要全面健康可持續發展，需要解決的問題很多，但依靠科技進步來推動風電產業是擺在我們面前的現實課題。

首先，需建立以企業為主體、市場為導向、產學研技術結合的創新體系。對開展試點的企業應對其研發機構，研發人員，研發資金，研發項目，專利申請，產品品牌，能力建設等方面提出具體要求和量化的指標。

第二，正確處理技術引進和技術創新的關系。采用自主研究開發和引進消化國外技術相結合的方式，是實現提高競爭能力的較好途徑。、第三，加強風電創新能力建設，建立風電公共技術服務平臺，共同對資源進行整合、共享、完善和提高，通過建立共享機制和管理程序逐步做到資源有效利用。第四，加速風電技術人才培養。目前已有一些高等院校準備設置風能專業或者風能專業方向，開設風能課程培養本科生和研究生。除了學校培養人才外，企業也應將人才培養和建立一支高素質的隊伍放在戰略地位，特別需要建立激勵機制和創造良好的環境，使技術隊伍能夠穩定地成長。

中國風電行業發展比較迅速，但與國際風電行業的發展水平還有很大差距，國內的風電設備主要依靠進口，對外依賴性強，雖然風電成本已下降很多，但相比火電成本的優勢在短期內并不會明顯突出，風電行業的發展還有很多的阻礙因素。但是風電行業投資的高風險，必然會為風電行業發展帶來高收益，不論是風電產業的經濟效益、社會效益，還是中國目前奉行的可持續發展和節約戰略，都為風力發電行業提供了很大的發展空間。現在，風能發電成本已經下降到1980年的1/5。隨著技術進步和環保事業的發展，風能發電在商業上將完全可以與燃煤發電競爭。

第四篇：風能發電3000字論文

風能發電 風能(wind energy)地球表面大量空氣流動所產生的動能。由于地面各處受太陽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，即形成風。風能資源決定于風能密度和可利用的風能年累積小時數。風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關系。據估算，全世界的風能總量約1300億千瓦，中國的風能總量約16億千瓦。

在不斷持續的能源緊張中，不少人想到了新能源利用。利用潔凈的能源（可再生能源）是人類社會文明進步的表現、是科學技術的發展、是環保理念的體現。潔凈能源指太陽能、風能、潮汐能、生物能等，這都是可再生取之不盡的能源，特別是風能技術最為成熟，經濟可行性較高，是一種較理想的發展能源。風是地球上的一種自然現象，它是由太陽輻射熱引起的。風能是太陽能的一種轉換形式，是一種重要的自然能源。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2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

我國幅員遼闊，海岸線長，風能資源比較豐富。據國家氣象局估算，全國風能密度為每平方米100瓦，風能總儲量約16億千瓦，其中在地理上和經濟上近期討開發捆用的約為1．6億千瓦。特別是東南沿海及附近島嶼、內蒙古和甘肅走廊、東北、西北、華北和青藏高原等部份地區，每年風速在3米／秒以上的時間近4，000小時左右，一些地區年平均風速對達6~7米／秒以上，具有很大的開發利用價值。

有關專家根據全國有效風能密度、有效風力出現時間百分率，以及大于等于3米／秒和6米／秒的全年累積小時數，將我國風能資源劃分為如下幾個區域；

1．東南沿海及其島嶼，為我國最大風能資源區。這一地區，有效風能密度大于200瓦／米2的等值線平行于海岸線，沿海島的的風能密度在300瓦／米2以上，有效風力出現時間百分率達80—90％，大于等于3米／秒的風速全年出現時間約7，000—8，00小時，大于等于6米／秒的風速也有4，000小時左右。

2．內蒙古和甘肅北部，為我國次大風能資源區。這一地區，終年在西風帶控制下，風能密度為200~300瓦／米2，有效風力出現時間百分率為70％左右，大于等于3米／秒的風速全年有5，000小時以上，大于等于6米／秒的風速在2，000小時以上。

3．黑龍江和吉林東部以及遼東半島沿海，風能也較大。風能密度在200瓦／米2以上，大于等于3米／秒和6米／秒的風速全年累積分別為5，000一7，000小時和3，000小時。

4．青藏高原；三北地區的北部和沿海，為風能較大區。風能密度在150—200瓦/米之間，大于等于3米／秒的風速全年累積為4，000—5，000小時，大于等于6米／秒的風速全年累積為3，000小時以上。

