風(fēng)力發(fā)電機(jī)選址綜述

風(fēng)能發(fā)電場建設(shè)與氣象條件和地形地貌的研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)選址的步驟風(fēng)力發(fā)電場選的好壞直接影響到風(fēng)力發(fā)電結(jié)果的關(guān)鍵。風(fēng)能的供應(yīng)受著多種因素支配，特別是大氣候及地形和海陸的影響。由于風(fēng)能在空分布上分布是分散的，在時間分布上有不穩(wěn)定和不連續(xù)的特點。所以在選址前，首先應(yīng)選擇有利的地形地貌，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀筚Y料進(jìn)行分析、判斷，篩選出最適合建設(shè)風(fēng)場的地點，確定地點后，安裝監(jiān)測風(fēng)能數(shù)據(jù)的測風(fēng)塔，再進(jìn)行短期的測風(fēng)觀測，一般觀測時間為1年，為風(fēng)力發(fā)電場的選址提供可靠的數(shù)據(jù)資料。根據(jù)獲得的氣象資料，并給合人文、環(huán)境、自然、電網(wǎng)、交通、居民 等因素進(jìn)行社會和經(jīng)濟(jì)等相關(guān)性的綜合計算、分析評估，最后確定最佳風(fēng)力發(fā)電場的地址。選址一般分預(yù)選和定點兩個步驟。預(yù)選是從10X104KM2大面積上進(jìn)行分析，篩出1X104KM2較合適的中尺度區(qū)域，再進(jìn)行考察選出100KM2的小尺度區(qū)域，該區(qū)域的選擇，應(yīng)滿足根據(jù)經(jīng)驗判斷是可以利用的，具有一定的可用面積。然后收集氣象資料，并設(shè)幾個點觀測風(fēng)速。定點是在風(fēng)速資料觀測的基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)能潛力的估計，作出可行性的評價，最后確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最佳位置。選址的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從風(fēng)能資源豐富、容量系數(shù)較大、風(fēng)向穩(wěn)定、風(fēng)速年變化較小、氣象災(zāi)害較少和湍流強(qiáng)度較少等地區(qū)進(jìn)行，從而才能達(dá)到理想效果。知道了以上這些，便可根據(jù)風(fēng)力發(fā)電場選址的技術(shù)原則粗略地定點，然后分析地形特點，充分利用有處于加大風(fēng)速的地形，再來確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝位置。首先確定盛行風(fēng)方，地形分類可以分為平坦地形和復(fù)雜地形。在平坦地形中，主要是地面粗糙的影響；復(fù)雜地形除了地面粗糙度外，還要考慮地形特征。風(fēng)力發(fā)電機(jī)選址的要求在獨立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝地點會受到許多客觀條件的限制，致使選址范圍較窄。盡管如此，也要在可供選擇地點的基礎(chǔ)上，對其氣象、地形等因素進(jìn)行充分的分析研究。一般情況下，當(dāng)年平均風(fēng)速大于5米/秒，這一地區(qū)就具備風(fēng)力發(fā)電條件。通過考察評比選擇相對合適的地方進(jìn)行測評，在測評地點應(yīng)安裝監(jiān)測風(fēng)能數(shù)據(jù)的測風(fēng)塔，監(jiān)測至少一年周期，為風(fēng)力發(fā)電場的選址提供可靠的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。一、安裝地點的氣象因素眾所周知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能有效地將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，而一年中發(fā)電量的大小直接取決于安裝地點的風(fēng)況。戶用型獨立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)選擇的機(jī)組容量通常在 100—500w（瓦），村落型機(jī)組容量約為幾十kw（千瓦）。用戶希望機(jī)組一年中有較長的發(fā)電時間，以便盡可能保證連續(xù)供電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝地點要考察的氣象因素主要包括：年平均風(fēng)速根據(jù)實踐經(jīng)驗和對宏觀風(fēng)速資料的分析研究，戶用型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝地點的年平均風(fēng)速不宜低于3.5m/s，村落型機(jī)組安裝地點的年平均風(fēng)速應(yīng)在5—5.5m/s以上。如果滿足年平均風(fēng)速的基本條件，就能保證當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力發(fā)電具有一定的經(jīng)濟(jì)性。風(fēng)速頻率分布曲線如果當(dāng)?shù)仫L(fēng)況是一條比較平緩的風(fēng)速頻率分布曲線，說明當(dāng)?shù)卦谝荒曛酗L(fēng)速的日變化、月變化都相對較小，有效風(fēng)速小時數(shù)較長，從而使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的變化較小，有利于用戶對電能的充分利用，并將減少蓄電池的儲能容量。無強(qiáng)烈的旋風(fēng)和切變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最容易遭受強(qiáng)烈旋風(fēng)和切變風(fēng)速的破壞。風(fēng)速與風(fēng)向的劇烈變化，不僅使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不能穩(wěn)定運行，發(fā)電量忽高忽低，忽有忽無，而且會使機(jī)組葉片承受強(qiáng)烈的振動和應(yīng)力，輕則極大地降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用壽命，重則會使機(jī)組毀壞。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)避開存在這種風(fēng)況的地點。要考慮沙塵暴以及低溫冰雪的影響沙塵暴會使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的表面受到傷害，而且不光滑，大大降低其氣動效率，使發(fā)電量減少。大雪和冰凍都有可能影響葉片和機(jī)械部件的正常運行，安裝地點應(yīng)盡量避開這些可能發(fā)生自然災(zāi)害的地方。二、安裝地點的地形條件不同的地形、地貌會影響風(fēng)的正常流動，有的將使風(fēng)加速，減速甚至轉(zhuǎn)向，從而波及到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運行和使用壽命。平坦地形風(fēng)速在平坦地形不易發(fā)生突變，風(fēng)向也會較為穩(wěn)定。這種地形條件是安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的良好位置。復(fù)雜地形復(fù)雜地形包括山丘、山脊、山谷、隘口等等，在這些地方，局部的風(fēng)速與風(fēng)向有時會發(fā)生劇烈的變化。對于山丘、山脊等隆升型地形，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)安裝在方向的高處，但是要避免靠近山崖。隘口等低凹地形往往會發(fā)生狹窄向風(fēng)的加速，而其他方向的風(fēng)速遭阻擋，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在狹窄處可以獲得較好的風(fēng)能。地表粗糙度地表粗糙度不同，風(fēng)與地面的摩擦系數(shù)也會不同，因而，風(fēng)速的高程廓線也會發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)盡量避免安裝在高草地、灌木叢或莊稼地附近。房屋附