2011年全球風(fēng)電新增裝機(jī)前十中,排名較前一年保持不變的國家有( )
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- 2023-08-18 17:44:18
2011年全球風(fēng)電設(shè)備供應(yīng)商前十位中包括的中國企業(yè)有
2011年全球風(fēng)電設(shè)備供應(yīng)商前十位中包括的中國企業(yè)有:金風(fēng)、安耐康、華銳、聯(lián)合動力、明陽
據(jù)德國《商報》日前報道,歐洲風(fēng)能協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2011年,中國4家企業(yè)躋身全球十大風(fēng)電設(shè)備制造商,其中華銳風(fēng)電全球市場份額為11.1%,居第2位,金風(fēng)、東方、聯(lián)合動力分別居第4、第7和第10位,市場份額依次為9.5%、6.7%和4.2%。
丹麥企業(yè)維斯塔斯蟬聯(lián)冠軍寶座,市場份額達(dá)14.8%。美國GE風(fēng)電為第3大風(fēng)電企業(yè),占9.6%。其他十強(qiáng)企業(yè)為德國Enercon(第5位,7.2%)、印度蘇斯蘭(第6位,6.9%)、西班牙迦美莎(第8位,6.6%)和德國西門子(第9位,5.9%)。
與2003年相比,中國企業(yè)數(shù)量從0家上升到4家,表明中國風(fēng)電行業(yè)已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列,歐洲企業(yè)則從8家減少到4家,其中丹麥、德國分別減少2家和1家。
隨著國家政策的不斷調(diào)整、完善,風(fēng)電事業(yè)的投資經(jīng)營環(huán)境正在改善,發(fā)展前景十分廣闊。讀圖回答1-2題。 1
1.B 2.B |
解析:1.在做題時,既要注意圖中風(fēng)電裝機(jī)數(shù)值的變化,又要注意其對應(yīng)年份的變化。1996-1998年間風(fēng)電的平均增加速率最快,1998-2000年間風(fēng)電的平均增加速率最慢,2004-2005年風(fēng)電的增加幅度最大,1996-1998年間風(fēng)電的平均增加幅度最小。 2.德國的科技發(fā)達(dá),風(fēng)電技術(shù)居世界領(lǐng)先地位,我國的風(fēng)電技術(shù)相對落后,和大型風(fēng)電設(shè)備依賴進(jìn)口;我國是世界上風(fēng)力資源最豐富的國家,風(fēng)電市場廣闊。 |
風(fēng)力發(fā)電資料
風(fēng)能是一種可再生的清潔能源。近30年來,國際上在風(fēng)能的利用方面,無論是理論研究還是應(yīng)用研究都取得了重大進(jìn)步。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日臻完善,并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)額定功率最大已經(jīng)到5MW,葉輪直徑達(dá)到126m。截止2005年世界裝機(jī)容量已達(dá)58,982MW,風(fēng)力發(fā)電量占全球電量的1%。中國成為亞洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動者之一,其總裝機(jī)容量居世界第8位,2005年新增裝機(jī)容量居世界第6位。今后,國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將明顯加快。 風(fēng)是最常見的自然現(xiàn)象之一,是太陽對地球表面不均衡加熱而引起的"空氣流動",流動空氣具有的動能稱之為風(fēng)能。因此,風(fēng)能是一種廣義的太陽能。據(jù)世界氣象組織(WMO)和中國氣股票閩東電力是什么股票?閩東電力利潤增長股價跌?閩東電力 股吧?
