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風能供電系統
    發布時間: 2016-02-24 09:42    

基本情況概述

       風 能(wind energy)是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量??掌骶哂械畝艸品縋???掌魎僭礁?,動能越大。人們可以用風車把風的動能轉化為旋轉的 動作去推動發電機,以產生電力,方法是透過傳動軸,將轉子(由以空氣動力推動的扇葉組成)的旋轉動力傳送至發電機。到2008年為止,全世界以風力產生的 電力約有 94.1 百萬千瓦,供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數國家而言還不是主要的能源,但在1999年到2005年之間已經成長了四倍以上。
現代利用渦輪葉片將氣流的機械能轉為電能而成為發電機。在中古與古代則利用風車將蒐集到的機械能用來磨碎谷物或抽水。
風力被使用在大規模風農場為全國電子柵格并且在小各自的渦輪為提供電在被隔絕的地點。
                            

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       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。風能就是空氣的 動能,風能的大小決定于風速和空氣的密度。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??掌鞫緯傻畝薌拔縋?。風能是太陽能的一 種轉化形式。太陽的輻射造成地球表面受熱不均,引起大氣層中壓力分布不均,空氣沿水平方向運動形風。風的形成乃是空氣流動的結果。

 
風能的優缺點


優點

風能設施日趨進步,大量生產降低成本,在適當地點,風力發電成本已低于發電機。
風能設施多為不立體化設施,可?;ぢ降睪蛻?。
風力發電是可再生能源,很環保。
 
缺點
風力發電在生態上的問題是可能干擾鳥類,如美國堪薩斯州的松雞在風車出現之后已漸漸消失。目前的解決方案是離岸發電,離岸發電價格較高但效率也高。
在一些地區、風力發電的經濟性不足:許多地區的風力有間歇性,更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風力較少的時間;必須等待壓縮空氣等儲能技術發展。
風力發電需要大量土地興建風力發電場,才可以生產比較多的能源。
進行風力發電時,風力發電機會發出龐大的噪音,所以要找一些空曠的地方來興建。
現在的風力發電還未成熟,還有相當發展空間。
 
限制及弊端
風能利用存在一些限制及弊端
1)風速不穩定,產生的能量大小不穩定
2)風能利用受地理位置限制嚴重
3)風能的轉換效率低
4)風能是新型能源,相應的使用設備也不是很成熟

 

主要技術

① 水平軸風電機組技術。因為水平軸風電機組具有風能轉換效率高、轉軸較短在大型風電機組上更突顯了經濟性等優點,使它成為世界風電發展的主流機型,并占有 95%以上的市場份額。同期發展的垂直軸風電機組,因為轉軸過長、風能轉換效率不高,啟動、?;捅浣襖訓任侍?,目前市場份額很小、應用數量有限,但由 于它的全風向對風和變速裝置及發電機可以置于風輪下方(或地面)等優點,近年來,國際上的相關研究和開發也在不斷進行并取得一定進展。
② 風電機組單機容量持續增大,利用效率不斷提高。近年來,世界風電市場上風電機組的單機容量持續增大,世界主流機型已經從2000年的500~1000千瓦 增加到2004年的2~3兆瓦,目前世界上運行的最大風電機組單機容量為5兆瓦,并已開始10兆瓦級風機的設計與研發。
③海上風電技術成為發展方向。目前建設海上風電場的造價師陸地風電場的1.7~2倍,而發電量則是路上風電場的1.4倍,所以其經濟性仍不如陸地風電場,隨著技術的不斷發展,海上風電的成本會不斷降低,其經濟性也會逐漸凸顯。
④變槳變速、功率調節結束得到廣泛采用。由于變槳距功率調節方式具有載荷控制平穩、安全和高效等優點,今年來在大型風電機組上得到了廣泛采用。
⑤直驅式、全功率變流技術得到迅速發展。無齒輪箱的直取方式能有效地減少由于齒輪箱問題而造成的機組故障,可有效提高系統的運行可靠性和壽命,減少維護成本,因而得到了市場的青睞,市場份額不斷擴大。
⑥ 新型垂直軸風力發電機。它采取了完全不同的設計理念,并采用了新型結構和材料,達到威風啟動、無噪聲、抗12級以上臺風、不受風向影響等優良性能,可以大 量用于別墅、多層及高層建筑、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能 發展中對電網的沖擊等影響。


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