风力发电及其技术发展综述张永军

风力发电及其技术发展综述张永军

张永军

(内蒙古恒润新能源有限责任公司内蒙古自治区乌兰察布013550)

摘要：现阶段，我国的经济发展的十分迅速，科学技术也在不断的发展，但是，随之而来的就是环境的问题。众所周知，使用不可再生能源或一些有污染性的能源是造成全球变暖的主要原因，因此，世界各国正在加大对清洁能源和可再生能源的研究。而风能正是一种高效便利的清洁能源。如今，风力发电技术已经获得了很大的发展成果。本文将就我国风力发电技术的发展现状、风力发电技术的关键问题研究以及促进风力发电技术发展的具体措施进行分析和探讨。

关键词：风力发电；技术发展；综述

引言

从能源的分布和利用来看，随着不可再生能源的逐渐枯竭，水力发电容量有限，核能发电存在诸多不安全因素，那么寻求新形势的发电方式将是摆在当今电力行业面前的首要难题。风能发电在目前的可再生能源中，起步早，发展较成熟，产业化较好，并有望成为火电、水电之后的第三大发电电源。利用风能发电将在我国的新能源发电领域占据很重要的位置。本文较全面地介绍了风能、风力发电系统及风力电机型式，分析了风力发电发展面临的技术难点，并展望了风力发电的发展前景。

1风力发电对于中国发展的重要性

自从工业革命以来，化石能源一直是工业发展的重要因素之一。为了工业的进一步发展和人类科技的进一步发展，人类总是竭尽全力地去开发化石能源。并且由于后期世界大战的爆发，各国家对工业的需求量和化石能源的需求量大幅上涨。但化石能源是一种不可再生的能源，地球通过千万年的物理，化学变化才能够产生一小部分的化石能源。于是，为了能使科技的进一步发展和人类未来的可持续发展，我们有需求也有必要发展新能源。风力是一种自古以来就广为各个文明所利用的能源，如中国的水磨，埃及的帆船等。风力能源一直以来都是一种清洁，环保的能源，风力资源不仅仅是一种在全球范围内具有大储存量的能源，同时还是一种可再生的能源，能够完美地解决我们人类社会化石能源急速衰竭的问题。并且利用风力发电能够完美地实现无污染的效果，在将风力转化成电能的同时，不对环境造成污染。风力发电也不需要燃料，更加是一种零辐射的发电方式。在国内大力发展风力发电技术，不仅仅能够在工业发展方面体现它的作用，还能够更好地建设生态型的社会。风力发电对于中国未来的发展和能源的可持续利用有着不可或缺的重要性。

2我国风力发电推广中面临的困难

2.1风力发电产生的电能难以输送到户

风能资源是风力发电的最重要的条件，我们国家的风能资源虽然丰富，但是风力发电地区大都距离城市较远，为了将风力发电产生的电能顺利输送到用户手中，需要建设相关的输送配电设备，但是我国的电网工程并没有建设完善，这导致了许多风力发电厂出现被闲置和空转的情况，造成了巨额投资闲置。风力发电受季节影响较大，所以具有不稳定的特点，风力发电产生的电没有有效的储存装置，一旦停风，风力发电设备将无法供电，将会导致供电中断，对于使用风能发电提供电能的用户可能会造成一定的损失。因此，完善我国的风力发电电能输送系统显得尤为重要。

2.2风力发电成本较高

中国大力发展风电创造了巨大的市场需求，国内大批企业进驻风电行业。在市场竞争初期，拿到更高的市场份额，将有利于遏制竞争对手，获得更大的市场利益。为了迅速实现生产，很多风电企业到国外去买技术。风力发电机虽是高科技产品，生产却很容易，但风电机厂商稂莠不齐，风机稳定性较差、故障率较高、维修养护不到位、备品备件不能及时供应等因素，导致发电小时数受到风电场自身技术制约较大，度电成本难以降低，且风力发电机组一次性建设成本较高，对于实现电力行业经济效益来说，具有一定的阻碍性。大批风机企业的大规模生产必然导致产能过剩，产能过剩就直接引发了风机行业的价格战，随着经济全球化趋势进一步加强，导致电力行业市场竞争加剧，企业之间的竞争日益激烈，在这样的经济形势下，供电企业、能源公司为了更好地实现经济利益，更希望实现低成本发电，以获得更好地经济效益，增强自身在市场中的竞争力。但是当前我国风力发电成本比国外高许多，缺乏创新，电网建设不完善等的问题制约着我国风力发电的发展，导致风力发电的成本无法下降，但企业往往通过降低价格的方式来互相竞争，这导致了当前的风力发电电价过低，打压了投资方的利益，影响到企业经济效益，不利于促进企业的发展。

3风力发电的技术以及发展趋势

3.1机组单机容量持续增大

机组单机容量影响风能的利用效率和单位生产成本，如果将机组的单机容量提高，不仅有助于提高风能利用率而且有助于单位投资成本的降低，增加电场的规模效应，节约风电用地。纵观风电的机组单机容量，经历了600kW、750kW、1.5MW、2.5MW的发展阶段，相信以后随着技术的发展，机组单机容量将会越来越大。同时，海上风电的大容量机组也在快速发展，5～6MW机组已经商业化运行。

3.2风力发电机的载荷准确计算和优化设计

风力发电机一般露置大气环境之中，而自然环境的各个要素如气温、风速、雨雪等，其随机性差异很大，往往造成风力发电机的受力情况比较复杂，各种气象条件下的应力控制点也各不相同。由此看来，准确计算不同运行工况下的风力机各部件的载荷特性，可以优化产品的性能，提高风力电机的可靠性、安全性，同时根据各部位应力分布情况，采取只针对应力薄弱环节加强的措施，能够减少材料浪费和降低成本。

3.3依靠技术进步，以促进风力发电技术的可持续发展

随着世界能源日益稀缺，科学技术的快速发展，加上人们对环境保护的要求，人们努力寻找石油、天然气等替代能源，可再生能源、环保、清洁绿色能源。风能是最有前途的新能源之一。它是一种清洁无污染的可再生能源。风力发电的使用，已经证明了文明和科学的进步。目前，中国的风电仍面临许多困难。主要是项目成本高，目前，中国的风电处于发展的阶段，国家提供的支持政策并不完善。国家政策和经济因素的局限性使风能进入商业和工业发展轨道变得困难。为了加快风力发电的发展，国家不仅要实行保护性政策，而且要在工业化过程中鼓励竞争和支持。目前，中国已经开始了风力发电的商业化。由于风力发电具有较高的一次性投资、较低的年运营时间，并投入生产早期服务压力等方面，因此，网络销售等许多环节需要政府支持、优惠和激励政策，以鼓励风力发电的发展。一是充分发挥地方政府的积极性，制定地方优惠政策，对风电给予适当补贴，标杆电价0.51元/千瓦时。鼓励风力资源的使用。另一方面，国家要加大科技投入，开展技术创新和科研开发，及时更新产品，促进风力发电的发展。

结语

与传统的化石能源相比，风能是一种对环境友好并且可再生的能源，世界各国都在关注并利用风力发电，风力发电的前景非常可观。希望通过本文的研究，我国的风力发电行业能够寻找差距、定好位置、抓住机遇，进而推动我国风电行业的大力发展。

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