基于新能源发电风力发电技术的探讨

基于新能源发电风力发电技术的探讨

林浩然 1 王宵 2

中广核兴安盟新能源有限公司 内蒙古乌兰浩特市 137400

【摘要】世界上的大部分能源都是有限的，过度开采就会造成资源枯竭的现象，比如矿石、煤炭资源等，这些都属于十分珍贵的不可再生能源。基于这种情况，各国都对于风能等新型能源的开发十分重视，尤其是我国。我国虽然地大物博、资源丰富，但终有资源枯竭的一天。所以我国政府高度重视新型能源的开发，提倡可持续发展。本文针对风力发电技术的优越性与不足之处发表一些个人见解，希望能对于新资源开发利用有所帮助。 【关键词】风力发电；可再生能源；探讨

引言 　　随着经济社会的迅速发展，人类对于能源的需求日益增多，依赖程度也越来越大。但是以往的常规能源，如煤炭、矿石等都属于不可再生资源，数量有限。并且由于近年来的过度开采，这些资源已经趋于枯竭，同时，这些常规能源对于环境的污染是非常大的。所以人类为了可持续发展以及对环境的保护，开始追求更为环保有效的可再生资源，风能就是其中重要的一种。 一、我国的风力发电现状   近年来国家对于新能源风力发电技术的开发与利用非常重视，在此方面的投入也不断极大，同时还出台相关的优惠政策给予支持。在不断的探索与实践当中，我国风力发电技术也得以迅速提升，生成能力逐年加大。而且在风力发电科研攻关上的不懈努力，突破了很多技术难关。当前国内自主研发制造的风力发电设备市场前景广阔。自主风电设备的不断发展，对国内的风力发电技术与其发展规模起到了重要的促进作用。风力发电技术属于高科技、系统化、综合性的工程，风电机组控制系统的高速发展，对分离发电效率极其抗风险能力得到了进一步增强，使得风电质量得到了明显改善。现如今，世界主流风力发电技术已经在我国风力发电中普遍应用，同时还在积极研发更加新型，更加有效的风力发电新技术，以此来进一步提升风力发电的效率与质量。

窗体底端

二、风力发电的原理及设备组成   （一）风力发电的原理   风力发电的基本原理就是通过技术和设备，进行能量的转换。但是在具体的实际应用中，涉及众多复杂的技术和设备。首先，风能本身是自然界存在的动能，但是具有随机性和不稳定性，通过风力发电机组能够捕获自然界的风能，然后将其变成风力发电机组自身的机械能，在利用机械能带动发电机工作，实现电能的生产[1]。就目前我国的风力发电技术形式现状来看，风力发电设备能够利用风速三米每秒的微风进行发电，在世界风力发电领域属于先进水平。由于风力发电将自然风能转化为电能，不需要消耗原材料，不会产生环境污染，因此在世界能源占有非常重要的地位。   （二）风力发电设备的组成   风力发电需要不同装置的配合，主要为风轮、发电机和铁塔。不同部位在风力发电过程中发挥着不同的功能。风轮是风能捕获的主要装置，通过巨大的叶片能够将自然风的动能变成旋转的机械能。所以我们常见的风轮都是类似于风车的形状。为了更好的实现能量的转化，提供转化的效率，风轮的材质必须要轻，旋转时摩擦力要小。同时为了抵抗强大风力的作用，需要具备一定的强度和刚度[2]。除此之外，风轮的性状也决定了其工作的性能，符合力学特征的外形也是风轮研发制作的关键内容。目前风力发电机组的风轮制作的主要材质为符合材料，如碳纤维等，使其能够发挥出更好的能量转化效果。   其次，就是铁塔，铁塔是支撑风轮的结构。由于风力受到地面障碍物的影响，其能量会一定程度降低，因此铁塔通常会修建较高的高度，使风轮能够受到更强的风力推动。铁塔的修建高度通常与风轮的直径相关，需要支持风轮正常工作，常规高度一般在六米到二十米之间[3]。最后，作为核心部位的发电机是进行电能生产的杆件设备，发电机工作的原理就是将风力转化的机械能进行二次转化，利用机械能带动风力发电机旋转，产生电能。在转化过程中，由于风轮转速受风力影响，旋转速度无法满足发电要求，所以需要通过升速装置提高转速，使其进行均匀的旋转，推动发电机产生相对稳定的电流。发电机是风力发电机组中科技含量最高的部分，涉及到众多电气设备和机电原理，是风力发电的核心，也是研究的重点。

