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未来风力发电的发展方向

随着人们对可再生能源需求的日益增长,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,逐渐引起了全球的关注。未来风力发电的发展方向将朝着以下几个方面发展。
技术创新是风力发电未来发展的关键。风力发电技术已经取得了巨大的进步,但仍面临一些挑战,如能效提升、减少噪音和对鸟类的影响等。未来的发展方向将聚焦于提高风力发电机组的效率和可靠性,更好地适应各种复杂的气候和地形条件。
风力发电装备的智能化将成为未来发展的趋势。随着物联网、人工智能等技术的不断发展,智能化风力发电装备将能够实现远程监测、维护和优化运营等功能,大大提高了风力发电场的管理效率和可靠性。
风力发电的发展方向还包括海上风电的发展。相比陆地风电,海上风电具有更大的潜力和优势,如风速更高、更稳定,且不污染景观。未来将加大对海上风电的研究和开发,不断提高海上风电产能和可靠性。
风力发电与其他能源形式的结合也是未来的发展方向之一。风力发电与太阳能、水力发电、储能技术等相结合,可以实现能源的互补和平衡。太阳能和风力发电可以相互弥补能源供应的不稳定性,储能技术则可以解决风力发电的间歇性问题。
未来风力发电的发展方向是技术创新、智能化、海上风电和与其他能源形式的结合。随着这些发展方向的实施,风力发电将为人类提供更可持续、清洁的能源,推动全球能源格局的转型和升级。
未来风力发电的发展方向,未来风力发电的发展方向是什么

海上风电份额逐渐提升
由于我国陆上风电的建设技术已日趋成熟,加之海上风电资源更为广阔,国家风电发展政策逐渐向海上发电倾斜。在我国东部沿海的海上,其可开发风能资源约达7.5亿千瓦,不仅资源潜力巨大且开发利用市场条件良好。
据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国海上风电市场份额稳步提升,2013年,海上风电累计装机容量为45万千瓦,仅占总体的0.58%,到2020年上半年,增长至699万千瓦,占总体的3.22%。从风电新增并网装机来看,2020年上半年,全国风电新增并网装机632万千瓦,其中陆上风电新增装机526万千瓦、海上风电新增装机106万千瓦。截止2020年6月底,全国风电累计装机2.17亿千瓦,其中陆上风电累计装机2.1亿千瓦、海上风电累计装机699万千瓦,海上发电的比重正在逐步提升。前景预测:“十四五”期间年均新增装机5000万千瓦以上
在2020年10月14日,来自全球400余家风能企业的代表通过了《风能北京宣言》,其指出积极推动全球风电健康快速发展,制定科学明确的中国风电未来五年和中长期发展规划,并纳入未来“碳中和国家”建设基本方略。综合考虑资源潜力、技术进步趋势、并网消纳条件等现实可行性,为达到与碳中和目标实现起步衔接的目的,在“十四五”规划中,须为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间:保证年均新增装机5000万千瓦以上。2025年后,中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦,到2030年至少达到8亿千瓦,到2060年至少达到30亿千瓦。——更多数据请参考前瞻产业研究院《中国风电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
未来风力发电的发展方向是什么

在一望无际的戈壁上,30余台风力发电机矗立在天地之间。这个在建的风力发电场附近除了在建的发电站之外,不但没有人烟,甚至草木都极为少见。风电场的运营商龙源巴里坤风力发电有限公司的相关负责人指着那些一动不动的发电机叶片说,再过上几个月这里就可以运行发电了。而该总装机容量为4.95万千瓦的风力发电场,仅是龙源在新疆哈密三塘湖风电项目的一期工程。提及哈密地区的风力发展,哈密地区的领导总是难掩自豪之情。在地区发展规划中,风电成为他们未来发展的重要一环。他们甚至喊出了“风光无限,眉飞色舞”的发展口号,其中“风光无限”便是指太阳能发电(http://www.huanbao.com/)和风力发电。仅仅哈密当地重视风电的开发,在日前中国国家能源局发布的《可再生能源“十二五”规划》中,哈密也名列成为未来重要区域之一。在新的国家规划中,新疆哈密地区,与河北、内蒙古东部、内蒙古西部、甘肃酒泉地区、吉林、黑龙江及江苏和山东沿海等地区,成为即将重点建设的千万千瓦级风电基地。发展风电,新疆具有得天独厚的优势。据统计,新疆风能资源总量约8.72亿千瓦,其中可开发利用区域面积近15万平方公里,新疆陆上风能资源总量约占全国总量的四成。此次,哈密地区成为重点建设的重大风电基地无疑是新疆风电的发展新机遇。而在哈密逐步开始风电大发展的整个中国风电的发展也迎来了新的任务。