在全球生態(tài)環(huán)境惡化和傳統(tǒng)化石能源緊缺的雙重壓力下,尋找并使用環(huán)境友好的替代能源已日趨迫切。在可再生能源領(lǐng)域,風(fēng)力發(fā)電因技術(shù)相對成熟、最具大規(guī)模商業(yè)開發(fā)條件、成本相對較低而受到各國重視。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),很多國家構(gòu)建了一系列有利于風(fēng)電發(fā)展的政策體系,并大規(guī)模開發(fā)利用風(fēng)電,取得了巨大成就。有統(tǒng)計(jì)顯示,2011年全球風(fēng)電領(lǐng)域投資達(dá)749億美元,累計(jì)裝機(jī)容量237.7GW,年發(fā)電量4739億kW.h,就業(yè)人數(shù)達(dá)到67萬人,幫助C02減排2.8億t。風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展在減緩全球變暖、降低污染排放、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)社會(huì)就業(yè)等方面作出了巨大貢獻(xiàn)。
作為全球最大的新興經(jīng)濟(jì)體之一,中國已展現(xiàn)出積極應(yīng)對氣候變化、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長的堅(jiān)定決心,并在“十二五”規(guī)劃中確立了減少對化石能源的依賴、降低能源消耗和減少二氧化碳排放等多個(gè)頗具雄心的戰(zhàn)略目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),在可再生能源領(lǐng)域內(nèi),風(fēng)能的開發(fā)利用無疑是最重要的力量。
2005年,隨著《中華人民共和國可再生能源法》的頒布,以及“2020年非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比例達(dá)15%左右”“單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降40%~45%”兩個(gè)目標(biāo)的確定,中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,并連續(xù)多年保持快速增長。短短數(shù)年時(shí)間內(nèi),中國風(fēng)電取得了世人矚目的成績,風(fēng)電新增和累計(jì)裝機(jī)容量雙居全球第一,一個(gè)涵蓋風(fēng)電開發(fā)建設(shè)、設(shè)備制造、技術(shù)研發(fā)、檢測認(rèn)證、配套服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈己建立完善,中國正式步入世界風(fēng)電大國行列。
基于能源“十二五”規(guī)劃中明確提出的風(fēng)電發(fā)展目標(biāo),本書對風(fēng)能開發(fā)利用進(jìn)行了系統(tǒng)和全面的介紹。
序言
前言
編寫說明
第1章 概述
1.1 風(fēng)能開發(fā)利用的歷史
1.1.1 人類早期的風(fēng)能利用
1.1.2 風(fēng)力發(fā)電利用歷史
1.2 全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.3 全球風(fēng)電發(fā)展趨勢
第2章 風(fēng)電開發(fā)與經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益
2.1 風(fēng)電開發(fā)與能源安全
2.1.1 全球面臨的能源安全問題
2.1.2 風(fēng)電與其他能源的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比
2.1.3 風(fēng)電成為主流電源
2.2 風(fēng)電開發(fā)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)
2.2.1 風(fēng)電開發(fā)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)
2.2.2 風(fēng)電開發(fā)對就業(yè)的貢獻(xiàn)
2.2.3 風(fēng)電開發(fā)對其他經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的貢獻(xiàn)
2.3 風(fēng)電開發(fā)與環(huán)境保護(hù)
2.3.1 減少常規(guī)能源開發(fā)帶來的環(huán)境影響
2.3.2 風(fēng)電開發(fā)與溫室氣體減排
2.3.3 風(fēng)電開發(fā)與環(huán)境保護(hù)
第3章 風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)知識(shí)
3.1 風(fēng)與風(fēng)能資源
3.1.1 風(fēng)的形成
3.1.2 風(fēng)特性及其測量
3.1.3 風(fēng)能資源及其評估
3.1.4 全球風(fēng)能資源概況
3.1.5 我國風(fēng)能資源概況
3.2 風(fēng)電設(shè)備
3.2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的種類與特征
3.2.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總體設(shè)計(jì)和布局
3.2.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3.2.4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組部件
3.2.5 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)