千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)計劃的提出讓風(fēng)電概念又名氣大振了一次,對相關(guān)企業(yè)都有利好,閩東電力也是其中受益的一員。這只股票究竟怎么樣呢,是否具有投資的價值呢,學(xué)姐這就揭曉答案。在多角度講解閩東電力前,學(xué)姐特地為大家準(zhǔn)備了一份電力行業(yè)龍頭股名單,點擊鏈接即可進(jìn)入傳送門:寶藏資料!電力行業(yè)龍頭股一欄表
一、從公司角度來看
公司介紹:福建閩東電力股份有限公司主營業(yè)務(wù)為電力生產(chǎn)與開發(fā),主要包括水力和風(fēng)力發(fā)電。水電方面,閩東電力目前擁有十一家水力發(fā)電分公司、三家水力發(fā)電控股子公司、三家風(fēng)力發(fā)電控股子公司。風(fēng)電方面,閩東電力目前擁有控股風(fēng)電場4個,非控股風(fēng)電場1個,在建風(fēng)電場1個,主要向遼寧省電力公司、吉林省電力公司、福建省電力公司躉售上網(wǎng)電量。
大概分析了閩東電力后,下面從亮點的角度分析閩東電力有沒有投資機(jī)會。
亮點一:積極布局新能源,有望提升公司業(yè)績
閩東電力是一家國有上市企業(yè),并且是寧德市唯一一家以發(fā)電為主營業(yè)務(wù)的,截止目前,公司權(quán)益裝機(jī)容量為49.62萬千瓦:其中,水電權(quán)益裝機(jī)容量36.18萬千瓦,占公司權(quán)益裝機(jī)容量的73%,風(fēng)電權(quán)益裝機(jī)容量13.44萬千瓦,占公司權(quán)益裝機(jī)容量的27%。閩東電力呼應(yīng)碳中和號召,積極對水電和風(fēng)電領(lǐng)域進(jìn)行布局,加大新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度,有望在未來進(jìn)一步提升公司業(yè)績。
亮點二:資源儲備豐富,地方政府大力支持
閩東電力在可持續(xù)發(fā)展上具備的能力不錯,經(jīng)過開展的風(fēng)電項目踏勘和測風(fēng)等前期工作,貯存了充足數(shù)量的陸上和海上的風(fēng)電場資源。此外,閩東電力是寧德市屬的國有上市企業(yè),目前對寧德區(qū)域的新能源項目已經(jīng)進(jìn)行了全面的布局,地方政府在資源配置、投資環(huán)境、產(chǎn)業(yè)政策上的支持是很給力的。篇幅關(guān)系,更多關(guān)于閩東電力的深度報告和風(fēng)險提示,全都總結(jié)在這篇研報當(dāng)中了,戳開下方鏈接就可以看哦:【深度研報】閩東電力點評,建議收藏!
二、從行業(yè)角度看
風(fēng)電方面:從全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織發(fā)布的數(shù)據(jù)中可以了解到,我國在"十四五"期間提出,在風(fēng)電項目的投產(chǎn)約為2.9億千瓦,2025年規(guī)劃風(fēng)電總裝機(jī)達(dá)5.36億千瓦(其中陸上風(fēng)電裝機(jī)約5億千瓦),年均增加超過5000萬千瓦,未來發(fā)展空間不容小覷,對國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)來說好處很多。
水電方面:近些年來我國的社會用電需求存在顯著增加,2020年全社會用電量達(dá)到7.51萬億千瓦時,同比增長的數(shù)據(jù)是3.10%。從電能供給端結(jié)構(gòu)來看,近年來隨著國家大力支持發(fā)展風(fēng)電、光伏、核電等新能源電源,傳統(tǒng)火電和水電電力產(chǎn)量占比在穩(wěn)步下降但是還保持較高比重,而且水電為可再生電源提供了很多支持。2020年水電發(fā)電量的數(shù)值為1.36萬億千瓦時,占比的數(shù)值約為18.04%。通過社會用電的不斷攀升,水電行業(yè)市場規(guī)模會進(jìn)一步擴(kuò)大。
總的來說,閩東電力作為地方的領(lǐng)頭羊,在政府的支持下,有望在新能源的賽道上得到快速發(fā)展的機(jī)會。只是創(chuàng)作文章會耗費一定時間,假如各位想更清楚閩東電力未來行情,戳一下鏈接,有專業(yè)的投顧可以替各位診股,詳盡解析一番閩東電力,它的估值是高估還是低估:【免費】測一測閩東電力現(xiàn)在是高估還是低估?
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大風(fēng)車轉(zhuǎn)出新希望是什么?
