文档介绍：绪论
1课题的研究背景
1. 1. 1 当代能源危机问题
能源是人类文明发展的“血液”,同时也是一个国家发展的重要前提。自从200年以前工业革命开始到现在,全球的能源消耗就急速增长,能源已经成为制约经济发展的最大障碍。其中当代所面临的能源情况为:
能源资源
从资源上来说,资源总量小,约为世界的10%;人均水平低,为世界人均水平的40%;能源结构单一,主要来自化石燃料—煤、石油和然气;图1-1示出了我国和世界一次商品能源消费结构。
图1-1 我国和世界一次商品能源消费结构
截止到2006年底,探明总资源量为8230亿吨标准煤,探明剩余可采总储量1390亿吨标准煤;剩余可采储量的保证程度为煤炭80年、石油15年、天然气30年汾别为世界平均水平的1/2、1/3和1/2;资源中以煤为主,缺乏石油、天然气资源。如图1-2所示。
2) 人均能耗
人均能源消耗是衡量一个国家经济繁荣程度的晴雨表。我国目前的人均年消耗为1292公斤标准煤,为美国的10%,日本的22% , OECD国家的19%,世界平均水平的61%;要达到世界平均水平需要30亿吨,达到OECD国家平均水平需要85亿吨。
1. 1. 2 环境问题
近年来,环境污染相当严重,多人们带来了很大的影响。其中化石燃料的消耗给人类所造成的环境污染和安全问题已经成为社会的主要矛盾。化石燃料的燃烧除了煤炭产生的扬尘之外,还会释放C02, S02, NOx,和CO等。这些气体(酸雨和酸沉降)的排放,会导致全球气候变暖(温室效应)及煤烟型大气污染。主要依靠煤炭的发展中国家,
如中国、印度等的空气污染已相当严重,按目前污染排放推算,再过100年,人类将无法在地球生存。
1. 1. 3 新能源的开发与应用
面对能源的短缺和环境污染所产生的一系列问题,我们必须大力开发利用可再生能源资源。其中风能是世界上最具大规模应用潜力的可再生能源。我国蕴含着巨大的风能资源,特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和河西走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区,每年风速在3m/s以上的时间近4000小时左右,一些地区年平均风速可达6~7m/s以上,具有很高的开发利用价值。如图1-2所示为中国的风力资源分布情况,东南沿海属于中强压地带,石油、煤炭资源匿乏,而且高速的经济增长对电力的需求又很大,所以风能开发具有广阔的前景。北方从新疆通过甘肃到内蒙古,是中国风力资源最丰富的地区,而且这一地区的风速稳定,很少有紊流和咫风现象,人口稀少,地域平坦,适合发展大型风力发电厂,这一地区的风能储存量可以达到500万千瓦,,是目前中国电力消费量的60%左右。
图1-2 中国的风力资源分布
利用风能,不仅可以扩大能量来源、节约矿物资源,而且还有助于解决边远地区孤立用电者的需要,具有现实的社会和经济利益。风力发电作为一种新型的可再生的能源形式,是近期内技术成熟、环境友好,具有大规模发展潜力的可再生能源技术,在远期风能将成为世界上重要的补充能源。风力发电是世界范围内增长最快的一种能源形式,在世界各地正得到越来越广泛的应用。
2风力发电技术国内外研究发展现状
2. 1国外的发展现状
在一些发达国家,风力发电试验平台的建设已经到了一定的成熟阶段。欧、美己有多个风电公共平台, 例如欧洲风能研究院( NWTC、EAWE)、德国风能研究所(DEW I)等。
在德国,风能是居水力发电之后最重要的再生能源来源,%。目前,德国共拥有9400座风力发电机,总容量近6100兆瓦,占欧洲大陆风能发电总容量的50%,全球风能发电总量的三分之一。在未来10年里,%。联邦风能协会的估计更为乐观,认为风力发电在电力生产中所占的比例甚至可以提高到30% 。不过,这一切都取决开发风能发电的新领域—近海风力发电的努力是否成功。
美国是世界上最早重视风力发电的国家之一,1994年时装机容量(163万kW)就占当年全球风电装机容量的53%。虽然电力工业改组引起的混乱使美国1991-1996年的风电业没有太多增长,但随着电力工业改组的完成,到2000年时,每年至少可交付30万kW的风电机组产品,形成40亿美元的风机产业,风电平均价格将低于4min/kW。到2050年时,全美风力发电将占全国电力用量的10%
印度从20世纪90年代以后大力引进国外技术,并采取有力的政策措施促进风力发电的发展。1995年是其风电装机容量增长最快的一年,,, 19%,超过丹麦,成为世界第三个风力发电最多的国家。荷兰、英国等国的风电事业,也在迅速发展。
1. 2. 2国内的发展现状