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國家為什麼普及小型風力發電
國家為什麼普及小型風力發電
更新时间:2024-09-29 15:31:01

在上世紀70年代,人類遭遇了“石油危機”,不可再生資源逐漸滿足不了人類的需求,清潔能源重新回到了人類的視野當中,其中風力發電深受人們的歡迎,我國也非常注重這方面的發展,可在近幾年,不斷有科學家以及一些環保主義者,紛紛提出風力發電會帶來一定的危害,這是道聽途說,還是有具體事實依據呢?我國該繼續大力發展風力發電,還是聽從一些國外專家的建議呢?

國家為什麼普及小型風力發電(風力發電危害有多大)1

首先我們來了解一下目前我國的主要發電方式,我國主要有風力發電、火力發電、水力發電、太陽能發電等,目前我國電力的主要來源還是依靠火力發電,但在火力發電的過程中會釋放出大量的二氧化碳,對環境造成一定破壞。

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為了更好地保護環境,我國推出了許多新型發電方式,其中風力發電非常突出,我國的風力發電主要建設在一些沿海地區以及西北部,風是一種潛力非常大的新能源,曾被衆多國家所看好,據有關專家計算,地球上的風能儲備約為2.53億千瓦,要比地球上可開發利用的水能總量多10倍。

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作為一種前景十分廣闊的新能源,為什麼我國在大力建設,而有的國家卻在大力拆除呢?近幾年來歐美國家提出了風力發電對人類有一定的危害,面對這些問題,我國應該拆除風力發電還是繼續大力建設呢?

在了解這一問題之前,我們需要先了解一下風力發電的主要原理以及構造,通俗來講風力發電是把風産生的動能來轉化為機械動能,再由機械動能轉化為電力,風力帶動風車葉片旋轉,風車内部的增速機會使速度提升,從而促使發電機發電,根據風力發電技術,隻需要每秒三米的微風就可以帶動風力發電,在生成電之後,還需要通過變壓器來實現升壓,并網到國家電網,最後再輸送到各家各戶。

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在風電場當中主要由風力發電機組、輸變電壓線、升壓站等部分組成,而風力發電組基本構造是由葉輪機艙、齒輪箱、發電機等重要設備組成,風力發電在世界上很多國家形成了一種熱潮,主要是因為風力發電不會産生燃料問題,也不會對空氣産生污染。因為每個地區以及季節的不同,所産生的的風向和風力也有着較大的區别,想要風力發電最大化使用,就需要讓它永不停歇地轉動,所以在風力發電機選址時,需要選擇在一些風力比較大的盆地以及湖泊海洋進出口,應該盡量避開一些村莊以及國家資源類的礦區和保護地。

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為什麼當風速很大的時候,風機葉片轉動還是很慢?

其實這很好理解,風機葉片轉速慢與自身重量以及風速有着較大的關系,風機體型越大 葉片也會越長,重量越大轉速越慢,雖然有時候風速很快,但當風速超過風機規定速度時,風機就會停止工作,如果不停止工作,轉速非常快的話,離心力會大大增加,慣性作用使得風機自身不穩定,導緻葉片折斷,事實上,風力發電量并不取決于風機葉片旋轉的快慢,當葉片處在恒定轉速時,葉片的受力就會随之增加,功率也會增大,也就是說風機葉片越大,發電量就會越多。

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為什麼風力發電隻有3個葉片,而不是2個甚至5個?

簡單來說就是3個葉片能使風機達到一個平衡狀态,如果葉片數量太多,想要達到一個平衡是比較困難的,并且造價會增高,當風速在額定狀态下,發電功率和風輪掃掠面積是成正比的,所以既然增加200個葉片的風輪和1個葉片的風輪,所産生的功率是相同的。

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從圖片中我們可以看到,随着葉片的不斷增加,風能利用系數也相應在增加,在3片到5片的過程中,風能利用系數增加的幅度,相比1片到3片的幅度要小一些,根據成本計算來講,增加多個葉片是不切實際的。

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歐美國家為什麼提出風力發電危害大?有什麼依據?