風(fēng)能作為一次能源,是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量,簡而言之,空氣流具有的動能稱為風(fēng)能。人類利用風(fēng)能的歷史可追溯到公元前中國是世界上最早開發(fā)利用風(fēng)能的國家之一。中國人民利用風(fēng)力提水、灌溉、磨面和用風(fēng)帆推動船舶前進(jìn)。但歷經(jīng)數(shù)千年,風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢,沒有引起人們足夠的重視。
但自1973年世界石油危機(jī)以來,常規(guī)能源告急。尤其近幾年,隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增、人類欲望的無限上升和生產(chǎn)生活方式的無節(jié)制,全球整體呈現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高速增長、能源消耗持續(xù)上升的態(tài)勢。大量化石能源的使用直接導(dǎo)致了環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重。尤其是以二氧化碳為主的溫室氣體排放量急劇上升,造成全球氣候變暖、冰川積雪減少、兩極冰山融化、海平面明顯上升,使沿海地區(qū)遭受水災(zāi),從而造成對生態(tài)環(huán)境的影響。在此種背景下,如何應(yīng)對全球氣候變暖成為全世界共同關(guān)注的議題,并上升成為全人類面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。風(fēng)能作為一種可再生清潔能源有著巨大開發(fā)潛力,開始得到越來越多的青睞,尤其是對沿海島嶼、交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)、地廣人稀的草原牧場,遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以到達(dá)的農(nóng)村、邊疆。風(fēng)能作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑,有著十分重要的意義(李莉,2016)。
我國位于亞洲大陸東南部,瀕臨太平洋西岸,季風(fēng)強(qiáng)盛。季風(fēng)是我國氣候的基本特征,如冬季季風(fēng)在華北長達(dá)6個月、在東北長達(dá)7個月,東南季風(fēng)則遍及我國的東半部,全國風(fēng)力資源的總儲量為1.6×106MW。我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)雖起步較晚,但是基于國家政策和資金的支持,其得到了快速的發(fā)展。迄今為止,我國已經(jīng)在河北張家口、內(nèi)蒙古、山東榮成、遼寧營口、黑龍江富錦、新疆達(dá)坂城、廣東南澳和海南等地建成了多個大型風(fēng)力發(fā)電場,并且計劃在江蘇南通、灌云及鹽城等地興建十億瓦特(GW)級風(fēng)電場。
目前,我國在風(fēng)能的利用和開發(fā)上加大了投入力度,使高效清潔的風(fēng)能利用在我國能源格局中占有應(yīng)有的地位。
一、風(fēng)能的成因和特點
風(fēng)能就是地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能,是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式。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(qū)流動,即形成風(fēng)。
風(fēng)速9~10m/s的5級風(fēng),吹到物體表面上的力,每平方米約有0.1kN。風(fēng)速20m/s的9級風(fēng),吹到物體表面上的力,每平方米可達(dá)0.5kN左右。臺風(fēng)的風(fēng)速可達(dá)50~60m/s,它對每平方米物體表面上的壓力可以達(dá)到2.0kN以上。波濤洶涌的海浪是被風(fēng)激起的,它對海岸的沖擊力極大,有時甚至可以高達(dá)每平方米200~300kN,最大時甚至可以達(dá)到每平方米600kN。由此可見,風(fēng)的能量超乎我們想象。
風(fēng)能不僅能量極大,并且在自然界中所起的作用也很大。它可以在地表做運(yùn)輸水分的工作,水汽主要是由強(qiáng)大的空氣流輸送的,從而影響氣候,形成雨季和旱季。風(fēng)中具有的能量,比人類迄今為止所能控制的能量高很多。風(fēng)能與其他能源相比,既有顯著的優(yōu)勢,也有一定的局限性。其特點包括:
(1)蘊(yùn)量巨大。據(jù)估算,到達(dá)地球的太陽能中雖僅有約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能,但其總量十分可觀,全球風(fēng)能約為2.74×109MW,其中可利用的風(fēng)能約為2×107MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量要大10倍。全世界每年燃燒煤炭得到的能量,還不到風(fēng)力在同一時間內(nèi)提供給地球能量的1%。
(2)來源豐富,取之不盡,用之不竭。風(fēng)是周而復(fù)始的自然循環(huán)造成的,在地球上分布廣泛。
(3)沒有污染,清潔無害。風(fēng)能本身屬清潔能源,目前成熟的風(fēng)能利用和轉(zhuǎn)化技術(shù)也環(huán)保無污染。
(4)能量密度低。這是風(fēng)能的一個重要缺陷,由于風(fēng)能來源于空氣的流動,而空氣的密度是很小的,因此風(fēng)力的能量密度也很小。從表4-2中可以看出,在各種能源中,風(fēng)能的能源密度是極低的,給其利用帶來的一定的困難。
(5)不穩(wěn)定。氣流變化頻繁,風(fēng)的脈動、日變化、季節(jié)變化等都十分明顯,其波動很大,具有季節(jié)性、隨機(jī)性等特點。
