沸腾文学

第11部分（第2页）

我国的太阳能热水器应用普及率并不高，发展潜力巨大。2006年，我国太阳能热水器的普及率为每千人69平方米，远远落后于塞浦路斯（938平方米千人）、以色列（520平方米千人）、希腊（191平方米千人）和奥地利（188平方米千人）等国家。

根据我国的可再生能源中长期发展规划，2010年和2020年太阳能热水器安装量将达到亿平方米和3亿平方米，每千人普及率为109平方米和203平方米。按照这个规划，我国2020年的太阳能热水器普及率仅相当于奥地利2000年的应用水平，远远低于塞浦路斯、以色列等国家的应用水平。

目前，我国正处于经济快速发展阶段，城乡居民对洗浴热水的需求增长迅猛。在农村地区和中小城市，太阳能热水器已经成为提高人民生活质量，全面建设小康的重要技术手段。随着传统能源价格的不断上涨、生活热水需求的大幅提高、全社会环保意识的增强，特别是太阳能热水器产品的升级换代以及太阳能热水器与建筑结合技术的日益完善和发展，太阳能热水器将继续保持快速增长的发展势头，在更广阔的市场上发挥更重要的作用。

我国将继续在城镇推广普及太阳能与建筑结合、太阳能集中供热水工程，并建设太阳能采暖和制冷示范工程。在农村和小城镇推广户用太阳能热水器。目标是到2010年，全国太阳能热水器总集热面积达到1．5亿平方米，加上其它太阳能灶、太阳房等太阳能热利用，年替代能源量将超过5000万吨标准煤以上　txt小说上传分享

第三节　　　风能

第三节　　　风能

人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。在我们进入21世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。在这众多的可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当数风力发电。

1．　风力发电原理

风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，如图1所示。空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能；　从而推动叶轮旋转。如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连，就会带动发电机发出电来。孩童玩的纸质风车就是风力机的雏形，在它的轴上装个极微型的发电机就可发电。风力发电的原理这么简单，为什么仅到20世纪的中后期才获得应用呢？第一，常规发电还能满足需要，社会生产力水平不够高，还无法顾及降低环境污染和解决偏远地区的供电问题；第二，能够并网的风力发电机的设计与制造，只有现代高技术的出现才有可能。20世纪初期是造不出现代风力发电机的。那么，现代风力发电机是什么样呢？下面我们就介绍一下现代风机的结构与技术特点。

2．　现代风机

图1所示的风力发电机发出的电时有时无，电压和频率不稳定，是没有实际应用价值的。一阵狂风吹来，风轮越转越快，系统就会被吹跨。为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等，现代风机的示意如图2所示。

图一　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图二

齿轮箱可以将很低的风轮转速（600千瓦的风机通常为27转分）变为很高的发电机转速（通常为1500转分）。同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道，600千瓦的风机机舱总重20多吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。

风机是有许多转动部件的。业已说明，机舱在水平面旋转，随时跟风。风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。在变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况。在停机时，叶片尖部要甩出，以便形成阻尼。液压系统就是用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等状态下使用。

控制系统是现代风力发电机的神经中枢。现代风机是无人值守的。就600千瓦风机而言，一般在4米秒左右的风速自动启动，在14米秒左右发出额定功率。然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米秒时自动停机。现代风机的存活风速为60…70米秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会被吹坏。要知道，通常所说的12级飓风，其风速范围也仅为米秒。风机的控制系统，要在这样恶劣的条件下，根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网。并监视齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机。

3．　风力发电场

现代大型风力发电机，单台容量一般为600…1000千瓦。目前国际上研制的超大型风力发电机单机容量也只为6MW。对于一个大型发电场来说，其容量还是很小的。因此，我们一般将十几台或几十台风力发电机组成一个风电场。这样既形成一个强大的供电体系，也便于管理，实现远程监控。同时，也降低了安装、运行和维护的成本。图3为山东长岛风力发电场一角。

图三

4、世界风能发电发展状况

2007年全球风能累计装机容量为94123MW，新装机容量达到20076MW，较之于2006年的装机容量增加。在2007年风能装机规模中领先的三个国家是美国、中国和西班牙，分别新增装机容量为5244MW、3449MW和3522MW，三个国家新增风能装机容量超过全球当年总装机容量的60％。迄今，总装机容量最大的五个国家是德国（）、美国（）、西班牙（）、印度（8　GW）和中国（），其中，中国在2007年风能装机容量增加最快，达到3449MW，是2006年新装机容量的倍。以经济价值计算，2007年全球风能市场的风机市值达到370亿美元。

2007年世界风能市场发展的一个显著特点是该领域的全球化进程加快。这一方面源自诸多公司在石油、液化气日益昂贵的情况下对新能源市场开拓的动力，另一方面也是由相关政策的鼓励和引导，如美国联邦政府和各州政府对绿色能源的鼓励政策就是该国风能市场扩张的因素之一。在亚洲地区也是相似的情况，尤其是快速增长的中国风能市场更是吸引了欧美众多企业，由此促进了风能市场的全球化。

5、我国风能发展状况

我国风力资源

中国风力资源十分丰富。根据国家气象局的资料，我国离地10　米高的风能资源总储量约亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有亿kW，50米高度的风能资源比10米高度多1倍，约为5亿多kW。近海可开发和利用的风能储量有亿kW。

我国风能资源丰富的地区主要分布在以下地区：

中国风力资源分布状况

（1）三北（东北、华北、西北）地区包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、宁夏和新疆等省（自治区）近200　公里宽的地带。风功率密度在200～300　Wm2以上。

（2）东南沿海及附近岛屿包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10　公里宽的地带，年风功率密度在200Wm2米以上。

（3）内陆个别地区由于湖泊和特殊地形的影响，形成一些风能丰富点，如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区。

（4）近海地区，我国东部沿海水深5米到20米的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，10米高度可利用的风能资源约是陆上的3倍，即7亿多千瓦。

我国风力资源分布与电力需求存在不匹配的情况。东南沿海地区电力需求大，风电场接入方便，但沿海土地资源紧张，可用于建设风电场的面积有限。广大的三北地区风力资源丰富和可建设风电场的面积较大，但其电网建设相对薄弱，且电力需求相对较小，需要将电力输送到较远的电力负荷中心。海上风电资源丰富且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，发展前景势必良好。

我国风力发电发展状况

我国的并网风电发展从上世纪80年代起步，“