中南大学
新能源概论论文
题目：风能的开发与利用
姓名：杜文齐
学院：外国语学院
班级：1402班
学号：
2015年2月14日
风能的开发与利用
外语院杜文齐
【摘要】：在不断持续的能源紧张中，不少人想到了新能源利用，风能作为一种清洁能源在环境日益恶化的今天更具有广阔的发展前景。本文从风能发展的历史背景、具体用途、我国的现实利用状况和开发的阻力出发，浅析风能这一新能源的无限潜力。
在有着“彩云之南”之称的云南的湛蓝天空下，给人印象最为深刻的就是这里的风。四周安静的时候，甚至能听到空气流动的声音。它从你的耳畔掠过，从你的指尖流过，胸中浊气涤荡一空，在一呼一吸之间，身心也轻盈起来。在这个空气清新、负氧离子浓密的地方，你可以自由自在地、毫无负担地呼吸。这清新除了缘于高原的气候特点之外，也与云南省清洁能源的大力发展，减少大气污染有关，以风能为代表的清洁能源在近年来正在快速发展。
风能具有悠久的利用历史，在蒸汽机发明以前，风能曾经作为重要的动力，用于船舶航行、提水饮用和灌溉、排水造田、磨面和锯木等,最早的利用方式是“风帆行舟”。我国是最旱使用帆船和风车的国家之一，至少在3000年前的商代就出现了帆
船，唐代有“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”的诗句，可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代，14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。明代以后，风车得到了广泛的使用，宋应星的《天工开物》一书中记载有：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，这是对风车的一个比较完善的描述。我国风帆船的制造已领先于世界。方以智著的《物理小识》记载有：“用风帆六幅，车水灌田，淮阳海皆为之”，描述了当时人们已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法，一直延续到20世纪50年代，仅在江苏沿海利用风力提水的设备曾达20万台。
12世纪，风车从中东传入欧洲。16世纪，荷兰人利用风车排水、与海争地，在低洼的海滩地上建国立业，逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天，荷兰人将风车视为国宝，北欧国家保留的大量荷兰式的大风车，已成为人类文明史的见证。在蒸汽机出现之前，风力机械是动力机械的一大支柱，其后随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等，无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争，渐渐被淘汰。
而今，在这个属于可再生能源的世纪，风能作为一种清洁，安全，可再生的绿色能源，对于人类社会可持续发展具有重要意义，因而它具有极大的推广价值和发展潜力。现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点，我国也对可再生能源的利用,特别是风能开发利用也给予了高度重视。我国风能资源总量约42亿千瓦，技术可开发量约3亿千瓦。目前东南沿海是最大风能资源区，风能密度为200W/M2～300W/M2，大于6m/s的风速时间全年3000h以上就可取得较大经济效益。风能与其他能源相比，有其明显的优点：蕴量巨大、可以再生、分布广泛、没有污染。风能和阳光一样，是取之不尽、用之不竭的再生能源；风力发电没有燃料问题，不会产生辐射或二氧化碳公害，也不会产生辐射或空气污染；而且从经济的角度讲，风力仪器比太阳能仪器要便宜九成多。中国
风能储量很大、分布面广，甚至比水能还要丰富。合理利用风能，既可减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺的压力。
我国风能资源具有得天独厚的蕴藏优势。我国位于亚欧大陆的东部,濒临世界最大的大洋——太平洋,强烈的海陆差异,在我国形成世界上最大的季风区。加上辽阔的国土面积,复杂的地形,从而形成我国丰富的风能资源。而且在陆地上，我国风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其它常规能源，并且冬春季节风速高，雨水少；夏季风速小，降雨多，风能和水能具有非常好的季节补偿。另外，在中国内陆地区，由于特殊的地理条件，有些地区具有丰富的风能资源，适合发展风电。比如江西省都阳湖地区以及湖北省通山地区。
海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，使得近海风力发电技术成为研究和应用的热点。在海洋上方面，我国海上风能资源储量远大于陆地风能，储量10m高度可利用的风能资源超过7亿kW，而且距离电力负荷中心很近。上海已开始海上风力发电项目的建设，到2010年，上海的风力发电总装机容量将达到200-300兆瓦。为达到这一目标，中国第一座长距离跨海大桥东海大桥两侧将建成中国内地首个海上风力发电场。海上发电是国际风力发电产业发展的新领域，是未来的发展方向。
目前，我国在风能利用方面与国际水平还存在一定差距，但是发展很快，在规模和水平上都有很大提高。
统计显示：截至2010年底，中国全年风力发电新增装机达1600万千瓦，累计装机容量达到4182．7万千瓦，首次超过美国，跃居世界第一。随着我国特高压电网及智能电网的提高，预计在2015年左右我国风电并网能力将超过90GW，其中我国将在西北地区包括甘肃、新疆及内蒙省份及地区幵展GW级风电场的建设。据《中国风电发展报告2010》预测，2020年中国风电累计装机容量可以达到2．3亿千瓦，相当于13个三峡电站；总发电量可以达到4649亿千瓦时，相当于取代200个火电
厂。尤其是在甘肃酒泉风电基地的建设，大大加快了我国风电利用的步伐。
2008年8月，甘肃酒泉千万千瓦级风电基地建设全面启动，这标志着我国正式步入了打造“风电三峡”工程阶段。这是国家继西气东输、西油东输、西电东送和青藏铁路之后，西部大开发的又一标志性工程。
冬日的酒泉瓜州县，一排排银白色的风力发电机在碧蓝色天空的映衬下，显得蔚为壮观，分外醒目。位于甘肃省河西走廊西端的酒泉市是中国风能资源丰富的地区之一，境内的瓜州县被称为“世界风库”，玉门市被称为“风口”。据气象部门最新风能评估结果表明，酒泉风能资源总储量为1.5亿千瓦，可开发量4000万千瓦以上，可利用面积近1万平方公里。10米高度风功率密度均在每平方米250-310瓦以上，年平均风速在每秒5.7米以上，年有效风速达6300小时以上，年满负荷发电小时数达2300小时，无破坏性风速，对风能利用极为有利，适宜建设大型并网型风力发电场。为此，国家在2008年批准了酒泉千万千瓦级风电基地规划。
而今，酒泉市现已建起中国第一个千万千瓦级超大型风电基地，为中国最重要的风电基地。在甘肃酒泉风电基地玉门风电场一片绚丽的晚霞中，风车在日落余晖的映衬下显出动人魅力，绚丽的晚霞映红天际，美景如画。目前，甘肃酒泉风电基地装机容量达605万千瓦，安装风机3773台。截至2014年底，酒泉风光电并网装机920万千瓦。其中,风电800万千瓦, ,节约标准煤1355.2万吨,减少二氧化碳排放4094.3万吨,减少二氧化硫排放14万吨,减少氮氧化物排放7万吨。
风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能，其具体用途也是多样的：
1 风力发电
利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。风力发电通常有三种运行方式。一是独立运行方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。
