风力发电商业分析论文范文第1篇
【摘 要】与水平轴风力发电机组相比，垂直轴风力发电机组在叶片设计方法、安全性、环境保护、发电效率、经济效益、结构、维护等方面具有系列优点。技术因素和经济因素是制约垂直轴风力发电机组发展的两大因素。基于广阔的市场空间和已经取得的技术进步，在政策引导和经济杠杆的积极推动下，垂直轴风力发电机组将呈现广阔的发展前景。
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【关键词】垂直轴风力发电机组;优点;影响因素;发展前景
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1 引言
风轮的旋转轴垂直于地面或者来流方向的风力发电机组称为垂直轴风力发电机组。其主要的特征是旋转轴垂直于地面，风轮旋转平面与风向平行。由于一定的经济与技术原因，目前国内风电场所使用的大型风力发电机组中，绝大部分是水平轴风力发电机组。随着风能开发力度的不断加大，垂直轴风力发电机组相关技术研发及其应用正日益受到重视，成为风电装备制造领域和风电开发应用的重点课题。
2 与水平轴风力发电机组相比，垂直轴风力发电机组具有系列优点
2.1 支撑叶片设计的方法相对科学
目前，支撑水平轴风力发电机组叶片设计的主要是动量-叶素理论，Glauert法和Wilson法是其常用的方法。但由于叶素理论忽略了各叶素间的流动干扰，在应用相关理论设计叶片时，忽略了翼型的阻力，导致计算结果不准确，虽然这种简化对于叶片外形设计影响较小，但对风轮风能利用率的影响却比较大。同时，由于风轮各叶片之间的干扰非常强烈，整个气流较复杂，如果只依靠叶素理论，很难获得精确的結果。
随着计算流体动力学（CFD）的技术快速发展，目前的CFD技术完全能够在计算机上模拟复杂外形下的复杂流动，如叶片的激波运动和强度、流动的分离、表面压力分布、涡的生成与传播、受力大小以及力的变化等，都可以通过计算机运算并形象地在屏幕上显示出来。运用CFD方法设计垂直轴风力发电机组的叶片，其精度远比叶素理论高得多;同时，在CFD技术的实际应用方面，对Darrieus式H风轮，叶片的每个截面都相同，这样就可以简化为二维模型，使计算网格数大大下降。
2.2 安全性较高
①安全性。根据空气动力学及工作原理，垂直轴风力发电机组可分为阻力型和升力型两类。阻力型主要是利用空气流过叶片时所产生的阻力作为驱动力，而升力型则是利用空气流过叶片时所产生的升力作为驱动力。垂直轴风力发电机组的叶片有Φ式、H式、S式、平板摆转式、风杯式等，相比于水平轴风力发电机组的三叶片，垂直轴风力发电机组的叶片有良好的气动外形，轻便灵活、安全稳定，主要受力点集中于轮毂，因此，叶片不容易脱落、断裂和飞出。②抗风能力。垂直轴风力发电机组采用了水平旋转和三角形双支点设计原理，使其减小受风的压力，有的可以抵抗45m/s的强台风。③制动装置。为了抵御强台风，风力发电机需要具备制动刹车功能。垂直轴风力发电机组配置机械手动及电子自动制动两种制动装置，能有效地降低风机在强风速时的振动，提高安全性和可靠性。
2.3 更环保
随着越来越多的大型风电场的建立，一些由风力发电机组引发的环保问题也逐渐凸显出来，包括噪声和对当地生态环境的负面影响，但垂直轴风力发电机组在这方面表现相对较佳。
①噪声。垂直轴风力发动机组的叶片应用CFD技术设计以及采用了水平面旋转的方法，能使噪声降低到在自然环境下监测不到的程度。②对当地生态环境影响。水平轴风轮的叶尖速比一般为5～7，在这样的高速下，叶片切割气流将会产生很大的气动噪声，这将导致很多鸟类难以生存，民居、城市公共设施等成为风电布局的禁区。而垂直轴风轮的叶尖速比则比水平轴的小得多，一般是在1.5～2，基本上不产生气动噪声，达到了静音的效果，完全可以避免上述问题的出现。
2.4 发电效率和经济效益更高
①回转半径更小，发电特性较佳。得益于垂直轴风力发电机组的设计结构和运转原理，在保持相同功率的情况下，其回转半径可以做到更小，既节省空间，又提高了效率。相关的风洞实验表明，Darrieus式H型风轮机的起动风速只需2m/s即可，远低于水平轴风力发电机组的起动风速。另外，垂直轴风力机发电功率曲线上升幅度较平缓，在5～8m/s风速范围内，其发电量比其他类型的风力发电机组高10%～30%。
