新能源發(fā)電下風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;可再生能源;探討

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，人類對(duì)于能源的需求日益增多，依賴程度也越來越大。但是以往的常規(guī)能源，如煤炭、礦石等都屬于不可再生資源，數(shù)量有限。并且由于近年來的過度開采，這些資源已經(jīng)趨于枯竭，同時(shí)，這些常規(guī)能源對(duì)于環(huán)境的污染是非常大的。所以人類為了可持續(xù)發(fā)展以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)，開始追求更為環(huán)保有效的可再生資源，風(fēng)能就是其中重要的一種。

一、我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

風(fēng)能等新型能源的發(fā)展與市場(chǎng)需求、國(guó)家政策支持以及技術(shù)水平的提高是密切相關(guān)的。在我國(guó)，政府對(duì)于風(fēng)力能源的開發(fā)十分重視，不斷加大對(duì)風(fēng)能開發(fā)的投入力度，包括資金、政策。經(jīng)過多年的投入積累，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展，生產(chǎn)水平不斷提高。加上我國(guó)科研學(xué)家的不懈努力，我國(guó)在攻克風(fēng)力發(fā)電的眾多難關(guān)中也取得了優(yōu)異的成績(jī)。中國(guó)自主研發(fā)制造的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備已經(jīng)逐漸有了廣闊的市場(chǎng)，設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化也直接帶動(dòng)了我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以及模式生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的高速發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)高科技的、系統(tǒng)的、綜合性的工程，先進(jìn)的風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)可以大幅度提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的效率與抗風(fēng)險(xiǎn)能力，并且明顯改善風(fēng)電質(zhì)量。目前，我國(guó)采用的是世界上最主流的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，并且還在不斷研發(fā)更新型、更有效的新技術(shù)，以此來進(jìn)一步提升風(fēng)力發(fā)電的效率與質(zhì)量。

二、風(fēng)力發(fā)電的原理及類型

風(fēng)力發(fā)電所獲得的電力，是通過風(fēng)輪以及發(fā)電機(jī)將風(fēng)能經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化最終得來的，這就是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的工作原理。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型也有多樣，最主要的有兩種：

（一）水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸與氣流方向平行的被稱為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)也分為兩種類型，一為阻力型，二為升力型。阻力型的風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度慢，而升力型的則較快，所以升力型水平軸風(fēng)電機(jī)的使用情況更多。同時(shí)，根據(jù)葉片等裝置的安裝位置的不同，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)又分為兩種類型：一種是將葉片等裝置安裝在塔架后面的下風(fēng)向風(fēng)電機(jī);另一種就是與它相反將葉片等裝置安裝在塔架前面的上風(fēng)向風(fēng)電機(jī)。同時(shí)，為了促使風(fēng)輪迎風(fēng)，后者還需要安裝調(diào)向裝置，前者則不需要。

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)越點(diǎn)在于，可以使空氣中的氣流速度變快且更加集中，從而對(duì)于風(fēng)力能源的收集與使用效率更高;工藝成熟，所以對(duì)于風(fēng)能的利用率更高;不易失速;不足之處就在于：維修不便、噪音較大、塔架工藝復(fù)雜等。

（二）垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

垂直軸風(fēng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸不同于平行軸風(fēng)電機(jī)，它是垂直于空氣中氣流或是地面方向的，葉片類似于飛機(jī)尾翼，從而使得效果更加穩(wěn)定。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)可分為兩種類型，一是阻力型風(fēng)電機(jī)，二是升力型風(fēng)電機(jī)。前者是利用發(fā)電機(jī)葉片被氣流穿過時(shí)產(chǎn)生的阻力作為工作動(dòng)力，而后者則恰恰相反，是利用升力作為工作動(dòng)力。在大部分情況下，升力型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比于阻力型的效率會(huì)更高，這是由于葉片在工作過程中，升力會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，阻力卻會(huì)減小。

垂直軸風(fēng)電機(jī)相比于水平軸風(fēng)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于發(fā)電機(jī)等裝置安裝在地上，所以維修和維護(hù)更加簡(jiǎn)便;垂直軸風(fēng)電機(jī)可以接受任何方向的風(fēng)，所以無需在風(fēng)向改變的情況下重新對(duì)風(fēng);并且垂直軸型相比于水平軸型結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，同時(shí)還減少了噪音的產(chǎn)生。

三、風(fēng)力能源發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)：1、相比較于常規(guī)能源，風(fēng)能取之不盡，是可再生資源。所以利用風(fēng)力發(fā)電可以大大節(jié)省對(duì)于常規(guī)資源的使用。同時(shí)，由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電的效率正在逐步趕超常規(guī)能源發(fā)電，這使得對(duì)能源需求日益增加的經(jīng)濟(jì)社會(huì)可以更好更快的發(fā)展。2、在過去，我們所使用的能源，例如煤炭，會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染：燃燒煤炭易造成溫室效應(yīng)，因?yàn)樗紵耐瑫r(shí)會(huì)釋放二氧化碳;如果用到煤炭來發(fā)電，還會(huì)產(chǎn)生氮氧化物，加重酸雨現(xiàn)象;同時(shí)燃燒后的煤炭殘留物若不合理處置，會(huì)造成土地污染。但是如果使用風(fēng)力來發(fā)電則不會(huì)出現(xiàn)這些情況，風(fēng)力能源屬于清潔能源，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，所以相比常規(guī)能源有巨大的優(yōu)越性。3、相比于火力發(fā)電、核發(fā)電的的建設(shè)使用，風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)周期更短。同等情況下，火力發(fā)電廠從建設(shè)到投入使用需要幾年的時(shí)間，核電更是需要十幾年，而風(fēng)力發(fā)電僅需要幾個(gè)月的時(shí)間。4、風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)規(guī)模更加靈活，可根據(jù)場(chǎng)地的資源情況選擇合適的機(jī)型與裝機(jī)容量，并且在陸地或者海上都可以建設(shè)，相比于其他方式更加簡(jiǎn)便。同時(shí)，風(fēng)力能源發(fā)電運(yùn)行和維護(hù)的成本更低。5、發(fā)展前景大。相比于常規(guī)能源使用的幾十年、上百年歷史，新能源發(fā)電技術(shù)還是不夠成熟，但是這也更加說明了這一新技術(shù)的發(fā)展前景無限廣闊。

（二）缺點(diǎn)：

1、土地資源占用。風(fēng)力發(fā)電想要產(chǎn)生更多的能源，就需要大量的土地來建設(shè)安裝風(fēng)力發(fā)電裝置，所以對(duì)于土地資源的占用較大。2、對(duì)于地理環(huán)境的要求大。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的建設(shè)需選在地勢(shì)開闊、障礙物較少或者地勢(shì)高的地點(diǎn)，并且許多地方的風(fēng)力不夠穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致能量大小不穩(wěn)定。所以風(fēng)力發(fā)電不是適用于任何地點(diǎn)，這是一個(gè)很大的限制。3、噪音污染。在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音，干擾人們?nèi)粘Ｉ?、工作。所以在選址時(shí)，要選用空曠的地點(diǎn)來建設(shè)。4、對(duì)于鳥類生存的干擾。以美國(guó)為例，當(dāng)美國(guó)在堪薩斯州建設(shè)大量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之后，當(dāng)?shù)氐乃呻u已經(jīng)逐漸消失，雖然已經(jīng)提出了“離岸發(fā)