(6)地區(qū)差異大。因地形變化,風(fēng)力的地區(qū)差異非常明顯,鄰近區(qū)域、有利地形下的風(fēng)力,可能是不利地形下的幾倍甚至幾十倍。
表4-2 各種能源的能流密度
二、中國的風(fēng)能資源分布
我國幅員遼闊,陸疆總長達(dá)2萬多千米,還有1.8萬多千米的海岸線,邊緣海中有島嶼5000多個,風(fēng)能資源豐富。我國現(xiàn)有風(fēng)電場場址的年平均風(fēng)速均達(dá)到6m/s以上。一般認(rèn)為,可將風(fēng)電場風(fēng)況分為三類:年平均風(fēng)速6m/s以上時為較好,7m/s以上為好,8m/s以上為很好??砂达L(fēng)速頻率曲線和機(jī)組功率曲線,估算國際標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下該機(jī)組的年發(fā)電量。我國相當(dāng)于6m/s以上的地區(qū),在全國范圍內(nèi)僅僅限于較少數(shù)幾個地帶。就內(nèi)陸而言,大約僅占全國總面積的1/100,主要分布在長江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼,這些地區(qū)是我國最大的風(fēng)能資源區(qū)以及風(fēng)能資源豐富區(qū),包括山東、遼東半島、黃海之濱,南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島,內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北、新疆達(dá)坂城、阿拉山口、河西走廊、松花江下游、張家口北部等地區(qū)以及分布各地的高山山口和山頂。
三、風(fēng)能的利用
從原理上講,只要是在風(fēng)的流動中能產(chǎn)生不對稱力的物體,都能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動、平動或振動,從而獲得風(fēng)能。最早的風(fēng)能利用是風(fēng)帆,目前風(fēng)能主要利用于以下幾個方面。
(一)風(fēng)力提水
風(fēng)力提水作為風(fēng)能利用的主要方式有著悠久的歷史,千百年來它在解決我國農(nóng)業(yè)灌排、牧區(qū)人畜飲水以及池塘養(yǎng)魚、沿海灘涂制鹽等方面都不失為一種簡單實用的技術(shù),特別是在許多電網(wǎng)不及的邊遠(yuǎn)地區(qū)和沿海島嶼的推廣應(yīng)用對于節(jié)省常規(guī)能源、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展都有重要的現(xiàn)實意義。早在明代我國方以智著的《物理小識》就記載到:“用風(fēng)帆六幅,車水灌田,淮陽海皆為之”,描述了當(dāng)時人們利用風(fēng)帆驅(qū)動水車提水灌田的情景(劉惠敏等,2011)。
根據(jù)揚(yáng)程和流量的不同,可將現(xiàn)代風(fēng)力提水機(jī)組可分為三類(表4-3):一類是高揚(yáng)程小流量型,這類機(jī)組的風(fēng)輪直徑一般都在6m以下,揚(yáng)程為20~100m,主要用于提取深井地下水,它是通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)把風(fēng)輪軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)榛钊玫耐鶑?fù)直線運(yùn)動進(jìn)行提水作業(yè)的;第二類是中揚(yáng)程大流量型,這類提水機(jī)組的風(fēng)輪直徑一般為5~8m,揚(yáng)程10~20m,流量15~25m3/h,主要用于提取地下水,這類風(fēng)力提水機(jī)一般為現(xiàn)代流線型槳葉,效率較高、性能先進(jìn)、適用性強(qiáng),但其造價高于傳統(tǒng)式風(fēng)力提水機(jī);最后一類是低揚(yáng)程大流量型,這類機(jī)組的揚(yáng)程一般為0.5~3m,流量為50~100m3/h,機(jī)組的風(fēng)輪直徑為5~7m,它可以提取河水、湖水或海水等地表水,用于農(nóng)田排灌、鹽場制鹽、水產(chǎn)養(yǎng)殖。風(fēng)輪軸動力是通過錐齒輪傳遞給水車或螺旋泵的,一般都采用自動迎風(fēng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)風(fēng)輪對風(fēng)方向,用側(cè)翼—配重調(diào)速機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動調(diào)速。
表4-3 目前我國常用的幾種風(fēng)力提水機(jī)及其性能表(據(jù)劉惠敏等,2011)
(二)風(fēng)帆助航
人類很早就有了利用風(fēng)能作為船舶推進(jìn)動力的行為。公元前,古埃及與古巴比倫已經(jīng)出現(xiàn)了風(fēng)帆,而我國遠(yuǎn)在秦漢時也有了風(fēng)帆船的記載。早在15世紀(jì)初,著名的明代鄭和船隊便是大型的帆船船隊,到16世紀(jì)后期,歐洲以帆為動力的商船和戰(zhàn)船的大型化已經(jīng)很普遍,直到利用螺旋槳為推進(jìn)器,蒸汽機(jī)為發(fā)動機(jī)出現(xiàn),古代帆船便逐漸退出歷史舞臺。
現(xiàn)代風(fēng)帆和古代風(fēng)帆有著截然不同的使用原理,首先,古代風(fēng)帆是以風(fēng)帆為主要推進(jìn)動力進(jìn)行輔助推進(jìn),而現(xiàn)代風(fēng)帆則是以發(fā)動機(jī)為主要推進(jìn)動力,以風(fēng)帆為助推手段進(jìn)行推進(jìn),這樣既能利用風(fēng)帆節(jié)能環(huán)保的特點,又可以使環(huán)境對風(fēng)帆的限制降到最少。目前,萬噸級別的貨船上采用電腦控制的風(fēng)帆助航,節(jié)油率達(dá)15%。
(三)風(fēng)力制熱