三、风力能源发电的优缺点 　　由于常规能源的趋于枯竭，所以风能等新型能源的利用越来越多，那么利用风能发电都存在什么优缺点呢？ 　　（一）优点： 　　1、相比较于常规能源，风能取之不尽，是可再生资源。所以利用风力发电可以大大节省对于常规资源的使用。同时，由于技术的不断进步，风力发电的效率正在逐步赶超常规能源发电，这使得对能源需求日益增加的经济社会可以更好更快的发展。 　　2、在过去，我们所使用的能源，例如煤炭，会对环境造成很大的污染：燃烧煤炭易造成温室效应，因为它燃烧的同时会释放二氧化碳；如果用到煤炭来发电，还会产生氮氧化物，加重酸雨现象；同时燃烧后的煤炭残留物若不合理处置，会造成土地污染。但是如果使用风力来发电则不会出现这些情况，风力能源属于清洁能源，不会对环境造成污染，所以相比常规能源有巨大的优越性。 　　3、相比于火力发电、核发电的的建设使用，风力发电厂的建设周期更短。同等情况下，火力发电厂从建设到投入使用需要几年的时间，核电更是需要十几年，而风力发电仅需要几个月的时间。 　　4、风力发电的建设规模更加灵活，可根据场地的资源情况选择合适的机型与装机容量，并且在陆地或者海上都可以建设，相比于其他方式更加简便。同时，风力能源发电运行和维护的成本更低。 　　5、发展前景大。相比于常规能源使用的几十年、上百年历史，新能源发电技术还是不够成熟，但是这也更加说明了这一新技术的发展前景无限广阔。 　　（二）缺点： 　　1、土地资源占用。风力发电想要产生更多的能源，就需要大量的土地来建设安装风力发电装置，所以对于土地资源的占用较大。 　　2、对于地理环境的要求大。风力发电设备的建设需选在地势开阔、障碍物较少或者地势高的地点，并且许多地方的风力不够稳定会导致能量大小不稳定。所以风力发电不是适用于任何地点，这是一个很大的限制。 　　3、噪音污染。在进行风力发电时会产生巨大的噪音，干扰人们日常生活、工作。所以在选址时，要选用空旷的地点来建设。 　　4、对于鸟类生存的干扰。以美国为例，当美国在堪萨斯州建设大量风力发电设备之后，当地的松鸡已经逐渐消失，虽然已经提出了“离岸发电”的解决方案，但是这会大大增加成本，所以这是一个值得各国思考的问题。 　　5、技术的不成熟。相比于常规能源使用，新能源风力发电的技术还远远不够成熟。虽然科研学家一直在不断努力研发新科技，但是仍有许多能源使用中的难题亟待解决。 　　结束语 　　对于风能资源的开发利用我们必须高度重视起来，我国虽然资源丰富，但是总会有枯竭的一天。如今的经济社会发展迅速，对于能源的需求日益增多，这也就更加要求我们要大力开发新型能源；同时，许多年来，煤炭等常规能源对于环境的污染已经引起人类的高度重视，为了生态环境的保护以及可持续发展理念，对于风能等新型能源的使用将会是未来最主要的一个趋势。 　　现如今，风力發电的技术还不够成熟，以及这种技术一些特殊的限制，从而导致了人类对于风能的使用还不够完善。基于这一点，世界各国政府应加大对于风能等新型能源的投入力度，一步步研发出更加优越、有效的新技术，为人类的发展与环境的保护提供更加良好的保障。 　

　参考文献： 　　[1]高敏.基于新能源发电风力发电技术的探讨[J].科技创新与应用，2018，30：137-138. 　　[2]严丹霖.中国风电产业政策测量及效应评价研究[D].中国地质大学，2016. 　　[3]蓝澜.新能源发电特性与经济性分析研究[D].华北电力大学，2014.