日前,国家能源局所发布的《可再生能源“十二五”规划》指出:“到2015年,累计并网风电装机达到1亿千瓦,年发电量超过1900亿千瓦时,其中海上风电装机达到500万千瓦,基本形成完整的、具有国际竞争力的豪鑫减速机装备制造产业。”此外该规划还制订了更长远的目标,计划“到2020年,累计并网风电装机达到2亿千瓦,年发电量超过3900亿千瓦时,其中海上风电装机达到3000万千瓦,风电成为电力系统的重要电源”。而相比目前中国国内低迷的风电市场,在许多人看来,新《规划》中的风电目标似乎成为最为不确定的目标。据了解,早在2011年,中国国内风电类企业已经风光不敌当年,大多出现了业绩下滑。而这一状况一直持续到今年,其中还有部分企业最终因实力不敌而关门大吉。 “许多业内同行都因为行业的不景气变相地辞职了,现在行业的确不景气。”一位从事风机制造行业的工作人员这样告诉《科学新闻》。 “当前最大的难题就是未来风机运转之后,发的电送不出去。”三塘湖工业园区风力发电基地的负责人神情严峻。“如果并网的问题得到解决,不要说1亿千瓦,更高的风电目标也可能实现。”中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心副主任石敏俊这样说。无论是在运营商还是在专家们眼中,当前风力发电最大的问题便是并网问题,这也是完成《规划》目标最大的不确定因素。对此,就连国家电网负责人也表示赞同。国家电网副总经理舒印彪公开对媒体表示:“在风电迅猛发展的几年里,电网处于风电发展的关键环节,也始终是各种矛盾的焦点。”在新出台的规划中,便提出要加强内陆资源丰富区风电开发,加强“三北”以外内陆地区的风能资源评价和开发建设,以及鼓励分散式并网风电开发建设。目前中国风力发电的主要战场仍位于中国的“三北”和沿海地区,但是这些区域往往并非电力消纳的中心,故需要通过电网进行电力输送。而由于风电本身的不稳定性,致使电网不愿接纳风电。这就造成了当前风力发电站发电但是送不出去的尴尬局面。并网不仅仅带给运营商难题,就连风机制造商也面临挑战。金风科技公司的负责人告诉《科学新闻》,风电发展和电网建设的不协调带来的并网难成为目前的主要瓶颈。基于长期以来存在的并网问题,早在数年前相关部门及机构就提出要研发智能电网等口号。而在石敏俊看来,除了解决并网的技术难题外,更重要的是要考虑政策扶持和体制机制的改变。 “要让电网愿意吸纳风电,除技术之外还需要想一些办法,如给予政府补贴等。重点在于将旧市场的问题解决,把体制机制的问题解决。”他说,如何通过体制机制调整让部门之间合作十分重要。而在企业看来,随着《可再生能源“十二五”规划》出台,国家电网明确提出了“十二五”期间将完成1亿千瓦风电并网,截至2020年实现2亿千瓦风电并网,相信风电并网难问题会逐步得到解决。“作为制造商就是要加大研发力度,开发出适应电网的并网友好型机组和产品,促进风电并网,同时不断持续优化产品质量和加强服务能力,保障客户投资的风电场项目20~25年的全生命周期的收益。”金风科技的负责人这样展望。 “虽然这个行业目前不景气,但还是非常有希望的。”前述没有具名的风机制造业从业者这样告诉《科学新闻》。在他看来,目前风电行业的问题一方面是电网的阻碍;另外一方面仍在风机制造的技术上。虽然大功率风机、各种新型风机被研发出的好消息不断传来:风电装备制造能力快速提高,已具备1.5兆瓦以上各个技术类型、多种规格机组和主要零部件的制造能力,基本满足陆地和海上风电的开发需要,但是这些成绩,并不意味着中国风机制造技术已经完全成熟。 “国内制造商跟世界一流的主要竞争对手还是有一定差距,比如我们的研发和管理的系统性、工作质量和效率等等。技术革新需要建立在长时间的技术研发积累上,不会凭空产生。”金风科技负责人这样表示。该负责人表示,风电未来的技术发展主要集中在几个方向:第一,追求度电成本。所谓风电的度电成本,就是风电开发商或运营商生产每千瓦时电的总成本,度电成本越低,能源生产商和消费者受益越多。第二,追求更加智能化。也就是结合智能电网、储能技术等,根据电网需求、风能的大小等对风电场进行智能化管理。第三,实现友好型,比如社区友好型、环境友好型、电网友好型。还应持续拓展风电的应用,使风电更好地和其他产业联系起来,比如风电制氢、制氨,海水淡化等。中国政府针对风机行业的质量问题提出了一系列的发展标准和规范,其中风机的技术和质量也赫然在列。
风力发电在我国的发展历程和发展方向

行业主要上市公司:目前国内新能源行业的上市公司主要有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)、晶科科技(601778)、长江电力(600900)和中国中车(601766)等。
本文核心内容:新能源行业市场规模、新能源行业发展现状、新能源行业竞争格局、新能源行业发展前景及趋势。
行业概况
1、定义
