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如何有效利用風能并做到風電的并網及消納

知識百科

“不必說文人墨客筆下“春風又綠江南岸”“柳絮池塘淡淡風”所呈現的充滿詩情畫意的風，單只講為人類傳遞信息的風箏、提供動力的風車和風帆，都是人類有效利用風的杰作 。 風能相對于傳統的化石能源，是一種清潔能源，利用風能的最好途徑就是將風能轉化為電能使用 。 本期，就和你講講風能的特點，以及人們是如何利用風能發電的 。
1、風是如何形成的?
風的能量主要來自于太陽能，太陽的輻射給地球上的空氣加熱時，地球大氣受熱并不均勻，溫度高的地方空氣上升，于是在地表形成了低壓;溫度低的地方空氣下降，在地表形成了高壓 。 高壓和低壓之間形成氣壓梯度，空氣從高壓區向低壓區流動，就形成了水平運動的風 。
2、風按照強度分類，可以分為哪幾級?
你一定在天氣預報中聽到過類似這樣的說法，“渤海風力6~7級轉4~5級” 。 這里所說的“級”就是按照強度對風的分類，稱為“蒲福風力等級” 。 它把風按照風速分為從0~12共13個等級，數字越高，風速越快，風中所攜帶的能量越大 。
為了方便記錄，人們還給這13個等級的風分別起了名字：0級為無風，1級為軟風，2級為輕風，3級為微風，4級為和風，5級為清風，6級為強風，7級為疾風，8級為大風，9級為烈風，10級為狂風，11級為暴風，12級為颶風 。
3、風能的特點是什么?
我們來看看風能的特點：首先，風能的蘊量巨大 。 太陽輻射到地球的能量中，有2%轉化為風能，這可是一個非常龐大的數字 。
地球上的風能約為27400億千瓦，其中可以利用的約200億千瓦，這個數量有多大呢?它是地球上可開發利用的水能總量的10倍!全世界每年燃燒煤炭得到的能量，還不到風能在同一時間內提供給地球能量的1% 。
風能最厲害的地方還不僅限于此 。 風能是可再生的，幾乎可以說是取之不盡、用之不竭的 。 另外，風能是清潔能源，現如今人們使用的風能利用技術不會造成空氣污染 。
然而有效地利用風能可并不簡單，擺在人們面前的困難重重 。
第一，風功率密度低，也就是說風能雖然大，但是很難集中利用 。 為什么說風能多，但不集中呢?如果我們利用化石能源，開采一個煤礦或者油田就行了;如果利用水能，在合適的地方修個水電站就可以了 。 風能四處皆是，很難把它們集中利用 。 因此需要選好風電場場址，形成規模化利用 。
第二，風能是不穩定的，一陣風大，一陣風小，幾乎沒什么規律，讓人很難掌控 。
第三，風能的分布很不均勻 。 要想利用好風能肯定需要很多技術手段 。

4、我國的風能主要分布在哪些地區?
度量一個地方風能資源是否豐富，我們常用“風功率密度”這個概念，它的單位是“瓦/平方米” 。
如果我們把風能資源的多少畫在中國地圖上，就會見到一個很有意思的畫面：西北、東北、華北、東南地區都是風能資源豐富的地方，中原地帶和西南、東南部分地區的風能資源貧乏 。
我國風能資源總的技術可開發利用量為7億~12億千瓦 。 蒙東、蒙西、新疆哈密、甘肅酒泉、河北壩上、吉林西部、江蘇沿海、山東沿海等地區是我國風能資源最豐富的地區，50米高度3級以上風能資源潛在開發量約18.5億千瓦，占全國陸上風能資源的77.7% 。
5、人們是如何利用風能發電的?
風力發電的基本原理簡單來說，就是將風的動能轉變為機械能，再將機械能轉變為電能 。
具體來說，就是風吹過風車槳葉時在槳葉正反面形成壓差，驅動風輪旋轉，將風的動能轉變為風輪的機械能 。 發電機在風輪的帶動下旋轉發電，將機械能轉變為電能 。 實現這一能量轉換的設備為風力發電機組 。
風力發電機組的功率是衡量風力發電機組發電能力的指標，功率越大，則發電能力越強 。 風電機組在達到額定功率之前，其輸出功率和風速的立方成正比，因此風速是風能資源的關鍵因素 。
但是，人們從風中提取的能量最多只能是它的59.6%，一般情況下要小于40% 。