纪宗政
中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司 新疆乌鲁木齐 83000
摘要:风力发电技术的应用在很大程度上解决了能源的消耗问题,所以这也需要相关从业员进一步加强对于技术的研究工作,不断的对供电稳定性进行优化,确保风力发电能够为用户稳定供电。
关键词:风力发电;发展状况;发展趋势
1风力发电原理及其在国内的发展状况分析
1.1风力发电的原理
风力发电的主要原理是利用风力产生的动能带动风车叶片旋转,然后再利用增速机将风车旋转的速度提升上来,最终由风车通过电磁效应将动能转化为电能。根据目前的风电技术,只需要利用每秒三公尺(速度)的微风便可以实现发电。把风能转化为电能是当前风能利用中较为基本的一种方式,一般的风能发电机主要包括风轮、发电机、塔架、尾翼调向器、储能装置等构件。风中蕴含的能量巨大,据相关研究得知,当风速在lOm/s 时(大约为5 级风),其吹到物体表面的作用力约为1 0kg,当风速在20m/s 时(大约为9 级风),其吹到物体表面形成的作用力大约为50kg,如果风速是在50m/s 以上的飓风、台风,其吹到物体表面产生的作用力至少在200kg 以上。所以说,风中蕴含的能量比我们当前所能控制和利用的能量要大上很多,若我们能够合理开发并利用风能,其将给我们的发展和生活带来诸多便利。
1.2国内风力发电现状
随着我国科学技术的飞速发展,风力发电逐渐被提上日程,近几年其发展速度更是不断加快,但由于受到各方面因素的制约,目前我国风力发电仍处于初级发展阶段,仍存在不少问题有待解决。
1.2.1我国风能资源丰富
我国幅员辽阔,陆地边疆总长超过2万公里,海岸线总长也在1 .8 万公里以上,据气象部门的调研资料显示我国风能资源丰富,仅可供开发利用的陆地风能资源便高达253GW,而可供开发利用的海洋风能资源更是陆地风能资源的3 倍之多。可以说从东南沿海到西北川藏、青藏高原地区,都蕴藏了丰富的风能资源。据统计,年平均风速在6m/s 以上地区占我国国土总面积的l%,风能资源极其丰富,位居世界第三(第一、二名分别为美国、俄罗斯)。
1.2.2国内风力发电发展迅猛
早在2009 年我国新增风能发电项目及发电量已经稳居世界第一位,近年来更是一直保持较高的发展速度,仅201 0 到201 2 两年时间内,我国便有20 座风电场相继建成,并且每座风电厂的发电能力都在1 00MW以上。根据我国制定的风能发电计划,至2020 年我国风能发电能力将达1 .5- 1 .8 亿kW,据相关统计资料显示,我国风能发电潜力更是高达1 0 亿kW,不仅发展速度快,更具有广阔的发展空间。
2风力发电技术存在的问题
2.1风力资源分布不均
我国风力资源主要集中于西北内陆与东南沿海地区,随着风力发电企业的成熟,要防止出现产能过剩问题,当前我国风力发电急需解决的问题是远距离运输问题。
2.2产业链不完整
我国风力发电的核心部件还主要依赖进口,如电气可编程控制与集电环等部件,而且当前风电机组整机设计还有待进一步提高,还需解决运输、维护、咨询、监测等诸个方面的问题。
2.3单机容量加大但理论经验不足
我国当前风力发电单机容量明显增大,但还不具备完善的理论知识体系与实践经验,还不能进行科学精细的载荷极限计算。风力发电单机容量增大有利于降低整体投入成本,提高发电效率,将来必然会得到迅速发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4安全性能不高
由于我国风力发电技术还处于发展阶段,因此必然存在一定的缺点,安全性能还有待进一步提高,尤其是在并网与运输方面。当前风力发电机组主要事故原因表现在没有认识到装机阶段技术的重要性,自身管理有待完善等几个方面,导致风力发电系统的可靠性与安全性不高。要求技术人员要重视解决风力发电机组脱网等问题,保证整个系统的日益完善,提高风力发电机组的安全性。
2.5机组故障频发
我国当前由于风力发电技术还没有大面积推广,很多地区的风力发电技术没有进行改革,风力发电机组的安全性有待进一步提高,导致风力发电机组事故频发,严重影响了风力发电系统的稳定运行。