5、云貴川、甘肅、陜西南部，河南、湖南西部，福建、廣東、廣西的山區，以及塔里木盆地；為我國最小風能區。有效風能密度在50瓦／米2以下，可利用的風力僅有20％左右，大于等于3米／秒的風速年累積在2，000小時以下，大于等于6米／秒的風速在150小時以下。

6、在4和5地區以外的廣大地區；為風能季節利用區。這一地區，風能密度在50—100瓦／米2之間，可利用風力為30—40％，大于等于8米／秒的風速全年累積在2，000—4，000小時，大于等于6米／秒的風速在1，000小時左右。

我國風能資源總量約42億千瓦，技術可開發量約3億千瓦。目前東南沿海是最大風能資源區，風能密度為200W/M2～300W/M2，大于6m/s的風速時間全年3000h以上就可取得較大經濟效益。

一 風力發電的現狀

21世紀是可再生能源的世紀，由于風能非常豐富、價格非常便宜、能源不會枯竭，又可以在很大范圍內取得，非常干凈、沒有污染，不會對氣候造成影響，因而風力發電具有極大的推廣價值。在中國，風能資源豐富的地區主要集中在北部、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東南部的沿海地帶和島嶼上。這些地區缺少煤炭及其他常規能源，并且冬春季節風速高，雨水少；夏季風速小，降雨多，風能和水能具有非常好的季節補償。另外，在中國內陸地區，由于特殊的地理條件，有些地區具有豐富的風能資源，適合發展風電，比如江西省都陽湖地區以及湖北省通山地區。目前我國的風能利用方面與國際水平還在一定差距，但是發展很快，無論在發展規模上還是發展水平上，都有很大提高。據資料顯示，2004年全國在建項目的裝機容量約150萬千瓦，其中正在施工的約42萬千瓦，可研批復的68萬千瓦，項目建議書批復的45萬千瓦，包括五個10萬千瓦特許權項目。

江西都昌老爺廟風電場風能資源豐富，建設條件較好，已被列為全國大型風電場預可研項目。目前，江西省能源結構性矛盾突出，一次能源只有煤炭和水電；而且電煤大部分需要從省外運入，水電開發程度又較低。風電和水電具有不同步發生規律，風力發電高峰處于秋季與冬

季，水利發電高峰期處于春季和夏季，風電和水電具有季節性特性，可實現季節性互補；風力發電是環保型可再生能源，可改善電源結構，替代一部分火電容量，節約煤炭，減少污染，保護環境。

據資料顯示，“十一五”末九江電網電力開始出現缺額，2010年缺額將達158兆瓦。老爺廟風電場的建設，可以緩解九江電網電力不足的矛盾，滿足九江電網日益增長的電力需要；同時可就近向當地供電，減少了長距離輸送的網損，提高供電可靠性和經濟性。

據初步測算，目前風電場造價成本約為8000～9000元/KW，機組（設備）占75%左右，基礎設施占20%，其它占5%。風能利用小時數在2700～3200小時，其風電成本約0.45～0.6元/千瓦時。假設：風電場造價成本為：9000元/KW，上網電價（并網收購電價）為：0.6元/KW（不含稅價），運行小時數（風能利用時間）為：3000小時，上網（并網）損耗為5%，風電場運行費用（年KW收入）10%，：則年KW發電收入=（運行時數×上網損耗）×上網電價×運行費用，（3000×5%）×0.6元/KW×10%≈1539元/年（KW）。

一、風力發電的潛力

長期以來，由于風電電價高于火電電價，作為清潔能源的風電對于解決能源短缺和環境保護問題的意義長期得不到應有的重視。事實上，風電作為一項高新技術，具有著巨大的產業前景。而它作為新興能源，更對促進邊遠地區經濟發展有著巨大的作用。在電力緊張、能源緊缺的情況接踵而至的今天，我國應該重新認識風能的利用問題。

首先，風力發電的潛力體現為風電電價的快速下降。截止到目前，風電電價正在快速下降，甚至已日趨接近燃煤發電的成本，經濟效益開始凸現。數據顯示，風力發電能力每增加一倍，其成本就下降15％。縱觀近幾年，風電增長一直保持在30％以上，因而成本也正隨之不斷下降。目前，中國風電成本約在0.5元以上，隨著中國風力發電裝機的國產化和發電的規模化，風電成本可望再降。此外，風電外部成本幾乎為零，甚至低于核電成本。據初步測算，如果將內部成本和外部成本同時計入成本，風電將是當前世界上最經濟、最潔凈的能源。