新能源又称非常规能源,一般指在新技术基础上,可系统地开发利用的可再生能源,包含了传统能源之外的各种能源形式。一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源则通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。新能源主要包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等。
根据国家统计局制定的《国民经济行业分类(GB/T
4754-2017)》,新能源行业被归入电力、热力生产和供应业(国统局代码D44)中的电力生产(D441),包含的统计4级代码有D4413(水力发电)、D4415(风力发电)、D4416(太阳能发电)、D4417(生物质能发电)、D4418(其他电力生产)。
2、产业链剖析
新能源行业上游产业主要包括太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源发电设备制造商,以及太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源的组件及零部件制造商。其中:新能源发电设备制造主要包括太阳能发电设备和风力发电机组、可再生能源发电设备等,目前这一领域领先的上市企业有特变电工(600089)、迈为股份(300751)和中国中车(601766)等;组件及零部件制造主要包括电力和光伏组件、太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、光伏设备及元器件制造等。目前这一领域领先的上市企业有晶澳科技(002459)、天合光能(688599)和通威股份(600438)等。
新能源行业中游作为整条产业链的重要环节,主要包含氢能、光伏发电、风电和水电等能源供应商;该领域目前的代表上市企业有隆基绿能(601012)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)和长江电力(600900)等;
新能源行业的下游产业主要包括新能源汽车、加氢站、充电桩和输变电等公共及个人应用领域。目前在新能源汽车行业,主要上市公司有比亚迪(002594)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、东风汽车(600006)和北汽蓝谷(600773)等;加氢站行业上市公司主要有蓝科高新(601798)、上海电气(601727)和美锦能源(000723)等;电动汽车充电桩行业主要上市公司有特锐德(300001)、国电南瑞(600406)和万马股份(002276)等;输变电行业上市公司主要有长缆科技(002897)、金杯电工(002553)和平高电气(600312)等。
我国新能源行业具体产业链布局如下图:
行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段
新能源行业在促进社会经济可持续发展方面发挥了重要作用,根据我国“十五”规划至“十四五”规划期间,国家对新能源行业的支持政策经历了从“加快技术进步和机制创新”到“因地制宜,多元发展”再到“加快壮大新能源产业成为新的发展方向”的变化。
“十五”计划(2001-2005年)时期,国家层面提出加快技术进步和机制创新,推动新能源和可再生能源产业迅速发展;从“十一五”规划(2006-2010年)开始,规划提出按照“因地制宜,多元发展”的原则,在继续加快小型水电和农网建设的大力发展适宜村镇、农户使用的风电、生物质能、太阳能等可再生能源;“十二五”(2011-2015年)时期,国家层面提出以风能、太阳能、生物质能利用为重点,大力发展可再生能源;至“十三五”期间(2016-2020年),合理把握新能源发展节奏,着力消化存量,优化发展增量,新建大型基地或项目应提前落实市场空间;到“十四五”时期,根据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,国家在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面,对我国新能源行业的发展做出了全面指引。
行业政策背景:政策加持,行业发展迅速
国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范新能源行业的发展政策,内容涉及新能源行业的发展技术路线、产地建设规范、安全运行规范、能源发展机制和标杆上网电价等内容,2014-2022年6月,我国新能源行业重点政策及政策解读汇总如下:
注:查询时间截至2022年6月20日,下同。
行业发展现状
1、新能源发电装机容量逐年上升
2017-2021年新能源发电装机容量呈逐年上升趋势。2021年,我国新能源发电装机容量达到11.2亿千瓦,占总发电装机容量的47.10%。水电装机3.91亿千瓦(其中抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、核能发电装机0.55亿千瓦、生物质发电装机0.38亿千瓦。