3解决风力发电技术问题的策略
3.1大力研发风电技术
改革风力发电技术,提高发电效率,风能丰富地区可以应用功率调节方式发电,可以采用桨距调节做法调节风电功率,可以有效控制整个发电过程的功率,同时设备结构不复杂,投入成本不高。不适宜风力发电地区可以应用单独运行的单机发电,可以储存有效电能,需要时再放出。通常情况下采用柔性桨叶的风力发电机,适用于游牧民。利用开发各种新技术,可以在不同环境中应用风力发电技术,提高风能的利用率。随着风力发电技术的快速发展,首先要解决单机容量不足的问题,要求有关部门积极研究风力发电技术。研究过程中要结合不同地区的发展情况,不断增加单机容量。为了提供丰富的电力,要求研发更大容量的风力发电机组,单机容量还需不断扩充,有利于提高风力发电效率。笔者认为将来风力发电技术必然会发展为大型风力发电机组,才能推动我国风力发电工作的健康发展。
3.2国家制订能源政策
国家应该在可再生能源的应用方面加快立法步伐,大力支持可再生能源的开发利用,推动国内风力发电技术的快速发展。只有得到国家政策的支持,风力发电才能获得充足的发展后劲。为了实现风力发电的可持续发展,国家要及时制订可再生能源发展政策,大力惩处破坏不可再生能源的现象,从而促进社会的可持续发展。
3.3提高运行效率
风力发电属于新型产业,只有实现产业化发展才能推动风电事业发展进入新的阶段。随着科学技术的快速发展,风电单机容量日益增大,同时单机投入成本不断下降,利用风电技术的商业化发展可以进一步节约风电单机运行成本,提高风能利用率。在产业化发展的基础上不断创新风机技术,如美国最近研发出新型叶片,可以充分利用风能,在风机设计中引入结构动力学,提高了风机质量,节约了投入成本,提高了风机运行安全性与可靠性。我国当前风力发电机组的安全性与稳定性有待进一步提高,要大力研究风力发电机组技术,不断对其加以改进与完善,提高风力发电机组运行效率。
4国内风力发电的发展趋势
4.1市场发展趋势
目前我国对新能源发展的支持力度越来越大,在风电产业发展中也给予了一定的政策倾斜和财税补贴,所以目前国内风电产业的发展异常活跃,发展步伐越来越快,发展范围也越来越广阔,可以说发展前景一片大好,据估计到2020 年我国风电装机容量将达到1 .8 亿kW,届时风能发电将成为我国电力系统重要的组成部分。此外,鉴于小风场建设和低风速风资源开发的重要性,海上发电已经成为当前风能发电中的新生力量,并且其还在一定程度上决定了我国未来风力发电产业的发展速度,据国内沿海各省的规划,截止到2020 年我国海上风电装机容量将达3280 万kW。
4.2风电设备行业的发展趋势
目前,国内风电设备行业已经初具规模,至201 0 年,国内的风电整机制造企业开始展开激烈竞争,主要通过价格优势、技术路线以及规模效应等方式抢夺市场份额,价格竞争的白热化除大大提升了设备的研发与制造能力外,还大幅度降低了风电的价格,缩小了风电与火电的价格差。预计在未来几年内,国内的风电设备行业将被进一步整合与兼并,市场上设备制造企业的数量将呈现出锐减的趋势。
结束语
现阶段,我国正处于经济结构转型的重要时期,如何解决传统能源逐渐减少和国内能源消耗越来越大的矛盾是能源管理部门重点考虑的一项问题。在这种社会大环境下,风力发电、太阳能发电以及核发电等新型发电项目开始被提上日程,并且在电力能源领域发挥出越来越重要的作用,尤其是风力发电,虽然其发展历史较为短暂,但却表现出越来越强劲的发展势头。
参考文献:
[1]张扬.风力发电技术概述[J].信息记录材料,2017,18(06):9-10.
[2]王珊珊.风力发电技术现状及发展趋势[J].电子技术与软件工程,2017(04):238.
[3]邵渊渊.风力发电技术的问题与探讨[J].通讯世界,2017(02):142-143.
论文作者:纪宗政
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/23
标签:风力发电论文; 风能论文; 我国论文; 风电论文; 技术论文; 单机论文; 发展趋势论文; 《防护工程》2018年第15期论文;