其次，風電的潛力體現于風能資源的豐富性。據初步統計、中國陸地10米和海面15米可供開發的風力資源在幾億千瓦以上，相當于可開發水能資源（3.9億千瓦）的2.5倍。而50米風力資源還會增大一倍。根據現有技術，地面 50－100米的風力資源都可開發利用。2003年，我國發電裝機容量為3.85億千瓦，專家認為，中國單靠風力發電就能將現有的電力生產翻一番。

此外，風電技術正日臻成熟。隨著科學技術的發展，風電技術已經相當成熟。更大型、性能

更好的機組的已開發并投人生產試運行，可利用的風速要求還會降低。

再者，風電工程的建設工期短，見效快。火電、水電的建設工期需要用年來計算，而在有風場數據的前提下，風電項目只需要以周、月來計算。風場建設在短時間內即可完成，能夠解決我國電力短缺的燃眉之急。

另外，風電的發展對于遏制溫室效應具有重大的意義。據統計，風力發電每生產100萬千瓦時的電量，便能減少600噸二氧化碳的排放。因此，大力發展風能可以大幅度削減造成溫室效應的二氧化碳，緩解氣候變暖的狀況，并能有效地遏制沙塵暴災害，抑制荒漠化的發展。

除此之外，風電還可以滿足邊遠農村的獨立供電。目前，“大機組、大電網、高電壓”的模式難以有效解決西部地區分散性的電力需求。開發風力發電這樣的分散供電系統，可以較好地滿足這些地區發展對能源的要求，可以說，我國目前沒有聯上電網的農村是風力發電的巨大市場。

最后，風場也成旅游項目。風電場還能帶動當地經濟發展。內蒙古風電場就是很好的例子。它雖然不大，但場面很壯觀，已發展成為旅游區。

三、發展風電刻不容緩

風電產業要全面健康可持續發展，需要解決的問題很多，但依靠科技進步來推動風電產業是擺在我們面前的現實課題。

首先，需建立以企業為主體、市場為導向、產學研技術結合的創新體系。對開展試點的企業應對其研發機構，研發人員，研發資金，研發項目，專利申請，產品品牌，能力建設等方面提出具體要求和量化的指標。

第二，正確處理技術引進和技術創新的關系。采用自主研究開發和引進消化國外技術相結合的方式，是實現提高競爭能力的較好途徑。、第三，加強風電創新能力建設，建立風電公共技術服務平臺，共同對資源進行整合、共享、完善和提高，通過建立共享機制和管理程序逐步做到資源有效利用。

第四，加速風電技術人才培養。目前已有一些高等院校準備設置風能專業或者風能專業方向，開設風能課程培養本科生和研究生。除了學校培養人才外，企業也應將人才培養和建

立一支高素質的隊伍放在戰略地位，特別需要建立激勵機制和創造良好的環境，使技術隊伍能夠穩定地成長。

國風能利用的歷史雖然悠久，但是使用的轉換器多為傳統風車，技術十分落后。應用現代科學技術研究風能的開發利用，試制現代的新型風力機，利用風力進行發電，是建國以后在黨和國家的重視和支持下才開始的。1954年，我國試制成一臺仿蘇凸15型水平軸風力機，4級風時設計功率為22．6馬力。同年，輕工業部的科研單位自行設計了一臺功率為37．6馬力的三翼高速水平軸風力機，用于抽水。1958年，吉林省白城專區試制成一臺功率為66瓦的58型風力充電裝置，為修配廠的充電業務和農村照明提供電力。之后，江蘇、安徽、遼寧、新疆等地相繼研制并興建了功率從幾百瓦到幾千瓦的小型風力發電站。六十年代以來，我國風力發電、機組的研制與生產有了進一步的發展。1960年在蚌埠召開的全國風力機現場會上，參加評比的各種不同類型，不同規格的風力機達36種之多。七十年代以來，我國風力視的研制工作又有了新的發展。在風力機的結構上，除水平軸風力機外，還開展了新型立軸φ型和旋冀型風力機的研制，取得了一定的成果。據1981年9月統計，我國已研制的風力機達42種之多。其中：按結構分，水平軸式的37種，垂直軸式的5種；按轉速分，少葉片高速型的29種，多葉片低速型的13種；按用途分，用于發電的27種，用于提水的15種；設計風速，最低的6米／秒，最高的11．2米／秒；風輪直徑，最大的21米，最小的1．4米；輸出功率，最大的55千瓦，最小的30瓦。全國目前正在運行發電的風力發電機約有5，000多臺，大部分布在內蒙古、江蘇、浙江、山東、新疆、青海、甘肅、福建、西藏、寧夏、黑龍江等省、區。特別是內蒙古已有6個盟、25個旗縣共安裝風力發電機約4，000臺。中國風電行業發展比較迅速，但與國際風電行業的發展水平還有很大差距，國內的風電設備主要依靠進口，對外依賴性強，雖然風電成本已下降很多，但相比火電成本的優勢在短期內并不會明顯突出，風電行業的發展還有很多的阻礙因素。但是風電行業投資的高風險，必然會為風電行業發展帶來高收益，不論是風電產業的經濟效益、社會效益，還是中國目前奉行的可持續發展和節約戰略，都為風力發電行業提供了很大的發展空間。現在，風能發電成本已經下降到1980年的1/5。隨著技術進步和環保事業的發展，風能發電在商業上將完全可以與燃煤發電競爭。

