如何有效利用風(fēng)能并做到風(fēng)電的并網(wǎng)及消納
“不必說文人墨客筆下“春風(fēng)又綠江南岸”“柳絮池塘淡淡風(fēng)”所呈現(xiàn)的充滿詩情畫意的風(fēng)，單只講為人類傳遞信息的風(fēng)箏、提供動(dòng)力的風(fēng)車和風(fēng)帆，都是人類有效利用風(fēng)的杰作。風(fēng)能相對于傳統(tǒng)的化石能源，是一種清潔能源，利用風(fēng)能的最好途徑就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能使用。本期，就和你講講風(fēng)能的特點(diǎn)，以及人們是如何利用風(fēng)能發(fā)電的。
1、風(fēng)是如何形成的?
風(fēng)的能量主要來自于太陽能，太陽的輻射給地球上的空氣加熱時(shí)，地球大氣受熱并不均勻，溫度高的地方空氣上升，于是在地表形成了低壓;溫度低的地方空氣下降，在地表形成了高壓。高壓和低壓之間形成氣壓梯度，空氣從高壓區(qū)向低壓區(qū)流動(dòng)，就形成了水平運(yùn)動(dòng)的風(fēng)。
2、風(fēng)按照強(qiáng)度分類，可以分為哪幾級?
你一定在天氣預(yù)報(bào)中聽到過類似這樣的說法，“渤海風(fēng)力6~7級轉(zhuǎn)4~5級”。這里所說的“級”就是按照強(qiáng)度對風(fēng)的分類，稱為“蒲福風(fēng)力等級”。它把風(fēng)按照風(fēng)速分為從0~12共13個(gè)等級，數(shù)字越高，風(fēng)速越快，風(fēng)中所攜帶的能量越大。
為了方便記錄，人們還給這13個(gè)等級的風(fēng)分別起了名字：0級為無風(fēng)，1級為軟風(fēng)，2級為輕風(fēng)，3級為微風(fēng)，4級為和風(fēng)，5級為清風(fēng)，6級為強(qiáng)風(fēng)，7級為疾風(fēng)，8級為大風(fēng)，9級為烈風(fēng)，10級為狂風(fēng)，11級為暴風(fēng)，12級為颶風(fēng)。
3、風(fēng)能的特點(diǎn)是什么?
我們來看看風(fēng)能的特點(diǎn)：首先，風(fēng)能的蘊(yùn)量巨大。太陽輻射到地球的能量中，有2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，這可是一個(gè)非常龐大的數(shù)字。
地球上的風(fēng)能約為27400億千瓦，其中可以利用的約200億千瓦，這個(gè)數(shù)量有多大呢?它是地球上可開發(fā)利用的水能總量的10倍!全世界每年燃燒煤炭得到的能量，還不到風(fēng)能在同一時(shí)間內(nèi)提供給地球能量的1%。
風(fēng)能最厲害的地方還不僅限于此。風(fēng)能是可再生的，幾乎可以說是取之不盡、用之不竭的。另外，風(fēng)能是清潔能源，現(xiàn)如今人們使用的風(fēng)能利用技術(shù)不會(huì)造成空氣污染。
然而有效地利用風(fēng)能可并不簡單，擺在人們面前的困難重重。
第一，風(fēng)功率密度低，也就是說風(fēng)能雖然大，但是很難集中利用。為什么說風(fēng)能多，但不集中呢?如果我們利用化石能源，開采一個(gè)煤礦或者油田就行了;如果利用水能，在合適的地方修個(gè)水電站就可以了。風(fēng)能四處皆是，很難把它們集中利用。因此需要選好風(fēng)電場場址，形成規(guī)?；?。
第二，風(fēng)能是不穩(wěn)定的，一陣風(fēng)大，一陣風(fēng)小，幾乎沒什么規(guī)律，讓人很難掌控。
第三，風(fēng)能的分布很不均勻。要想利用好風(fēng)能肯定需要很多技術(shù)手段。
4、我國的風(fēng)能主要分布在哪些地區(qū)?
度量一個(gè)地方風(fēng)能資源是否豐富，我們常用“風(fēng)功率密度”這個(gè)概念，它的單位是“瓦/平方米”。
如果我們把風(fēng)能資源的多少畫在中國地圖上，就會(huì)見到一個(gè)很有意思的畫面：西北、東北、華北、東南地區(qū)都是風(fēng)能資源豐富的地方，中原地帶和西南、東南部分地區(qū)的風(fēng)能資源貧乏。
我國風(fēng)能資源總的技術(shù)可開發(fā)利用量為7億~12億千瓦。蒙東、蒙西、新疆哈密、甘肅酒泉、河北壩上、吉林西部、江蘇沿海、山東沿海等地區(qū)是我國風(fēng)能資源最豐富的地區(qū)，50米高度3級以上風(fēng)能資源潛在開發(fā)量約18.5億千瓦，占全國陸上風(fēng)能資源的77.7%。
5、人們是如何利用風(fēng)能發(fā)電的?
風(fēng)力發(fā)電的基本原理簡單來說，就是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br />
具體來說，就是風(fēng)吹過風(fēng)車槳葉時(shí)在槳葉正反面形成壓差，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)現(xiàn)這一能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率是衡量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電能力的指標(biāo)，功率越大，則發(fā)電能力越強(qiáng)。風(fēng)電機(jī)組在達(dá)到額定功率之前，其輸出功率和風(fēng)速的立方成正比，因此風(fēng)速是風(fēng)能資源的關(guān)鍵因素。
但是，人們從風(fēng)中提取的能量最多只能是它的59.6%，一般情況下要小于40%。
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