2、新能源发电量稳步增长
2017-2021年新能源发电量稳步增长,2021年,全国新能源发电量达2.89万亿千瓦时,较2020年增长11.63%,水电13401亿千瓦时,同比下降1.1%;风电6526亿千瓦时,同比增长40.5%;光伏发电3259亿千瓦时,同比增长25.1%;生物质发电1637亿千瓦时,同比增长23.6%。
3、新能源消费量分析
根据《bp世界能源统计年鉴》(2021)数据显示,2016-2020年,中国新能源消费量呈逐年上升的趋势,从2016年的16.2艾焦增长到2020年的23.18艾焦,复合年增长率达到9.37%。前瞻根据中国新能源行业发展态势初步核算得到,2021年中国新能源行业消费量约为25艾焦。
4、新能源行业消纳情况分析
2022年1月,全国新能源消纳监测预警中心发布2021年12月全国新能源并网消纳情况,其中风电利用率达到100%的省市有北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、西藏、广东、广西和海南;光伏利用率达到100%的省市有北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、广东、广西、海南、江西和湖南。
5、新能源发电占总发电比重逐年递增
根据中国电力企业联合会公布的数据显示,2017-2020年中国新能源发电占总发电比重呈逐年上升的趋势。2020年,中国新能源发电占总发电比重为34.9%,比2017年增长了5.3个百分点;2021年,中国新能源发电占总发电比重达到35.6%,同比提高0.7个百分点。
行业竞争格局
因目前新能源行业可量化指标较多,故行业竞争格局中的区域竞争部分仅以:各省份可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重进行比较;企业竞争格局以:2021年各光伏企业光伏组件出货量;2021年各风力发电企业新增装机容量和累计装机容量进行对比;2020年各水力发电企业水电装机总量及水电发电量进行对比。
1、区域竞争:青海、四川和云南位列新能源行业第一竞争梯队
根据2021年6月国家能源局发布的《2020年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》,30个省(区、市)中,可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重超过80%以上的3个,分别为青海、四川和云南;40-80%的6个,分别为甘肃、重庆、湖南、广西、湖北和贵州;20-40%的10个,分别为上海、广东、吉林、宁夏、江西、陕西、黑龙江、新疆、河南和内蒙古;小于20%的11个,分别为浙江、福建、山西、安徽、辽宁、江苏、北京、海南、天津、河北和山东。
注:截至2022年6月22日,国家能源局尚未发布2021年全国可再生能源电力发展监测评价报告。
2、企业竞争格局分析
(1)光伏行业竞争格局
根据PV-Tech发布的《2021年全球组件供应商top10》,以光伏组件出货量来看,2021年光伏组件出货量前十名厂商中,中国企业包揽八席,隆基绿能、天合光能、晶澳科技依次位居2021年组件出货量全球排名前三,光伏组件出货量分别为38.52GW、24.80GW和24.069GW。据PV-Tech介绍,2021年全球光伏行业实现跨越式发展,光伏行业整体产能和出货量均超过190GW;前十大组件供应商出货量超过160吉瓦,市场份额超过90%。
(2)风力发电行业竞争格局
中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2021年中国风电吊装容量统计简报》数据显示,新增装机容量方面,2021年中国风电市场有新增装机的整机制造企业共17家,新增装机容量5592万千瓦,排名前5家市场份额合计为69.3%,排名前10家市场份额合计为95.1%;累计装机容量方面,2021年前5家整机制造企业累计装机市场份额合计达为57.3%,前10家整机制造企业累计装机市场份额合计达到81.8%;金风科技累计装机容量超过8000万千瓦,占国内市场的23.4%;远景能源和明阳智能累计装机容量均超过3000万千瓦,占比分别为11.1%和9.6%。
(3)水力发电行业竞争格局
因存在严格的行政准入门槛、资金门槛和技术门槛等,我国水电行业运营企业的数量不多,主要大型集团包括:长江电力、华能集团、华电集团、大唐集团、国家电投和国家能源等。根据企业的公开数据以及国家统计局数据计算,2020年按在水电装机总容量分析,长江电力的市场份额达12.32%,其余五大集团的市占率均在5-7.5%之间。按照水电发电量分析,长江电力的市场份额达16.75%,其余五大集团的市占率均在5.5-8.5%之间。