在近幾年來,每年會有高達幾十萬隻鳥類死于風機葉輪,一些生态環保主義者認為是風力發電,加速了一些鳥類的死亡,所以他們非常抵制風力發電,風機之所以會導緻鳥類死去,是因為風機葉輪在轉動時會産生一定的噪音,在澳大利亞有人表示,自從附近安裝了風力發電之後經常夜不能眠,認為是風機發出的聲波影響到了睡眠質量,不過目前還沒有确切的結論來證實這一說法。

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風機還會驚擾到一些在低空飛行的鳥類,曾經美國堪薩斯州的松鳥就逐漸消失在風力發電之下,還有就是風電場所散發出的光源會吸引一些昆蟲聚集,尤其是一些夜間飛行的鳥類,不幸的鳥就會死在葉輪下,根據有關調查顯示,風電場周圍卻是不适合一些鳥類生活栖息,可能會對生态系統造成一定的影響,但一些要憑數據來說話,據了解,在美國平均每年會有10到44萬隻鳥類死于葉輪下,但是死于高樓撞擊鳥類卻高達5億多隻,人類活動中死亡的鳥類,隻有萬分之一的概率死于風機葉輪,所以說風力發電對鳥類産生的影響并沒有多麼嚴重。

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風力發電會對環境造成影響?

歐美國家表示風力發電會對氣候造成一定的影響,據哈佛大學有關研究者稱,風力發電場影響了氣候,随着風機持續旋轉,從而使上層高溫空氣和下層低溫空氣産生了替換,讓當地氣溫增高了0.5攝氏度,增加了溫室效應,他們還有另一種說法,表示風力發電利用了大氣中的風能,根據能量守恒定律,産生一種能量就會消耗掉另外一種能量,風能是氣候變化的重要因素,假如産生變化就會對氣候帶來比較嚴重的影響,但是抛開了作用去談危害,這就是在“耍流氓”,目前在全世界分布着很多大型風力發電場,但目前我們人類對風能開發是非常少的。

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在很多可再生能源中普遍存在着一個問題,那就是利用率低,大自然造就了可再生能源,也造就了可再生能源的間歇性和不确定性,再就是從電網控制角度來講,風力發電被稱為“垃圾電”, 之所以這樣,主要是因為風力發電相比其他方式來說,控制和運用起來更難。

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風力發電具有随機性、逆調峰性、建造成本較高等缺點,随機性顧名思義,就是風不受人類的控制,風力忽大忽小,這就導緻有時候風力發電起不到作用,電力輸出不具固定性,逆調峰性簡單來說,就是在電網需要大量用電的時候,風機發電量會很少,有時候電網會達到電力飽和的狀态,風機又會提供大量的電力,如果在某一時間段内,電網在飽和狀态下有大量電力進入,會加大電網的承受壓力,嚴重可能會導緻整個電網短時間癱瘓。電網一旦癱瘓,所産生的的後果是不可預計的,一般的小型風力發電機還需要配備蓄電池組,所以這會提高一定的建造費用,後期維護保養也要考慮蓄電池組的問題,會大大提高自身的成本,

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因為上述的種種原因,導緻一些不依靠風力作為主要發電方式的歐美國家紛紛抵制,大力拆除原先建設的風力發電設備,但像一些風力發電占比較大的國家,例如英國,在英國當地風力發電占比超過了10%,雖然他們也在拆除風力發電,但并不是大規模的,大規模拆除可能會對社會産生一定的影響,我國風力發電占比并不大,僅為5.6%,火力發電仍舊是主流,占比為70.5%。

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目前風力發電面臨着兩個主要的問題

第一是風機的并網技術有待提升

第二是在進行大規模并網之後的電量消納問題

雖然曾經面臨種種技術障礙,但就目前國情來看,風力發電是必不可少的,我國之所以力推風力發電,因為在我國西北地區有着地形複雜、海拔較高、風力資源豐富,以及電力資源不充足的情況,假如在西北地區發展火力發電,前期資金投入相對比較大,并且後期維護成本也高,所以在西北地區,利用可再生清潔能源發電在一些方面來講是可行的。

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德國的風力發電一直走在世界的前列,有相關數據顯示,在2019年全年,德國發電總量為5156億千瓦時,其中風電占據了總發電量的24.67%,相比其他國家來說占比較大,作為熱衷于可再生清潔能源的德國,他們曾經計劃2030年以前,在全國實現65%以上的清潔能源供電,但很多學者以及民衆對此表示反對,這也導緻德國可再生清潔能源發電量銳減,德國風電消納比例高,主要是因為他們是以分散式并網為主,而我們目前是以集中式并網為主。

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目前我國也有着一些風機拆除計劃,但大多數是出于保護自然環境以及拆除舊設備為主,但從實際情況來講,我國總的風機數量是在不斷增加的,雖然風力發電具有一定的短闆,但我們不能因為它的短闆就否定了它所産生的價值,相信在未來,關于可再生清潔能源會有更加安全可靠的技術出現,到那時将會面臨傳統發電方式大換血。

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