第五篇：風能發電在家鄉活動課例

《風能發電在家鄉》綜合實踐活動課

來安縣 半塔中學

孫其發

（一）、課題：《風能發電在家鄉》

（二）、研究背景

來安風電場是我省新能源開發的重點工程，也是我省第一座風力發電場，預計2012年還將新增50萬千瓦的裝機容量，未來五年風電開發潛力可達300萬千瓦以上。電從風中來，并網進萬家。1月5日，位于來安縣的我省首座風力發電場順利并網發電，這標志著我省正式用上風電。來安風力發電場昨并網發電 成安徽第一座風力發電場。

圖為來安山區的風力發電設施

220千伏來安風電場位于來安縣北部低山丘陵地區，規劃容量為247.5兆瓦，共分五期開發，每期49.5兆瓦，分別為龍頭港、龍臥寺、東寺港、寶山以及大港風電場。此次并網發電的是一期工程龍頭港風力發電場，位于來安縣楊郢鄉境內，工程總投資達4.56億元，由10萬千瓦機組組成。40多臺風機經過前期調試，終于1月5日并網發電，每年可發電2億多千瓦時。

安徽龍源來安風電項目由龍源電力集團股份有限公司投資開發，是安徽省第一個風電項目，風電場設計裝機容量198MW,四期共安裝132臺1500KW低風速風力發電機組和一座220KV變電站。龍源來安風電項目四期總投資18.25億元，預計年上網電量4億千瓦時。

在我的家鄉半塔能用上風能發電，真是我們趕上了改革開放的好年頭，隨著我國綜合國力的增強、科學技術的進步，如今綠色能源的開發與發展已經落戶到半塔鎮寶山村，這是我省貫徹落實科學發展觀的必然結果。這一變化必將引起家鄉人民生活觀念和生活方式的變革，我們如何適應這一形勢的變化，增強節能環保意識，推動家鄉經濟社會的可持續發展，怎樣認識我國工業化發展進程如何尊重工人的勞動、普及科學技術知識，養成良好的生活習慣，積極踐行低碳生活方式。這將成為我們面臨的又一重要的研究課

題。

（三）研究目的：

隨著風能發電這一事物在家鄉的出現，新學期開始后，學校領導高度重視，要求各科室應結合這一變化因地制宜地開展綜合實踐活動。對學生進行科學普及教育、節約資源和保護環境意識教育，讓學生充分認識在資源短缺的今天，家鄉建立風能發電站意義重大而深遠，我們要從身邊小事做起，節約一滴水、一度電，倡導低碳生活方式。為此，半塔中學綜合實踐活動課程資源開發與實施研究小組充分挖掘本地課程資源優勢，本學期開始將風力發電列入校本研究實踐課程。正是希望青少年更多地了解清潔能源，培養科學精神和創新思維。“風能發電機是怎么運轉的？” “風力多大的時候才會發電呢？” “我們每天用的電是這里發送的嗎?” ??

為解決同學們的疑惑，滿足同學們的好奇心，我們特組織了一次參觀考察活動。為了激發學生熱愛家鄉之情，增強新能量和節能環保意識。因此選擇了《風能發電在家鄉》作為本次研究課題。

為了讓學生更好的了解并關注我縣能源環境狀況，增強新能源和節能環保意識，養成“節能環保，從我做起”的社會責任感，激發同學們熱愛家鄉、建設家鄉的情懷，并能以自己的實際行動感染其他人，使來安人在追求經濟發展的同時，不會忘記節能環保，不斷創新，開發新能源、可再生能源、清潔能源，堅持走可持續發展道路。