注:截至2022年6月22日,除大唐集团外的其他五大能源集团均为公布2021年社会责任报告,故此处仅以2020年数据为例,对我国水电行业市场竞争格局进行分析。
行业发展前景及趋势预测
1、“十四五”时期保障新能源发展用地用海需求,财政金融手段支持新能源发展
我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著,装机规模稳居全球首位,发电量占比稳步提升,成本快速下降,已基本进入平价无补贴发展的新阶段。新能源开发利用仍存在电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足、土地资源约束明显等制约因素。2022年5月14日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(以下简称“《实施方案》”)《实施方案》在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引:
《实施方案》坚持统筹新能源开发和利用,坚持分布式和集中式并举,突出模式和制度创新,在四个方面提出了新能源开发利用的举措,推动全民参与和共享发展:
传统电力系统是以化石能源为主来打造规划设计理念和调度运行规则等。实现碳达峰碳中和,必须加快构建新型电力系统,适应新能源比例持续提高的要求,在规划理念革新、硬件设施配置、运行方式变革、体制机制创新上做系统性安排:
鉴于新能源项目点多面广、单体规模小、建设周期短等,《实施方案》立足新能源项目建设的规模化、市场化发展需求,继续深化“放管服”改革,重点在简化管理程序、提升服务水平上:
经过多年发展,我国已经形成了较为完善并具有一定优势的新能源产业链体系。新形势下,我国新能源产业必须强化创新驱动,统筹发展与安全,促进形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。《实施方案》从提升技术创新能力、保障产业链供应链安全、提高国际化水平等方面支持引导新能源产业健康有序发展:
与传统能源相比,新能源能量密度较低,占地面积大。随着新能源规模快速扩大,土地资源已经成为影响新能源发展的重要因素。《实施方案》进一步强化新能源发展用地用海保障,通过明确用地管理政策、规范税费征收、提高空间资源利用率、推广生态修复类新能源项目等措施,推动解决制约新能源行业发展的用地困境:
“十四五”风光等主要新能源已实现平价无补贴上网,财政政策支持的方向和模式需要与时俱进,金融支持政策力度需要加大,进一步发挥财政、金融政策的作用。《实施方案》提出三方面政策举措:
2、“十四五”新能源行业发展趋势:基础设施建设能力显著提高,向国际一流水平迈进
作为绿色低碳能源,新能源是我国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分,对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示,在“十三五”的基础上,“十四五”期间可再生能源年均装机规模还将有大幅度的提升,到“十四五”末可再生能源的发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%,据此,前瞻初步预测至2025年末,我国新能源装机容量可达到17亿千瓦,至2027年末,我国新能源装机容量或将达到21亿千瓦。
随着新能源装机量的稳步增长,预计至2027年我国光伏、风能、水能、火电等新能源发电量也将随之进一步高增,前瞻根据近年来我国新能源发电量以及新能源行业发展趋势初步预测至2025年末,我国新能源发电量可达到4.28万亿千瓦时,至2027年末,新能源发电量或将突破5.20万亿千瓦时。更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》。
风力发电在我国的发展方向

原因主要有以下几个:
===========================一是风力发电技术比较成熟。近20年来,德国、美国、丹麦、中国等国家投入了大量的人力、物力和财力研究可以商业运营的风力机,取得突破性的进展。可利用率从原来的50%提高到98%,风能利用系数超了40%。由于采用计算机技术,实现了风机白诊断功能,安全保护措施更加完善,并且实现了单机独立控制、多机群控和遥控,完全可以无人值守。现代风力机技术可以说是现代高科技的完善组合,主要零部件都是国际上最具有实力的企业生产的,设计寿命可达20年,基本上不需维修,只要定期维护就可以了。百千瓦级风机已经商品化,投入批量生产,兆瓦级机组也正小批量生产。