②利用风速范围较宽，风能利用率较高。垂直轴风力发电机组采用了特殊的控制原理，把适合运行的风速范围扩大到2.5～25m/s，使它在最大限度利用风力资源的同时，获得更大的发电总量，提高了风电设备的经济效益。中国空气动力研究与发展中心曾做过相关的风洞实验，实测小型水平轴风力发电机组利用率为23%～29%。而通过CFD模拟的结果来看，垂直轴风轮的风能利用率比水平轴的高，国外有机构通过实验也表明，垂直轴风轮机的风能利用率在40%以上。
2.5 结构更合理，维护更方便
①疲劳寿命长。水平轴风力发电机组的叶片具有展向长、弦向短的特点，在旋转过程中，受到气动力、惯性力、弹性力和重力等的综合作用，属于交变载荷;同时，剧烈的振动也会加速叶片材料的疲劳，减小其使用寿命。垂直轴风轮的叶片则不同，在旋转过程中的受力情况比水平轴好得多，所受到的惯性力与重力相对恒定，因此，其疲劳寿命要比水平轴的长。②结构相对简单，可以适应不同方向的来风。垂直轴风力发电机组可以接受任意方向的来风，具有利用风能的自适应性，因此，它不需要安装对风专用的偏航装置，既降低了机组成本，又可以减少风轮对风时的陀螺力，提高了系统的安全可靠性。③抗形变能力较强。水平轴风力发电机叶片呈悬臂梁形状，展向较长，叶片容易发生弯曲和扭转变形，这些变形会使气动力发生改变，当气动力与机械振动相互作用时，会引起叶片颤动，当叶片的颤动十分强烈时，会直接导致叶片破坏。而垂直轴风力发电机组的叶片形状相当部分是片状结构，空气动力性能优越，轻便灵活，转速也比较低，叶片不容易发生弯曲及扭转变形，因此，使用寿命更长。④安装维护方便。水平轴的发电机放置于几十米，甚至上百米的高空，对发电机的安装维护检修都极不方便，而垂直轴的发电机、传动机构及控制机构等布置在风轮的下部或地面上，利于安装维护，方便检修。
3 制约垂直轴风力发电机组发展的主要因素
3.1 技术因素
影响垂直轴风力发电机组发展的技术因素主要有：
①垂直轴风轮中的空气流动相对复杂。垂直轴风轮中的空气流动属于典型的严重分离非定常流动，比水平轴风轮中的空气流动复杂得多，不再适合用叶素理论来进行分析和设计，而目前主要依赖CFD技术来设计。目前，CFD技术可以比较精准地模拟分析复杂外形下的气体流动情况，但仍待进一步完善和发展。这在一定程度上阻滞了垂直轴风力发电机组的研发和应用步伐。②一些技术难点亟须突破。首先，叶片翼型须根据空气动力学原理进行设计，当它与叶片安装攻角、风轮适度等机械因素维持特定的匹配的组合时，风机效率才高;偏离越多，则风机效率衰减就越明显。其次，即使风轮机械因素处于最佳组合状态，风力发电机也不一定能获得最佳的发电效率，而只有发电机的功率扭矩曲线和风轮的最佳功率扭矩曲线相同时，才能获得最佳的发电效率。最后，风轮可以在任意转速下旋转，要达到最佳功率的输出效果，还必须控制转速，使其工作在最佳的功率输出状态。因此，要使垂直轴风力发电机组获得最佳的效率并非易事，需解决的关键技术较多。例如，垂直轴风力发电机组的攻角控制就比较麻烦：由于其攻角在风轮旋转时不断变化，即使风速不变，只要叶片相对于圆周的位置不同，攻角也就不相同，因此，叶片控转机构需要有很高的灵活性和可靠性，而目前用于控制的數学模型还不成熟，尚无真正的应用案例。
3.2 经济因素
当前，我国的大型风电场主要分布在平坦的内陆地区，如新疆、内蒙古等地区以及东南沿海，这些地区的大型风力发电机组大都采用兆瓦级的大型水平轴风力发电机组。一是由于大型水平轴风力发电机组的技术研发积淀深厚，具有较为丰富的应用管理经验;而大中型垂直轴风力发电机组开发应用史较短，布局较少，仅布局于贵州等少数内陆地区。二是水平轴风力发电机组在现有技术条件下，具有较佳的性价比，基于企业利益的最大化和急功近利的心理，相当部分的风电开发企业和风电装备制造企业会选择水平轴大型风力发电机组作为研发和投资方向;大型垂直轴风力发电机组则由于其专项制造加工较复杂、控制系统可靠性要求较严苛、研发成本较高等原因而受到了抑制。
4 垂直轴风力发电机组的发展前景
4.1 垂直轴风力发电机组的优点与其市场需求终将融合