近年來,人民生活水平日益提高,家庭用能中熱能的需要越來越大,尤其是在一些高緯度地區(qū),如歐洲、北美等取暖煮水都耗能較高。為了解決家庭以及低品位工業(yè)熱能的需要,風(fēng)力制熱有了較大的發(fā)展。
所謂風(fēng)力制熱,就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成熱能。用風(fēng)力制熱有以下三種方式:一是風(fēng)力機(jī)發(fā)電,再通過電阻絲將電能轉(zhuǎn)換成熱能。雖然電能轉(zhuǎn)換成熱能的效率是100%,但是風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的效率卻很低,因此從能量利用的角度來看,這種方法是不可取的;二是用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成空氣壓縮能,再轉(zhuǎn)換成熱能,即由風(fēng)力機(jī)帶動離心壓縮機(jī),對空氣進(jìn)行絕熱壓縮而放出熱能;三是用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能直接轉(zhuǎn)換成熱能(王熙等,2015)。顯然第三種方式制熱效率最高,因而應(yīng)用也最為廣泛。用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能直接轉(zhuǎn)換成熱能的方式很多,最簡單實用的就是攪拌液體制熱,即風(fēng)力機(jī)帶動攪拌器轉(zhuǎn)動,從而使液體變熱。除此之外,還有固體摩擦制熱和渦電流法制熱等。
(四)風(fēng)力發(fā)電
近年來,風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)逐步成為風(fēng)能利用的主要形式,各國對風(fēng)力發(fā)電都給予了高度的重視,發(fā)展速度極快。
1.風(fēng)力發(fā)電的原理
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電(圖4-4)。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是3m/s的微風(fēng)速度,便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,因為風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料,也不會產(chǎn)生輻射或者空氣污染。
圖4-4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)
2.風(fēng)力發(fā)電的形式
1)離網(wǎng)應(yīng)用
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的離網(wǎng)應(yīng)用種類繁多,主要分為以下幾類:
(1)為蓄電池充電:這種應(yīng)用大多是指哪些供單一家庭住宅使用的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子直徑為3m(功率范圍為40~1000W)的風(fēng)力渦輪機(jī)屬于此類。
(2)為邊遠(yuǎn)地區(qū)提供可靠電力:包括小型、無人值守的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常與蓄電池相連,而且也可以與光電電池或柴油發(fā)電機(jī)等其他電源聯(lián)機(jī)。典型的用途包括為海上導(dǎo)航設(shè)備和遠(yuǎn)距離通信設(shè)備供電。
(3)給水加熱:這種系統(tǒng)多用于私宅。典型用法是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接與浸沒式加熱器或電輻射加熱器相連。
(4)邊遠(yuǎn)地區(qū)的其他使用:包括為鄉(xiāng)村供電、為小型電網(wǎng)系統(tǒng)供電,以及為商業(yè)性冷藏系統(tǒng)和海水(或苦咸水)淡化設(shè)備供電。
在離網(wǎng)式發(fā)電機(jī)的應(yīng)用中,占主導(dǎo)地位的是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)為蓄電池充電。這類風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑通常小于5m,而且其額定功率低于1000W。
2)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
(1)單個風(fēng)力發(fā)電機(jī):這些發(fā)電機(jī)可為居民、商業(yè)、工業(yè)或農(nóng)業(yè)提供電能。其電負(fù)荷接近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能力,并且也可以與電網(wǎng)相鏈接。多數(shù)情況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在一個農(nóng)場或一組住宅房舍附近。這些風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率一般為10~100kW。
(2)風(fēng)田:它是將多個風(fēng)力發(fā)電機(jī)集中安裝、均勻分布并由控制中心集中管理,所發(fā)出的電力主要是通過電網(wǎng)輸送,而不是專門服務(wù)于一個地區(qū)。這些風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率一般為50~500kW。
這種分散的聯(lián)網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)市場受國家能源政策的左右。荷蘭、美國、丹麥和德國一直允許個人將私有風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),并允許將多余的電力賣給當(dāng)?shù)仉娏Σ块T,現(xiàn)在有向大型化發(fā)展的趨勢。
