1.2風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)、現(xiàn)狀及趨勢(shì)ppt課件

1、,1.2 風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)、現(xiàn)狀及趨勢(shì),風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射熱引起的。,1,風(fēng)能利用已有數(shù)千年的歷史。在蒸汽機(jī)發(fā)明以前，風(fēng)帆和風(fēng)車是人類生產(chǎn)和生活的重要?jiǎng)恿ρb置。埃及波斯和中國(guó)。,2,3000年前的商代就出現(xiàn)了帆船，到唐代，風(fēng)帆船已廣泛用于江河運(yùn)輸。最輝煌的是明代，14世紀(jì)鄭和七下西洋，龐大的帆船隊(duì)功不可沒。明代以后，風(fēng)車廣泛應(yīng)用，沿海一帶主要用于帆船和風(fēng)力機(jī)提水灌溉，制鹽。,3,歐洲到中世紀(jì)才廣泛利用風(fēng)能，荷蘭人發(fā)明了風(fēng)車。18世紀(jì)荷蘭曾用近萬臺(tái)風(fēng)車排水，在低洼的海灘上圍海造田，成為風(fēng)車之國(guó)。,4,利 用 歷 史,風(fēng)能利用的歷史,隨著蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，以及煤，石油，天然氣的開采

2、，風(fēng)力機(jī)無法和蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī)等相競(jìng)爭(zhēng)，逐漸被淘汰。 到了19世紀(jì)末，開始利用風(fēng)力發(fā)電，特別是在20世紀(jì)70年代，利用風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的時(shí)代。,風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展,1973年石油危機(jī)以后，美國(guó)，西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家為了尋找替代化石燃料的能源，開始投入大量的經(jīng)費(fèi)，研制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并于20世紀(jì)80年代初開始建立示范風(fēng)電場(chǎng)，開始了并網(wǎng)發(fā)電的新時(shí)期。,風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展,1983-2004年世界風(fēng)電發(fā)展情況及2004年累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)最多的10個(gè)國(guó)家（萬千瓦）,中國(guó)的風(fēng)能資源分布,中國(guó)的風(fēng)能資源分布,1三北（東北、華北、西北）地區(qū)豐富帶，風(fēng)能功率密度在200300瓦/米2以上，有的可達(dá)500瓦/米2以

3、上，如阿拉山口、達(dá)坂城、輝騰錫勒、錫林浩特的灰騰梁等、可利用的小時(shí)數(shù)在5000小時(shí)以上，有的可達(dá)7000小時(shí)以上。這一風(fēng)能豐富帶的形成，主要是由于三北地區(qū)處于中高緯度的地理位置有關(guān)。 2沿海及其島嶼地豐富帶。年有效風(fēng)能功率密度在200瓦/米2以上，將風(fēng)能功率密度線平行于海岸線，沿海島嶼風(fēng)能功率密度在500瓦/米2以上如臺(tái)山、平潭、東山、南鹿、大陳、南澳、馬祖、馬公、東沙等?？衫眯r(shí)數(shù)約在7000-8000小時(shí)，這一地區(qū)特別是東南沿海，由海岸向內(nèi)陸是丘陵連綿，所以風(fēng)能豐富地區(qū)僅在海岸50km之內(nèi)，再向內(nèi)陸不但不是風(fēng)能豐富區(qū)，反而成為全國(guó)最小風(fēng)能區(qū)，風(fēng)能功率密度僅50瓦/米2左右，基本上是風(fēng)能不

4、能利用的地區(qū)。 3內(nèi)陸風(fēng)能豐富地區(qū)，在兩個(gè)風(fēng)能豐富帶之外，風(fēng)能功率密度一般在100w/m2以下，可以利用小時(shí)數(shù)3000小時(shí)以下。但是在一些地區(qū)由于湖泊和特殊地形的影響，風(fēng)能也較豐富，如鄱陽湖附近較周圍地區(qū)風(fēng)能就大，湖南衡山、安徽的黃山、云南太華山等也較平地風(fēng)能為大。但是這些只限于很小范圍之內(nèi)，不像兩大帶那樣大的面積，特別是三北地區(qū)面積更大。 青藏高原海拔4000m以上，這里的風(fēng)速比較大，但空氣密度小，如在4000m的空氣密度大致為地面的67%，也就是說，同樣是8m/s的風(fēng)速，在平原上風(fēng)能功率密度為313.6w/m2，而在4000m只為209.9w/m2，而這里年平風(fēng)速在35m/s，所以風(fēng)能仍屬