相对于水平轴风力发电机组，垂直轴风力发电机组具有无须对风向、无噪声、安全可靠性高、结构简单、维护方便等优点，特别适合应用于内陆地区风电资源的开发;而广大的内陆地区，特别是城市和乡村的道路两旁边、建筑物楼（房）顶等都是布局中小型垂直轴风力发电机组的理想场所。但目前相应的市场几乎是空白的，这其中自然蕴藏着巨大商机。伴随相关技术的进步与成熟，垂直轴风力发电机组的优点与其市场需求终将融合，开启垂直轴风力发电机组应用的广阔前景，成为未来风力发电机组研发的一个重要方向。
4.2 政策引导和资金扶助成为垂直轴风力发电机组技术研发应用的助推剂
在西欧的一些国家，小微型垂直轴风力发电机组已经广泛应用于乡村屋顶，一些大中型的垂直轴风力发电机组也开始应用于山地和近海地区。我国的风能资源丰富，人口相对稠密，在广大城乡居民聚集区域，推广应用中小微型垂直轴风力发电机组具有积极的现实意义。可以预见，随着国家对垂直轴风力发电机组研发和应用推广的扶持力度加大，在政策引导和经济杠杆的作用下，垂直轴风力发电机组必将呈现出生机勃勃的发展势头。
4.3 垂直轴风力发电机组的相关理论及技术成果喜人
随着计算机技术的快速发展，计算流体动力学也得到了飞速的发展，从最初的小扰动速势方程，再到欧拉方程及更加复杂的N-S方程，尤其是进入21世纪以后，CFD已经可以通过计算机的数值计算和图像显示，对流体流动系统作出准确的分析，为垂直轴风力发电机组的研究提供了有力的技术支持。目前，可以采用微处理器控制叶片不同位置的摆角，根据功率要求和风向与风速来调节叶片的摆角，使叶片在各个位置都能产生最大的转矩。采用这种技术的达里厄风力发电机组，其效率完全可以达到水平轴风力发电机组的水平。
目前，相关理论研究和技术研发也取得一些喜人的成果。例如，陈兴华等以垂直轴磁悬浮风力机的支撑结构为研究对象，运用动力学仿真软件，建立了垂直轴磁悬浮风力机主轴结构跌落仿真模型，为磁悬浮支承结构的保护装置的改进与优化提供了理论参考依据。朱煌秋等结合磁通切换电机单位体积内气隙磁密大的优点，设计了一个三极混合磁轴承作为支承结构的发电机。理论与试验结果表明，该发电机实现了低风速启动，提高了风能转换效率。吴文凯等提出一种基于磁悬浮技术的小型垂直轴微风发电单元的设计方案。相关装置采用了主动磁悬浮支承技术，有效降低了机械摩擦，进而降低了发电机的启动风速。基于目前的垂直轴风力发电机的风翼板只是做简单的循环周期转动，风翼板与竖直轴方向的夹角是固定不变的，因此，其受风区域和有效面积受到了很大限制，王锦亚等提出了一种可将风翼板的迎风区域和背风区域进行周期性变换的新型可变翼风力发电机，达到了提高风能利用效率的目的。山东中泰新能源集团有限公司成功研发出50～100MW特大型垂直轴风力发电装置，是垂直轴风力发电机组研发领域中令人鼓舞的一个尝试。
5 結语
随着国家系列政策和资金扶持力度的加大和企业科研责任意识的提高，与垂直轴风力发电机组相关的研发氛围将愈发浓厚和活跃，其优势和潜能将得以释放，其潜在的市场将得到规模化的开发，系列喜人成果将陆续涌现并得以推广应用。垂直轴风力发电机组的发展和应用必将迎来春天。
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风力发电商业分析论文范文第2篇
关键词：风力发电；电气控制技术；应用
经济的发展造成了能源消耗过快、污染加剧，为了改变这一现状，研发新型能源迫在眉睫，如今新型能源正在人们的生产生活中发挥着重要的作用，其中风力发电电气控制技术颇具代表性，电气控制技术对风力发电厂的运行稳定有着直接的影响，为此本文对风力发电电气控制技术及应用进行分析，以期提高风力发电的应用价值。
一、风力发电和电气控制技术简介
风力发电就是把自然界的风能转换成电能，对于风能的利用其实很早就开始了，它是一种蕴量巨大、清洁环保的可以再生的能源，这对目前能源紧张、污染严重的的现状而言，是极其难得的，将其利用到发电过程中，不仅实现了资源节约的目的，还达到了环境保护的效果，因此颇受世界各国的重视，在我国也得到了较快的发展，但是风力发电最大的问题是它的可靠性还不是很强，这与风力发电受环境、气压、气温等自然条件的影响是分不开的，所以为了解决这一问题，将电气控制技术应用到风力发电中，利于提高发电的可靠性。电气控制技术将多个电气原件进行组合，借助其控制某个对象或某些对象，以使被控的设备在运行时能够更加安全、可靠。目前，这一技术在发电领域得到了较好的应用，使得发电的整个运行过程得到了较强的控制，成效十分显著。