3.2.6 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展趨勢
3.3 風(fēng)電場開發(fā)
3.3.1 風(fēng)電場開發(fā)前期工作
3.3.2 風(fēng)電場選址、設(shè)計(jì)及施工
3.3.3 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.4 風(fēng)電場運(yùn)行管理和維護(hù)
3.3.5 風(fēng)電場項(xiàng)目評估
3.3.6 海上風(fēng)電開發(fā)
3.3.7 風(fēng)電場開發(fā)及技術(shù)發(fā)展趨勢
第4章 風(fēng)電與電力系統(tǒng)
4.1 風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)
4.2 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)
4.3 風(fēng)電與電力接入系統(tǒng)
4.3.1 歐洲、美國風(fēng)電并網(wǎng)現(xiàn)狀及管理經(jīng)驗(yàn)
4.3.2 我國部分地區(qū)的高比例風(fēng)電接入電網(wǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)
4.3.3 非并網(wǎng)風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)
4.4 風(fēng)電與電力體制改革
4.4.1 風(fēng)電并網(wǎng)面臨的主要問題
……
第5章 風(fēng)電開發(fā)國際經(jīng)驗(yàn)
第6章 我國風(fēng)電開發(fā)現(xiàn)狀及未來發(fā)展戰(zhàn)略
第7章 我國未來風(fēng)電開發(fā)路線圖
參考文獻(xiàn)
。2)大型和中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組國際上通常按照機(jī)組容量將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分為大型(1MW以上)、中型(100kW~1MW)和小型(1~100kW)。我國將容量小于lkW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組列為微型。
小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以獨(dú)立應(yīng)用,也可以用于并網(wǎng)發(fā)電。我國市場上應(yīng)用較多的是功率在幾百瓦到幾千瓦的小型和微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,機(jī)組不與大電網(wǎng)連接,而是直接連接到負(fù)載,通常與儲(chǔ)能設(shè)備(如蓄電池)配合使用,主要安裝在沒有電網(wǎng)的區(qū)域?yàn)榫用裉峁┥钣秒,目前在城市路燈、景觀照明等方面也有較多應(yīng)用。
中型和大型機(jī)組主要用于并網(wǎng)發(fā)電,可以單臺(tái)獨(dú)立與電網(wǎng)連接,也可以由數(shù)臺(tái)、數(shù)十臺(tái)乃至上百臺(tái)機(jī)組形成風(fēng)電場通過升壓站與電網(wǎng)連接,作為電網(wǎng)的一種電源為電網(wǎng)輸送電力,是當(dāng)前風(fēng)能利用的主要形式。當(dāng)前陸上風(fēng)電機(jī)組市場主流機(jī)型都是功率在1MW以上的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,但是1MW以下的機(jī)組還有一定市場份額和保有量。海上風(fēng)電機(jī)組主流機(jī)型功率在3~6MW之間。
。3)定槳恒速型與變槳變速型大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照功率控制方式不同可分為定槳恒速型和變槳變速型兩類。
1)定槳恒速型。一般稱為失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,發(fā)電機(jī)恒速運(yùn)行,其風(fēng)輪葉片直接與輪轂固定,槳距角固定不變,在功率控制上利用葉片失速技術(shù)。其原理是:葉片翼型的升力系數(shù)在一定范圍內(nèi)與攻角成正比,當(dāng)風(fēng)速增大時(shí),葉片的攻角隨之增大,當(dāng)達(dá)到一定程度后,氣流開始分離,它們不再保持正比關(guān)系,升力系數(shù)下降,阻力系數(shù)增加,稱之為失速。設(shè)計(jì)時(shí)使葉片在超過額定風(fēng)速后產(chǎn)生失速,將功率保持在額定值附近。此類機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,可靠性高;缺點(diǎn)是風(fēng)能利用系數(shù)低,葉片上裝有空氣動(dòng)力制動(dòng)裝置使葉片質(zhì)量增加,需要較大的安全系數(shù)。兆瓦級(jí)以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本不再采用葉片失速技術(shù)。
2)變槳變速型。變槳變速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要特點(diǎn)是采用變速發(fā)電機(jī)(如雙饋異步發(fā)電機(jī)或同步發(fā)電機(jī))和變槳系統(tǒng)來控制功率輸出。在低于額定風(fēng)速時(shí),通過變流器來控制發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化以獲得最佳葉尖速比,使風(fēng)能利用系數(shù)最高;當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí),即輸出功率超過額定功率時(shí),通過變槳系統(tǒng)調(diào)整葉片槳距角,將發(fā)電機(jī)的輸出功率限制在額定值附近。
……