3.國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
我國是世界上風(fēng)力資源占用率最高的國家,也是世界上最早利用風(fēng)能的國家之一。據(jù)資料統(tǒng)計,我國10m高度層風(fēng)能資源總量為3226GW,其中陸上可開采風(fēng)能總量為253GW,加上海上風(fēng)力資源,我國可利用風(fēng)力資源近1000GW,如果風(fēng)力資源開發(fā)率達(dá)到60%,僅風(fēng)能發(fā)電一項就可支撐我國目前的全部電力需求。
但我國利用風(fēng)力發(fā)電起步較晚。和世界上風(fēng)能發(fā)電發(fā)達(dá)國家(如德國、美國、西班牙等)相比還有很大差距。至今,我國已經(jīng)在河北張家口、內(nèi)蒙古、山東榮成、遼寧營口、黑龍江富錦、新疆達(dá)坂城、廣東南澳和海南等地建成了多個大型風(fēng)力發(fā)電場,并且計劃在江蘇南通、灌云及鹽城等地興建十億瓦特級風(fēng)電場。據(jù)有關(guān)資料顯示,到2003年底,全球風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量已突破4000×104kW,風(fēng)能發(fā)電占全球電力供應(yīng)的0.5%。到2013年底,全球電累計裝機(jī)容量達(dá)到3.18×105MW,在2009-2013年間全球風(fēng)電市場規(guī)模擴(kuò)大了幾乎2×105MW。然而,2013年新增風(fēng)電裝機(jī)3.55×104MW,比2012年的增量下降了約104MW。2014年4月,全球風(fēng)電累計裝機(jī)容量已達(dá)到3.654×105MW,同比增長14.9%。新增裝機(jī)容量4.73×104MW,新增裝機(jī)增長率達(dá)到34%(朱曉,2014)。
據(jù)2003年底的資料顯示,歐洲是當(dāng)時全世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展速度最快,同時也是風(fēng)電裝機(jī)最多的地區(qū)。2003年底歐洲地區(qū)累計風(fēng)電裝機(jī)容量為2.93×104MW,約占全球風(fēng)電總裝機(jī)容量的73%。美洲地區(qū)至2003年底風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)690×104kW,占全球風(fēng)電總裝機(jī)的17%。而在2003年的時候,亞洲地區(qū)風(fēng)力發(fā)電與美歐相比還比較緩慢,除印度一枝獨秀以外,其他國家風(fēng)電裝機(jī)容量均很小。當(dāng)時風(fēng)電累計裝機(jī)容量居前五位(到2003年底)的國家依次是德國(14612MW)、西班牙(6420MW)、美國(6361MW)、丹麥(3076MW)和印度(2120MW)。
這種局面到2013年底發(fā)生了一定的變化,據(jù)有關(guān)資料顯示,2013年年底,中國(不包括臺灣地區(qū))新增裝機(jī)容量16088.7MW,同比增長24.1%,累計裝機(jī)容量9142.4×104kW,同比增長21.4%。新增裝機(jī)和累計裝機(jī)兩項數(shù)據(jù)均居世界第一。我國風(fēng)電事業(yè)雖起步較晚,但是基于國家政策和資金的支持,風(fēng)力發(fā)電得到了快速的發(fā)展。美洲地區(qū)的風(fēng)電發(fā)展穩(wěn)步向前,而歐洲地區(qū)陸上風(fēng)電裝機(jī)漸入瓶頸,海上風(fēng)電逐漸成為新的增長點。在亞洲,除了風(fēng)能發(fā)電迅速發(fā)展的中國以外,印度的風(fēng)電發(fā)展也是不容小覷的。到2013年底,風(fēng)電累計裝機(jī)容量居前五位的國家依次變?yōu)榱酥袊?1424MW)、美國(61091MW)、德國(34250MW)、西班牙(22959MW)、印度(20150MW)(朱曉,2014)。
4.海上風(fēng)力發(fā)電
在風(fēng)能發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,世界各國明顯存在著從陸上風(fēng)能發(fā)電到海上風(fēng)能發(fā)電的轉(zhuǎn)變(圖4-5)。與陸上風(fēng)能發(fā)電相比,海上風(fēng)能資源較大,同高度風(fēng)速海上一般比陸上大20%,發(fā)電量高70%,而且海上少有風(fēng)平浪靜,風(fēng)電機(jī)組利用效率較高。目前,海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量在3MW左右,最大已達(dá)6MW。同時,海水表面粗糙度低,海平面摩擦力小,因而風(fēng)切變即風(fēng)速隨高度的變化小,不需要很高的塔架,可降低風(fēng)電機(jī)組成本。海上風(fēng)的湍流強(qiáng)度低,海面與海上的空氣溫差比陸地表面與陸上的空氣溫差小,并且沒有復(fù)雜地形對氣流的影響,因此作用在風(fēng)電機(jī)組上的疲勞負(fù)荷減少,可延長其使用壽命。陸上風(fēng)電機(jī)組一般設(shè)計壽命為20年,海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計壽命可達(dá)25年或以上。同時,海上風(fēng)電不占用陸上土地,對于人口比較集中,陸地面積相對較小、瀕臨海洋的國家或地區(qū)較適合。海上發(fā)電的開發(fā)利用不會造成大氣污染和產(chǎn)生有害物質(zhì),可減少溫室效應(yīng)氣體的排放,對環(huán)境及景觀負(fù)面影響小。另外,海上風(fēng)電機(jī)組受噪聲制約小,轉(zhuǎn)速一般比陸上高10%,風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用效率相應(yīng)提高5%~6%。然而,海上風(fēng)能發(fā)電的開發(fā)也存在其不足之處,如建設(shè)施工和維修技術(shù)難度較大,建設(shè)成本高、電力遠(yuǎn)距離輸送和并網(wǎng)相對困難等??傊?,海上具有豐富的風(fēng)能資源,結(jié)合當(dāng)今技術(shù)的可行性,海上風(fēng)力發(fā)電將成為風(fēng)力發(fā)電的新方向(張鴻洋,2016)。