二是风力发电具有经济性。据美国能源部2000年统计,全世界风力发电机组的单位造价已降为l000美元/kW,单位发电成本为4~7美分/kWh;而火力发电单位造价为700~800美元/kW,单位发电成本为5~8美分/kWh,因此风力发电可以和火力发电相竞争。由于地球上煤炭储藏量日趋减少,开采日益困难,煤炭价格上涨,火力发电污染环境,脱硫、脱氮处理费用较高,从而使火力发电价格上涨。风力发电随着技术的提高,容量的增大,风力机的大规模生产,造价将降N800美元/kW以下,发电成本为4美分/kWh,更有可能降到600美元/kW或3美分/kWh,成为最廉价的电源之一。和其他新能源或可再生能源相比,风力发电成本也是比较低的,风力发电也是新能源或可再生能源中的佼佼者。
三是全球有丰富的风能资源。
据统计,全球风能潜力约为目前全球用电量的5倍。美国0.6%的陆地面积安装风力发电机,便可以满足美国目前电力需求的20%。风能足以满足全部或大部电力的国家有:阿根廷、加拿大、智利、中国、俄罗斯、英国、埃及、印度、墨西哥、南非和突尼斯,它们的20%或更多的电力可以由风电提供。
四是政府的优惠政策。比如:美国政府为风力机行业提供40%的信贷;德国政府也给风力机投资者提供资助,资助金额最高达单台风力机投资的60%;丹麦政府对风力机投资者提供资助,20世纪80年代初期为30%,以后逐年减少,至lJl990年资助完全取消。这些优惠的政策,促进了风力商品化进程,这也是以上3个国家能成为世界上风电生产大国的一个主要原因。五是风力发电是实现人类可持续发展的需要。随着现代工业的飞速发展,人类对能源的需求明显增加,而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。据专家预测,煤炭还可开采221年,石油还可开采39年,天然气只能用60年。这种预测也许不很准确,但常规能源必然是越用越少,总有一天要用尽的。未雨绸缪,我们必须为将来考虑,为子孙后代的能源问题着想,开发利用新能源,实现能源的持续发展,从而保证经济的可持续发展和社会的不断进步,最终实现人El、资源、环境的协调发展,已成为各国政府必须解决的大问题。惟一的出路就是有计划地利用常规能源,节约能源,开发新能源和可再生能源。 由此可以推测,21世纪风力发电前景非常广阔。科学技术的长足进步,经济的快速发展,使人们的生活水平有了新的飞跃。人口的增加,对能源的需求也越来越大,环境污染越来越严重,人类必须解决人口、资源、环境的可持续发展问题。从能源、电力市场看,世界能源、电力市场发展最快的已不再是石油、煤和天然气,风力发电、太阳能发电等可再生能源异军突起,特别是风力发电,以其无污染,可再生,技术成熟,近几年以25%的增长速度位居各类能源之首,倍受世人青睐。l999年全世界新增装机容量36×105kW,1zLl998年增加36%,也创下了风电工业史的纪录。据“绿色和平"组织和欧洲风能协会组织估计,至1J2020年风力发电可提供世界电力需求的l0%,创造l70万个就业机会,降低全球二氧化碳排放量超过l012t,至lJ2040年这个比例可达20%,甚至更高,有望超过水力发电。国际能源专家预言:21世纪是风力发电的世纪。可以说,绿色能源——风力发电将为人类最终解决能源问题带来新的希望。
陆地风力发电的发展方向是什么

风机即风力发电机,由它转动发出电力的方式,就是风力发电。
而大量的风力发电机按地形和环境主风向排成列阵,组成一个发电网,就是风力发电场。风力发电(wind power generation)
风力发电是把风的动能转为电能。
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2.74×10^9MW,其中可利用的风能为2×10^7MW,比地球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,人们感兴趣的是如何利用风来发电。资源
我国风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿kW,陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算),海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW,共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。
风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域,是推动风电技术进步和产业升级的重要力量,是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富,加快海上风电项目建设,对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。