5、一般地區(qū)。,是可再生的清潔能源,1,建設(shè)周期短,2,投資規(guī)模靈活,3,發(fā)電方式多樣化,4,優(yōu) 點(diǎn),風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn),風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn),1.風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)不成熟。 目前國(guó)內(nèi)的風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)總量已經(jīng)達(dá)到了兆瓦級(jí)，但是國(guó)內(nèi)目前市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)化基本上沒有形成，我國(guó)對(duì)風(fēng)能資源的普查、評(píng)價(jià)、規(guī)劃管理嚴(yán)重滯后，資源分散，缺少整合。而且沒有形成全國(guó)統(tǒng)一的國(guó)家級(jí)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)研機(jī)機(jī)構(gòu)，缺少對(duì)產(chǎn)業(yè)資源的集中和整合。 風(fēng)電機(jī)組和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)備性能、效率以及技術(shù)工藝水平與歐洲相比存在很大差距。國(guó)產(chǎn)風(fēng)電關(guān)鍵部件，如蓄電池，國(guó)內(nèi)的蓄電池普遍存在的自行放電，極板硫化，極板活性物質(zhì)脫落，內(nèi)部短路等現(xiàn)象，造成風(fēng)能發(fā)電的效率大大降低。還有就

6、是液壓系統(tǒng)、聯(lián)合器、電控等構(gòu)件的可靠性差，技術(shù)不夠成熟，造成發(fā)電量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，風(fēng)機(jī)停機(jī)，等問題常有發(fā)生。從根本上解決風(fēng)能發(fā)電的技術(shù)問題是推廣風(fēng)能發(fā)電最重要的一環(huán)。,風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn),2.缺乏后期維修。 我國(guó)現(xiàn)有風(fēng)能發(fā)電(除臺(tái)灣地區(qū)外)新增安裝風(fēng)電機(jī)組13121臺(tái)，新增裝機(jī)容量23196MW，同比增長(zhǎng)44.2%;累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組76241臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)容量114609MW，同比增長(zhǎng)25.4%。但是在如此龐大的數(shù)據(jù)下，我國(guó)的技術(shù)維修人員卻極其匱乏，不少的風(fēng)能發(fā)電機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于設(shè)備老化，設(shè)備故障等原因，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以后就一直處于停滯狀體，不少風(fēng)能發(fā)電裝置廢棄損壞，造成風(fēng)能發(fā)電的發(fā)電量大大降

7、低，而且造成了資源的浪費(fèi)。,風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn),3.風(fēng)能發(fā)電性價(jià)比低。 由于風(fēng)能發(fā)電的技術(shù)和發(fā)電規(guī)模等原因，現(xiàn)金國(guó)內(nèi)的風(fēng)能發(fā)電單位kW造價(jià)高，火電平均4500元/kW，風(fēng)電平均每80009000元/kW，平均造價(jià)高于火電?；痣娖骄妰r(jià)0.36元/千瓦時(shí)，風(fēng)電平均電價(jià)為0.56元/千瓦時(shí)，在我國(guó)南方地區(qū)電價(jià)，還要略高于北方地區(qū)。影響電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電的積極性。,風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn),4.生態(tài)原因。 風(fēng)能發(fā)電雖然說是清潔能源，但是從實(shí)際情況上看，風(fēng)能發(fā)電存在許多生態(tài)上的問題。 a.噪聲污染。因?yàn)轱L(fēng)能發(fā)電機(jī)使用風(fēng)能發(fā)電機(jī)及其葉片在使用過程中會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，產(chǎn)生的噪聲，對(duì)人體的聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生損害，風(fēng)機(jī)方圓400m內(nèi)都不能有

8、民居。同時(shí)，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲還會(huì)對(duì)鳥類產(chǎn)生影響，造成附近鳥類大批量死亡等。 b.土地荒漠化。 風(fēng)能發(fā)電機(jī)因?yàn)橐３忠欢ǖ拈g距，所以不僅要占用大面積的土地，而 且，據(jù)調(diào)查顯示，風(fēng)能發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，低前方土地產(chǎn)生風(fēng)壓，將地表的植被吹起，造成地表土流失，沙漠化等環(huán)境問題。,風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)不成熟。,1,缺乏后期維修。,2,風(fēng)能發(fā)電性價(jià)比低。,3,生態(tài)原因。,4,缺 點(diǎn),風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn),國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀,首先，國(guó)產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)起步較晚，自主創(chuàng)新能力薄弱。1998年以前，我國(guó)基本上以進(jìn)口風(fēng)機(jī)為主，1998年以后國(guó)產(chǎn)化機(jī)組才有所增加，由1998年占總裝機(jī)容量的1.2%到2005年增加到26.4%。但是