二、风力发电的现状
（一）风力发电系统的设备还不够完善
主要表现在很多风力发电系统在建设时，比较重视起核心功能的设备，而忽视了起辅助功能的设备，造成诸多功能作用得不到充分的发挥，影响其发电，同时也不利于电气控制作业。非线性模型复杂性极高，技术运用还不够成熟，电气控制工作受其阻碍，而线性模型虽已成熟，但工作范围和环境都有局限性，传统的电气控制技术满足不了风力发电的需求，对风力发电的持续发展不利。
（二）风力发电受外界因素的不利影响
一方面是自然因素，这是不可避免的，通常情况下，风力发电都会选择高出水平面的地理环境，提高风力发电的效果，但这也就使风力发电的运行会受大气压、温度、雷雨等自然因素的影响，这些自然因素变化较为极端，不但稳定性受影响，还会使发电设备受到损坏，另一方面是人为因素，风力发电电气控制工作需要工作人员有较强的专业能力和工作意识，因为这是一项复杂性和专业性较高的工作，工作人员素质达不到，操作要么违规，要么疏漏，不仅安全性能无法保证，还会直接导致故障问题，影响其发电。
三、风力发电电气控制技术的应用
（一）变桨距发电技术
在风力发电的过程中，如果用于风力发电的机组出现输出功率不高的问题，风能的利用率因此也会下降，对发电的效果造成极大的影响，控制风力发电机组的风速功率显得尤为重要，而变桨距发电技术的应用就是专门解决这一问题的，通过桨叶角度的改变，确保风力发电机组在风速过高的时候得到有效的控制，进一步提高风能的利用率。另外，随着科学技术的发展，变桨距的扇叶在制造时所用的材料更加轻便，使得扇叶的重量有所降低，整体重量随之下降，对应的冲击荷载也下降了，这样的做法在运行中降低了事故发生的几率，控制工作变得相对容易了很多，但是也带来另一个问题，那就是变桨距在运转中，稳定性较差成为了新的需要解决的问题，失稳问题的出现，需要投入大量的人力物力，增加了人力和物力资源的消耗，相信随着不断提升的电气控制技术水平，这一问题终有一天会得到缓解，甚至是妥善的解决。
（二）定桨距失速发电技术
这一技术的应用有效结合运用了传统发电技术和新型发电技术，更好的确保了风力发电系统的运行轨迹，有效提高其的稳定性。因为在发电过程中发电机组需要并网进行工作，这对发电机组的稳定运行提出了更高的要求。定桨距失速发电技术借助叶片比较复杂的构造实现对发电机组功率的控制，同时叶片还存在重量大、体积大等情况，这都要使得在发电的过程中，消耗大量的无用功，对发电机组的运行效率极为不利，使运行效率无法得到保证，这一技术的应用受到了很大的限制，只能在风力等级低的小风环境中应用，在风力等级高的大风环境中还没能得到应用，这也成为了以后重要的研究方向，拓宽其应用范围。
（三）主动失速发电技术
这一技术整合了定、变桨失速风力发电技术，因此又称作混合失速发电技术，根据风速的变化、风向的变化对桨距角进行合理的调整，实现对风能捕捉量的控制和风速的控制，能量转化效率极高，风力发电的运行效益得到了很高的保障。但在实际应用中，失速问题频频出现，这就导致功率输出受到不同程度的影响，对电气控制极为不利。加强技术改进势在必行。
（四）变速风力发电技术
变速风力发电技术的主要目的就是针对风力发电机的原有恒速进行影响和控制，根据不同风速控制风力发电机的运行情况，以此保证恒定发电频率。由于风力发电机会受到风速变化的影响，为保证风力发电机的运行效率就要根据实际情况调整相关的风轮转速指标，并注重输出功率的平稳性，从而有效确保风能能量。这种技术代表着风力发电的发展方向，恒速发电技术将成为风力发电的核心技术。
四、结语
风力发电电气控制技术在提高风能转化为电能的效率，提高其稳定性中发挥着重要的作用，必须加强相关技术的优化与开发工作，促进风力发电电气控制技术的发展。
参考文献：
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风力发电商业分析论文范文第3篇
【摘 要】电力系统对风电场接入电网时的要求愈来愈严苛，而低电压穿越被公认为风电机组设计及控制的难点，制约着风电机组的大规模应用，本文笔者结合多年实践简要探讨了风电机组低电压穿越的问题。
