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风能发展及其应用

来源:山东师范大学化学化工与材料科学学院 作者:程琳

摘要:经济的发展离不开资源的支持,而资源的承载能力也同样制约着经济的发展情况。风能作为一种极其丰富且清洁的新型能源,对于我国乃至世界各国的发展都具有重要意义。合理的利用风能,不仅可以在解决能源危机的同时,还可以极大的减少使用传统的不可再生能源对于环境的破坏。而随着经济社会的发展以及科学技术的不断进步,风能一定会得到更加广泛高效的利用,成为人们生产的重要工具,造福人类千秋万代。

关键词:风能利用,风力发电,清洁能源

正文

一、风能介绍及其特性:

风能是一种自然现象,它的形成是相当复杂的一个过程。风是由太阳热辐射而引起的一种自然现象,还受到一系列自然因素的影响。简而言之就是地球表面的太阳能在地表各处所造成的温度、湿度不同,从而影响到地表各处的气压有所差异。在水平方向上,空气中的水蒸气含量各不相同,从而从高气压处向低气压处流动,风就形成了。而造成这一现象形成的根本来源就是太阳能。而且风能的形成和各地区所受到的太阳能多少、地球自转角、太阳照射角度以及地形地势等多种因素都有关。而且风能具有随机性、随高度变化和随季节变化等特性。风能的大小强弱取决于风速的大小和空气的密度高低,其是地球表面空气流动所产生的动能的统称。

二、风能的研究方向:

(1) 以风能作为发电的动力;

(2)用于农业,风力提水灌溉;

(3) 用于航海业,风帆助航;

(4) 用来转化为热能。

三、风能的储量:

风能的总储能大小为地球地表吸收的所有太阳能的1%至3%,相当于地球上所有植物光合作用吸收的太阳能总量的五十至一百倍。我国陆地上可开发以及利用的风能总储量约为2.53亿千瓦,海上可开发以及利用的风能总储量为7.5亿千瓦,二者加起来超过10亿千瓦,而我国水资源可开发总量为4.02亿千瓦,风能储备是可利用水资源总量的2.5倍还多。而据世界资源统计局统计,全球可开发利用的风能总储量超过200亿千瓦,比全球可开发利用的水资源总能量大十几倍。风能的储量是十分巨大的,其价值不可估量。

四、风能的主要应用:

风能是一种储能巨大、清洁的、取之不尽用之不竭的可持续可再生利用的能源,在当下生态环境污染极其严重以及传统化石能源枯竭的情况下,风能成为人们重点开发利用的资源之一。风能主要被应用于风力发电。

风力发电很早就被人们应用,一台五十五千瓦的风力发电机每月的输出电量就足以几十户人家的用电使用,而在风速高的地区,其发电效率可以达到更高。而我国的大部分地区风力资源都十分丰富,特别是沿海地区、东北、西北、西南高原地区,一年四季都是大风天,而且平均风速也很大,这些地方发展风能是十分具有潜力的。风力发电在以前技术不够先进的时代,由于风扇转速不均,导致其输出电流不够平稳,从而容易导致用电户家里电流的不稳定。但随着科技的进步,现在的风力发电机相比以前有了很大的改善,随着更先进的充电器以及逆变器的出现,风力发电带来了更高的发电效率、更平稳的电流输出,是我国目前电力发展的重要组成部分。

五、风能的发展前景:

目前来看,风能的发展前景是不可估量、潜力巨大的。但就目前来看,风能在我国的开发利用率还比较低,风能开发利用程度远远落后世界平均水平,我国的风能发展仅仅是落在了风力发电这一板块,这是远远不够的。据有关调查以及专家报告指出,我国目前的风能开发利用缓慢的主要原因有三:第一,缺乏长期的风能发展计划,得不到国家的大力支持与建设。风能仅仅被用于风力发电,应用范围不广,所以得不到迅速发展;第二,就是风能发展在我国还未得到足够的重视,对于企业乃至国家而言,风能是一种全新的能源,初期开发的成本过于巨大,许多企业不想投资其中,国家也并未制定相应的补贴措施来促进风能的发展;第三,就是风能应用的产业规模小。我国在风能利用发展上是远远落后于世界各国的,这也导致了我国的风能领域缺少相应的技术,一些专业的风能设备只能依赖进口,从而带来的一个严重的问题就是风能利用的成本过高,这也严重制约了风能发展在我国的进步。

我国的风能资源极其丰富,势必要好好把握这一新型能源的发展。中国要在风能发展利用这一行业上走得更远,就必须对风能发展引起足够的重视,就必须从政策、教育等多方面入手,采取必要的措施来提高我国在风能发展上的竞争力。我认为我国应该从以下几个方面入手:第一,国家要制定好相应的风能发展计划,完善风能发展补贴政策,从而激励更多的企业愿意去发展风能产业,从而带动国家的风能发展应用;第二,制定好相应的人才培养发展计划。在这个人才为本的高度发达的社会,人才是发展一切的基础,国家只有重视风能发展这一方面的人才培养,才能够在未来的风能发展应用上走在世界的前端,才能极大的促进与推动风能的发展。

六、风能的利于弊:

作为新时代的一种可再生清洁能源,风能最显著的优势便是可再生、清洁环保、保有量大。开发风能对环境保护能够做出巨大的贡献,世界各国风能发展极其迅速的一个重要原因就是因为其发展的污染小、资源量巨大、生产低廉。风能发展不像核能、水能等可再生资源,这些资源虽然也是清洁能源但还是会对环境带来一定的污染,但风能便没有这个问题。并且风能发展还不具备地理位置限制性,其在任意地区均可发展,只是利用效率的不同差异而已。

万物皆有两面性。风能也有其发展弊端,过度的开发风能也会对大自然造成一定的影响。有研究报告显示,在风能利用率高的地区,每年该地区的气温便会上升1摄氏度,另外,在风力涡轮机下风口地区的温度也会被影响而上升。还有专家报告指出,风能的过度利用也会导致地球上水汽运转的过程,会危害到地球的表面生态环境。

经济的发展离不开资源的支持,而资源的承载能力也同样制约着经济的发展情况。风能作为一种极其丰富且清洁的新型能源,对于我国乃至世界各国的发展都具有重要意义。合理的利用风能,不仅可以在解决能源危机的同时,还可以极大的减少使用传统的不可再生能源对于环境的破坏。而随着经济社会的发展以及科学技术的不断进步,风能一定会得到更加广泛高效的利用,成为人们生产的重要工具,造福人类千秋万代。

参考文献:

1、《中国新能源》2013年11期

2、陈学峰 《积极开发风能资源、加快风电发展步伐》

3、林宗虎 《风能及其利用》

4、钱伯章 《风能技术的应用》

5、牛誉霏 《风能的利用》

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