国家能源局2015年9月21日发布数据显示,到2015年7月底,纳入海上风电开发建设方案的项目已建成投产2个、装机容量6.1万千瓦,核准在建9个、装机容量170.2万千瓦,核准待建6个,装机容量154万千瓦。这与2014年末国家能源局《全国海上风电开发建设方案(2014-2016)》规划的总装机容量1053万千瓦的44个项目相距甚远。国家能源局要求,进一步做好海上风电开发建设工作,加快推动海上风电发展。利用
风是一种潜力很大的新能源,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。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,早在二十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。当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。
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。历史
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……。人们感兴趣的,如何利用风来发电。
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。国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。原理
把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。
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;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。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。一般说来,三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,当风速为每秒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6米时,只有16千瓦;而风速每秒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途的。风力发电的输出
风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。
通常人们认为,风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定,总想选购大一点的风力发电机,而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电,而由电瓶把电能贮存起来,人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小,而不仅是机头功率的大小。在内地,小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电,持续不断的小风,会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能,也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用,获得500W甚至1000W乃至更大的功率输出。使用风力发电机,就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电,其节约的程度是明显的,一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进,以前只是在少数边远地区使用,风力发电机接一个15W的灯泡直接用电,一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步,采用先进的充电器、逆变器,风力发电成为有一定科技含量的小系统,并能在一定条件下代替正常的市电。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯;高速公路可用它做夜晚的路标灯;山区的孩子可以在日光灯下晚自习;城市小高层楼顶也可用风力电机,这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机,不但可以防止停电,而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区,风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务,使人们看电视及照明用电与城市同步,也能使自己劳动致富。
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