9、，我國(guó)國(guó)產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組能夠批量生產(chǎn)的是定槳距的600kW、750kW的機(jī)組，該風(fēng)電機(jī)組是國(guó)外10年前的主流技術(shù)的產(chǎn)品。而同期國(guó)際上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的更新速度加快，幾乎每?jī)赡昃陀行聶C(jī)型問世。在短短幾年中就出現(xiàn)了1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0MW機(jī)型，大都為變速恒頻風(fēng)電機(jī)組和直接驅(qū)動(dòng)永磁式風(fēng)電機(jī)組。我國(guó)目前引進(jìn)國(guó)外1.0MW、1.2MW和1.5MW機(jī)組的有20多家公司，但是MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組的總體設(shè)計(jì)技術(shù)和重要部件的關(guān)鍵技術(shù)還沒有掌握，特別是自主創(chuàng)新能力薄弱，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電技術(shù)缺乏，關(guān)鍵技術(shù)受制于人。,國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀,其次，尚未形成完整的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈?？v觀風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)的

10、歐洲國(guó)家，無不擁有明確有效的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈需要在風(fēng)能資源調(diào)查、風(fēng)電規(guī)劃、風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目評(píng)估、風(fēng)電機(jī)組設(shè)備研發(fā)與檢測(cè)認(rèn)證、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)、風(fēng)電場(chǎng)性能評(píng)估、甚至風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)與轉(zhuǎn)讓等方面都建立合格的工作團(tuán)隊(duì)，并允許其均衡發(fā)展。國(guó)內(nèi)在2003年才將風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估和規(guī)劃、可行性研究等前期工作逐步規(guī)范，并根據(jù)一系列前期技術(shù)規(guī)定，規(guī)范了風(fēng)電開發(fā)的前期管理。但整個(gè)中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍面臨缺乏有效的機(jī)組檢測(cè)認(rèn)證、運(yùn)行評(píng)估與安全鑒定等一系列問題，并在一定程度上構(gòu)成了風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。,國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀,第三，缺乏持續(xù)穩(wěn)定的市場(chǎng)需求。造成市場(chǎng)容量小的原因，一是風(fēng)電電價(jià)較低。從20032005年三次招標(biāo)的電價(jià)

11、來看，無論是最低的0.382元/kWh，還是最高的0.519元/kWh，幾乎全都是以最低電價(jià)中標(biāo)，與目前成本對(duì)照，這些項(xiàng)目將面臨虧損的風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)低的投資回報(bào)率不僅影響項(xiàng)目工程質(zhì)量，也影響潛在投資者的積極性，更影響了地方經(jīng)濟(jì)和整個(gè)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。二是電網(wǎng)的制約?？稍偕茉捶m明確規(guī)定可再生能源發(fā)電就近上網(wǎng)，電網(wǎng)公司全額收購(gòu)。但在風(fēng)力資源好的地區(qū)，電力輸送難度大，電網(wǎng)不配套，不能裝機(jī)建設(shè)。有的裝機(jī)建設(shè)完成后，但配套電網(wǎng)工程滯后，不能按計(jì)劃發(fā)電。,國(guó)內(nèi)外風(fēng)電政策,（一）德國(guó) 德國(guó)是上世紀(jì)90年代以來世界上風(fēng)電發(fā)展最為迅猛的國(guó)家。其政府資助政策主要有三條：一是對(duì)設(shè)備制造商的補(bǔ)貼，政策規(guī)定對(duì)每臺(tái)機(jī)組

12、提供不超過5萬馬克（同時(shí)不超過機(jī)組價(jià)格的60%）的資金補(bǔ)貼。但必須只有當(dāng)機(jī)組賣給用戶并網(wǎng)發(fā)電后，制造商才能得到此項(xiàng)資助。另外，某些州還提供額外補(bǔ)貼，數(shù)額在機(jī)組價(jià)格的20%-45%。此外，一是制造商還最多可獲得裝備出口價(jià)格70%的信貸補(bǔ)貼。二是政府對(duì)風(fēng)力發(fā)電投資者進(jìn)行直接補(bǔ)貼。如選用每臺(tái)450-2000千瓦機(jī)組，則每千瓦補(bǔ)貼120美元，并提供優(yōu)惠的低息貸款。三是發(fā)電補(bǔ)貼，從1991年開始，對(duì)風(fēng)電上網(wǎng)提供每千瓦時(shí)電量給予0.06馬克的補(bǔ)貼。,國(guó)內(nèi)外風(fēng)電政策,（二）美國(guó) 美國(guó)主要是實(shí)施優(yōu)惠的稅收減免政策，優(yōu)惠電價(jià)，并推行“綠色電價(jià)”，撥?？钪С挚蒲泻椭圃靻挝贿M(jìn)行科學(xué)研究等。 （三）印度 印度是發(fā)展中