圖4-5 海上風(fēng)力發(fā)電示意圖
5.風(fēng)力發(fā)電面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
根據(jù)我國風(fēng)電發(fā)展預(yù)測,到2020年底全國總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1.2×105MW,到2050年底,全國風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到5×105MW,風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展,使各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)一步增強(qiáng)。風(fēng)電企業(yè)的競爭能力和盈利能力明顯增強(qiáng)。2020年以后化石燃料資源減少,火電成本增加,風(fēng)電具備市場競爭能力,發(fā)展更快。2030年水電資源也大部分開發(fā)完,海上風(fēng)電進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)時期,很可能形成東電西送的局面。風(fēng)電以其良好的環(huán)境效益和逐步降低的發(fā)電成本,必將成為21世紀(jì)中國的重要電源。但是我國風(fēng)力發(fā)電的商業(yè)化成本仍然較高,如何提高風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、降低商業(yè)開發(fā)成本是風(fēng)力發(fā)電面臨的重要挑戰(zhàn)。
四、風(fēng)能利用的發(fā)展
(一)風(fēng)能利用存在的弊端
風(fēng)能雖然是一種可再生的清潔能源,但仍然存在一些不可否認(rèn)的弊端。
1.污染排放
風(fēng)力發(fā)電機(jī)在建造和運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一些污染問題,同時也存在間接排放問題。不同能源系統(tǒng)在燃料提取、系統(tǒng)建造和運(yùn)行期間的二氧化碳排放量的大小不同。在整個運(yùn)行期間風(fēng)力發(fā)電所排放的二氧化碳總量是極少的,大約僅為燃煤發(fā)電系統(tǒng)的1%。
2.噪聲問題
風(fēng)力發(fā)電噪聲包括機(jī)械噪聲和空氣動力學(xué)噪聲,其中空氣動力學(xué)噪聲是風(fēng)速的函數(shù)。分析結(jié)果表明,轉(zhuǎn)子直徑小于20m的風(fēng)力發(fā)電機(jī),產(chǎn)生的噪聲主要是機(jī)械噪聲;轉(zhuǎn)子直徑更大的風(fēng)力發(fā)電機(jī),產(chǎn)生的噪聲主要是空氣動力學(xué)噪聲。噪聲問題會影響一些潛在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝區(qū)的利用,噪聲問題在人口稠密地區(qū)顯得尤為突出。
3.傷害鳥類
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)對鳥類會造成一定的傷害,當(dāng)鳥撞擊到塔架或者翼片時會導(dǎo)致鳥類死亡,同時風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也妨礙附近鳥類的繁殖和棲居。所以,鳥類遷徙飛行路線上的區(qū)域應(yīng)限制風(fēng)能的利用。
4.干擾通信
風(fēng)力發(fā)電機(jī)會成為一種妨礙電磁波傳播的障礙物。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響,電磁波可被反射、散射和衍射,這就意味著風(fēng)力發(fā)電機(jī)會干擾無線電通信。
5.安全問題
盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)很少發(fā)生安全事故,但是偶爾還是會發(fā)生。這些事故大部分發(fā)生在技術(shù)人員打算使渦輪機(jī)停止運(yùn)行的時候。從運(yùn)行觀點上來看,不應(yīng)該存在這樣的事故。
6.影響美觀
盡管美觀問題不屬于重要的問題,但是也是一種制約因素,對那些風(fēng)景秀麗的地區(qū)和人口稠密的地區(qū)更是如此。公眾對風(fēng)力發(fā)電機(jī)越來越多的風(fēng)景區(qū)感到失望和厭倦。所以,若想要人們在視覺方面接受風(fēng)力發(fā)電機(jī),不僅可以使用對風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行整齊排列的方法,而且還可以采用統(tǒng)一尺寸和設(shè)計來增加美觀程度。
(二)風(fēng)能的發(fā)展前景
當(dāng)前我國的風(fēng)電裝機(jī)容量較大,但在全國電源裝機(jī)總?cè)萘恐兴嫉谋壤廊缓苄?,風(fēng)電利用在我國依然有相當(dāng)大的發(fā)展前景。主要有以下四個方面原因。
1.豐富的自然風(fēng)能和工業(yè)風(fēng)能資源
