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走进海上风电之永不枯竭的风能

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-28  来源:三峡小微  浏览次数:38  
核心提示:近期, 中国三峡集团战略规划部,宣传与品牌部与中国科学院权威科普期刊《科学世界》特别策划组织“海上风电”专题,从海上找能源、风力机组、如何建设海上风电场、发电和传输、海上风电方兴未艾五个方面系统全面地向我们讲述海上风电的前身与今世。
  永不枯竭的风能
  
  近期, 中国三峡集团战略规划部,宣传与品牌部与中国科学院权威科普期刊《科学世界》特别策划组织“海上风电”专题,从海上找能源、风力机组、如何建设海上风电场、发电和传输、海上风电方兴未艾五个方面系统全面地向我们讲述海上风电的前身与今世。今天,就让小微君带大家一起走进深海、走向蔚蓝,揭开海上风电神秘的面纱!
  
  风,是我们每天都习以为常的自然现象。在公园的游船上,总能体会到清风徐来、水波不兴的逸兴;而当身处远洋的海轮时,可能就是阴风怒号、浊浪排空的恐惧。不知你可曾想过,如此变化多端的风是怎么来的呢?
  
  追根溯源的话,风和我们所利用的绝大部分能量一样,都来自于太阳。地表各处吸收的太阳辐射能量不同,加热其上方空气的能力便会有差异。冷暖不一的空气形成了不均匀的气压,在水平方向上从高气压向低气压流动,就形成了风。太阳辐射到地球上的能量中,大约有2%转化为了风能,造就了对人类而言极其庞大的可再生能源。整个地球的风能约为2.74万亿千瓦,其中能够利用的差不多有200亿千瓦,是当今全球电力装机总量的3倍多。根据测算,中国可开发利用的风能资源有10亿千瓦,其中陆地有2.5亿千瓦,近海地区有7.5亿千瓦,是世界上风能资源较为丰富的地区。
  
  人类利用风能的历史
  
  虽说今天把风能称作一种新能源,但风其实是人类最早利用的能源之一。我们小时候常玩的风车,就是一种将够把风能转化为机械能的工具。
  
  将多个风帆绑在一根轴上,借助风力循环运动,就成为了风车。早在公元前,波斯人便已经开始利用垂直轴风车碾米。
  
  ★
  
  10~11世纪
  
  中东地区广泛使用风车来提水。
  
  13~14世纪
  
  风车传到欧洲,随后成为文艺复兴时期欧洲不可缺少的动力设备。
  
  18世纪
  
  荷兰曾利用近万座风车将海堤内的水排干,造出的良田相当于其国土面积的1/3,成为了著名的风车之国。
  
  19世纪中晚期


 
  
  美国大规模开发当时荒凉的西部。为了解决人畜饮水问题,人们利用风车驱动活塞泵用于提水,在这些美国风车农场里,风车数量高达600万台。
  
  我国利用风车的历史也很早,在东汉时期的壁画上,就有了风车的图形。到宋元时期,诗词中出现了利用风力推动磨盘来磨面的场景。明朝则大规模利用风车来提水灌溉及提海水制盐。当时使用的风车是将8个帆编在一个直立的杆上的立帆式垂直轴风轮,也称为走马灯式风车。这种风车一直使用到20世纪50 年代,仅在江苏沿海利用风力提水的设备便曾高达20万台。
  
  风电的兴起
  
  随着第二次科技革命的展开,电力成为了工业的中心。如果将风能转化为电能传输,就可以规避其分布不均匀的缺点。
  
  风力发电真正得到世界各国的重视,是在1973年石油危机以后。这时人们终于意识到化石能源终有一天会消耗殆尽,同时燃料燃烧引起的空气污染和气候变化问题也逐步得到了重视。风能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源重新回到了主流工业界的视野,并得以快速发展。
  
  自1980年以后,风力发电机叶片不断加长,单机容量不断增大, 从80年代的100千瓦,到90年代200千瓦,再到新世纪的兆瓦,目前最新的主流机组已经达到了5~6兆瓦左右。
  
  我国风力发电的研究与世界基本同步,自20世纪70年代以来,在内蒙古、甘肃、青海及东南沿海的海岛上安装了许多单机容量在50~500瓦左右的微型风力机,用来给牧民和岛民提供照明、提水、娱乐、畜群电栅栏、饲料粉碎等服务。到了80年代,我国开始研制大、中型风力发电机组,在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了8座示范性风力发电场,到1992年装机容量已达8000千瓦。
  
  2006年1月1日,《中华人民共和国可再生能源法》正式实施,风电迎来了飞速发展的历史机遇。到2016年底,中国累计风电并网装机总量1.49亿千瓦,当年发电2410亿千瓦时,提供了全国4%的电力。
  
  经过四十多年的现代化发展,快速发展的风力发电以其技术可靠、成本低廉的优势,已被公认为最实用的可再生电力来源。而方兴未艾的海上风电由于其巨大的商业潜力和环保效益,也已引发了世界各国的关注。
 
 
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