（四）探究過程：

1、新學期開始后，半塔中學將風力發電列入校本綜合實踐活動課程。今年3月12日，我們組織課題組部分同學到最近的安徽來安龍源風力發電場，觀摩風能發電運作。下圖為我校高二部分學生參觀寶山風能發電場。

2、請先俊生老師給同學們講解風能發電原理。

通過老師的現場詳細講解，同學們臉上露出了滿意的笑容。

3、組織參觀同學相互交流探究風能發電的原理、優勢和前景。

4、參觀結束后，請同學們各寫一篇觀后觀或心得體會。

（五）研究結果：

1、成果總體評價：

同學們撰寫了多篇論文

一、收獲體會，對活動進行了反思與總結。高二（5）班施文婷同學寫的《蛻變》、陸啟彤同學寫的《風吹電來》、梅芳同學寫的《平凡的小鎮》、項迎鍇同學寫的《記憶的前進》、宋曉燕同學寫的《見證》分別從不同角度熱情謳歌了家鄉經濟的可持續發展、人民生活水平的不斷提高、社會公共設施的巨大變化以及對家鄉美好前景的憧憬；高二（6）班先振宇同學寫的《風能是如何發電的？》一文詳細介紹了風能發電原理及發展前景。李曉旋同學寫的《風能發電的巨大潛能》從新能源開發與利用角度，比較詳細地介紹了風能發電原理、特點和巨大發展潛力。同學們的文章里洋溢著濃濃的熱愛家鄉之情，強烈的熱愛科學的情趣。

2、附同學們收獲體會：

《風能是如何發電的？》

半塔中學高二（6）先振宇

風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數秒鐘內就發出了一千萬馬力(即750萬千瓦；一馬力等于0．75千瓦)的功率!有人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。

利用風力發電的嘗試，早在二十世紀初就已經始了。三十年代，丹賣、瑞典、蘇聯和美國應用航空工業的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發電裝置。這種小型風力發電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉村使用，它所獲得的電力成本比小型內燃機的發電成本低得多。不過，當時的發電量較低，大都在5千瓦以下。

把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。（大型風力發電站基本上沒有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才會擁有尾舵）

風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。（現在還有一些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規螺旋槳型葉片相同）

由于風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩定；所以，在帶動發電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩定，然后再聯接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。

鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內。

發電機的作用，是把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發電機構均勻運轉，因而把機械能轉變為電能。

一般說來，三級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發，風速大于每秒4米才適宜于發電。據測定，一臺55千瓦的風力發電機組，當風速為每秒9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦；當風速每秒8米時，功率為38千瓦；風速每秒6米時，只有16千瓦；而風速每秒5米時，僅為9.5千瓦。可見風力愈大，經濟效益也愈大。

風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

我國的風力資源極為豐富，絕大多數地區的平均風速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風速更大；有的地方，一年三分之一以上的時間都是大風天。風電發展到目前階段，其性價比正在形成與煤電、水電的競爭優勢。風電的優勢在于：能力每增加一倍，成本就下降15%，近幾年世界風電增長一直保持在30%以上。隨著中國風電裝機的國產化和發電的規模化，風電成本可望再降。因此風電開始成為越來越多投資者的逐金之地。在這些地區，發展風力發電是很有前途的。

但風力發電也并不是沒有任何缺點，至少現在，成本太高的問題就還沒有解決。而且風力發電所產生的噪音暫時也沒有好的解決辦法，漫山遍野的風車也會影響自然景觀。同時，風力發電也有一些不穩定因素，風不是人類可以控制的，至少想人工制造風來發電使不實際的，這些不確定性可能會給風能再增加一些制約因素，但風能的一次性投入便能長久獲利的優點也決定了風能在未來一定會有很好的發展前景。

其他同學的心得體會附后。

（六）教師點評：

同學們通過參觀學習，了解了我國能源的現狀，認識了風能發電原理，風能發電的優勢，更加深刻地理解國家堅持可持續發展的必要性和重要性。他（她）們紛紛寫下觀后感和心得體會，表示在今后的學習中更加努力學習，關注社會發展，樹立節能環保意識、綠色能源意識、創新意識，為國家新型能源開發與建設增添光彩。通過本次實踐活動同學們的日常生活行為也正在悄悄發生改變，不但行為舉止更加文明禮儀，節約資源能源意識明顯增強了，教室里的燈隨手及時關了，自來水籠頭及時關了??進一步激發了同學們熱愛科學，努力學習科學文化知識，將來為國家為家鄉多作貢獻的責任感和使命感。

半塔中學《農村中學綜合實踐活動課程資源開發與實施模式研究》課題組

2011.3.28