根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究,目前我國可以加以利用的低空(即10m以內(nèi))自然風(fēng)能資源(包括陸上風(fēng)能資源和海上風(fēng)能資源)非常豐富,大約有10×108kW左右。高空風(fēng)能資源更為豐富,能夠達(dá)到20×108kW。同時,工業(yè)風(fēng)能也有很好的利用前景,工業(yè)風(fēng)能利用較為便捷,在為電力事業(yè)做出貢獻(xiàn)的同時也能增加企業(yè)的效益。
2.社會對清潔能源的需求不斷增大
一方面,時代的進(jìn)步使環(huán)境保護(hù)觀念逐漸深入人心,在能源利用上更加注重清潔性、節(jié)能性和可持續(xù)性等,對于風(fēng)電事業(yè)的關(guān)注越來越多,并開始傾向于使用新型的清潔能源。另一方面,社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也帶來了用電需求的增大,利用風(fēng)能發(fā)電能夠有效緩解電力資源緊張的情況。
3.我國有較好的電網(wǎng)實施條件
東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá),而且目前已經(jīng)裝有較為完善的高壓輸電網(wǎng),在風(fēng)電建設(shè)上難度相對較小,實施較為合理。針對內(nèi)陸一些風(fēng)力資源豐富但經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后的地區(qū),國家會加大對風(fēng)電建設(shè)的資金投入和政策支持,大大減小建設(shè)難度。
4.風(fēng)電制造業(yè)良好的發(fā)展基礎(chǔ)
目前,我國在風(fēng)電建設(shè)方面的投入不斷加大,風(fēng)電制造業(yè)也得到了很大的發(fā)展,能夠為風(fēng)電建設(shè)提供相應(yīng)的建設(shè)設(shè)備和技術(shù)支持。我國已能夠大規(guī)模地生產(chǎn)2MW和1.5MW的風(fēng)電機(jī)組,還將不斷投入生產(chǎn)3MW和5MW以及更大功率的發(fā)電機(jī)組。
國際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)日益向著一體化、國際化、大型化方向發(fā)展,技術(shù)上要求很高,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要求可靠、壽命周期長,因此零部件的精度、功能要求高。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組的原理和結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化,未來的風(fēng)電機(jī)組在向結(jié)構(gòu)簡單化、體積減小的方向發(fā)展。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中兩個主要部件是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)。風(fēng)力機(jī)向著變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展、發(fā)電機(jī)向著變速恒頻發(fā)電技術(shù)發(fā)展,這是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢,也是當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)。
今后我國大力發(fā)展大型風(fēng)電機(jī)組的重點是:努力掌握大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組核心關(guān)鍵技術(shù),包括總體設(shè)計、總裝技術(shù)及關(guān)鍵部件的設(shè)計制造技術(shù)等,整機(jī)技術(shù)路線將以目前歐洲國家流行的變槳變速的雙饋異步發(fā)電型、低速永磁同步發(fā)電型為主。目前,我國生產(chǎn)最多的還有齒輪箱風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,屬于歐洲2000年左右研發(fā)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。少數(shù)企業(yè)雖然初步掌握了直驅(qū)永磁技術(shù),但在整個產(chǎn)業(yè)鏈中還沒有普及。從長遠(yuǎn)利益來看,直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換效率高、維護(hù)量低、變速范圍大,取消了沉重的增速齒輪箱,發(fā)電機(jī)軸直接連接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸上,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而改變,其交流電的頻率也隨之變化,經(jīng)置于地面的大功率電力電子變換器,將頻率不定的交流電整直流電,再逆變成與電網(wǎng)同頻率的交流電輸出,是未來風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展方向。
隨著煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源的日益枯竭,環(huán)境惡化、全球氣候變暖,加之低碳理念的深入人心,風(fēng)能正以破竹之勢發(fā)展起來。未來的幾十年甚至幾百年間,我國應(yīng)完善風(fēng)能利用技術(shù),圍繞風(fēng)能利用技術(shù)著力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,加快風(fēng)能的發(fā)展步伐,讓“大風(fēng)車”給我們帶來更多的希望與驚喜!
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