13、國(guó)家風(fēng)電發(fā)展最快的國(guó)家。政府提供10%-15%裝備投資補(bǔ)貼，用抵扣所得稅補(bǔ)貼開發(fā)商5年免稅。整機(jī)進(jìn)口關(guān)稅率25%，散件進(jìn)口為零稅率，有些邦還減免銷售稅。特設(shè)風(fēng)電最低保護(hù)價(jià)，一般為每千瓦時(shí)5.8-7.4美分。,國(guó)內(nèi)外風(fēng)電政策,（二）美國(guó) 美國(guó)主要是實(shí)施優(yōu)惠的稅收減免政策，優(yōu)惠電價(jià)，并推行“綠色電價(jià)”，撥?？钪С挚蒲泻椭圃靻挝贿M(jìn)行科學(xué)研究等。 （三）印度 印度是發(fā)展中國(guó)家風(fēng)電發(fā)展最快的國(guó)家。政府提供10%-15%裝備投資補(bǔ)貼，用抵扣所得稅補(bǔ)貼開發(fā)商5年免稅。整機(jī)進(jìn)口關(guān)稅率25%，散件進(jìn)口為零稅率，有些邦還減免銷售稅。特設(shè)風(fēng)電最低保護(hù)價(jià)，一般為每千瓦時(shí)5.8-7.4美分。,國(guó)內(nèi)外風(fēng)電政策,（四）中國(guó)

14、風(fēng)電政策 a)國(guó)務(wù)院電價(jià)改革方案：明確風(fēng)電不參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，電量由電網(wǎng)企業(yè)按政府定價(jià)或招標(biāo)價(jià)格優(yōu)先購(gòu)買。電力市場(chǎng)成熟時(shí)，由政府規(guī)定供電企業(yè)售電量中新能源和可再生能源電量的比例，建立專門的競(jìng)爭(zhēng)性新能源和可再生能源市場(chǎng)。 b)稅收優(yōu)惠：增值稅減半征收，由此，我國(guó)風(fēng)電電價(jià)平均將降0.050.06元，新建風(fēng)電場(chǎng)電價(jià)有望降至0.50元/kWoh以下。進(jìn)口關(guān)稅：設(shè)備暫按照5，零部件1%。征地：按照實(shí)際占用面積計(jì)征，即點(diǎn)征。這些將會(huì)對(duì)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。 c)風(fēng)電特許權(quán) 為促進(jìn)我國(guó)風(fēng)電發(fā)展，政府實(shí)施了風(fēng)電特許權(quán)示范項(xiàng)目。所謂特許權(quán)經(jīng)營(yíng)方式，是用特許權(quán)的方法開采國(guó)家所有的礦產(chǎn)資源或建設(shè)政府監(jiān)管的

15、公共基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，項(xiàng)目本身的商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)由企業(yè)承擔(dān)，政府承擔(dān)政策變動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。,風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),1 .單機(jī)容量增大 在過去的20年里，風(fēng)力發(fā)電機(jī)典型裝機(jī)容量已經(jīng)從50KW發(fā)展到1500KW。目前商業(yè)化機(jī)組的容量達(dá)到了3.6MW。REpower公司已經(jīng)開發(fā)出了5MW，葉輪直徑為126米的風(fēng)機(jī)。一些新的復(fù)合材料和新技術(shù)也應(yīng)用在大型風(fēng)機(jī)的制造中。 大型風(fēng)機(jī)更適合于濱海風(fēng)電場(chǎng)。在人口密集的國(guó)家，隨著陸地風(fēng)場(chǎng)的利用殆盡，濱海風(fēng)場(chǎng)在未來的風(fēng)能開發(fā)中將占越來越重要的份額。,GE 3.6MW風(fēng)機(jī),2. 塔架高度的提高 在地處平坦地帶的風(fēng)機(jī)，在50米高度捕捉的風(fēng)能要比30米高處多20% 3. 控制技術(shù)的發(fā)展，變頻恒頻成為主流 低速交流變頻發(fā)電機(jī)的研發(fā)與運(yùn)行無齒輪箱直接驅(qū)動(dòng)型發(fā)電機(jī)。該風(fēng)機(jī)采用了低速多極交流發(fā)電機(jī)，在葉輪和發(fā)電機(jī)之間不需要安裝增速箱。這種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外圓以及定子內(nèi)經(jīng)大大增加，軸向長(zhǎng)度則很短，呈圓環(huán)狀。系統(tǒng)采用IGBT變頻器。 該種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)： 由于不采用齒輪箱，減少了齒輪箱的傳動(dòng)損失和發(fā)生故障的概率；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和葉輪轉(zhuǎn)速相同且隨風(fēng)速變化，風(fēng)輪可轉(zhuǎn)換更多的風(fēng)能；總體重量減輕，所以風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)減輕，基礎(chǔ)費(fèi)用也可降低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也低。,風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),無變速箱風(fēng)機(jī),4 .海上風(fēng)力發(fā)電迅速發(fā)展