【关键词】风电;低电压穿越;应用设计
引 言
低电压穿越（LVRT，Low voltage ride through），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而穿越这个低电压时区。所以，LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。
1、风机低电压穿越的要求
通俗而言，LVRT就是风电机组的端电压降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行，甚至继续为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机能大大减少风电机组在故障时反复并网次数和对电网的冲击，因为其可躲过保护动作时间，故障切除后恢复正常运行。
在出现电网故障电压降低的情形下，具备了低电压穿越能力的风电机组则可尽最大可能与电网连接，延续电力运能，减轻电网波动。一般而言，230KV及以上高电压等级线路的故障，在6个周波(120ms)内被切除，100ms内电压可恢复到15%的正常水平，而1s内可恢复到75%的正常水平甚至更高的电压水准，低电压穿越能力实则是一种风电机组在故障电压短时间消失期间，能够保持持续运行的能力，但此后电压仍处在低压，则风电机组则将会被低压保护装置切除。
对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省级电网（区域级电网），则要求该电网区域内运行的风电场应具备低电压穿越能力。通常要求，风电场内的风电机组要具备在并网点电压跌至额定电压的20%时，能够保证不脱网连续运行625ms的能力；风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。此外，当电网发生三相短路故障引起的并网点电压跌落状况下、当电网发生两相短路故障引起的并网点电压跌落状况下、当电网发生单相接地短路故障引起的并网点电压跌落状况下，风电场并网点各线电压在规定电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须要具备保证不脱网连续运行的能力；风电场并网点任意相电压低于或部分低于规定电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。
2、低电压穿越方案
在当前技术条件下，通常通过三种方案来实现风电机组的低电压穿越，其一是引入新型拓扑结构；其二是采用转子短路保护技术；其三是采用合理的励磁控制算法。
在了解了电网电压突然降低对发电机造成的影响及后果后，我们就会知道为什么风电机组应该具备低电压穿越的能力。在电网故障出现时，发电机机端电压的突然降低，势必形成发电机绕组磁通的变化，在定子和转子侧都形成过流。在传统机组中，励磁系统可以通过强励方式把电压支撑在1 pu，可以支持短路点的短路电流，如果发生磁通突变，如果转子和定子的超载能力仍在过流数值之上，机组仍能保持造成运行。在系统发生故障后，LVRT能力可以保证风电机组的不间断并网运行，如果LVRT不具备，则发生电网电压跌落状况下，风机自身的保护系统动作会切断风机与电网的连接，电网电压会降的更低，这对电网而言无疑是雪上加霜的打击，严重情况下势必引发系统整体崩溃。
风电机组相对于传统机组而言，在低电压穿越时要考虑诸多因素，包括：附加的应力、转矩对机械部分造成损坏的可能性；电气、机械功率的不平衡对机组稳定运行的影响（若电网发送低电压穿越，由于电气、机械功率的不平衡会影响机组的稳定运行）；暂态过程引发的发电机过流问题，对机组器件的损坏性影响（暂态过程会导致发电机中出现过流，可能损坏器件，另外，附加的转矩、应力可能损坏机械部分）；机端电压支撑能力；高风速期间，输电网故障引起的大量风电切除会导致系统潮流的大幅变化，引发大面积的停电的肯能行，以及继而带来的频率稳定问题等。
3、低电压穿越的难点及实现对策
低电压穿越的难点主要体现在以下方面：首先是风电场、风电机组的低电压穿越能力的提升，势必会大幅度增加工程的造价，随着电网对LVRT要的越来越高，工程造价的提升幅度也一定会越来越大；其次，当电网电压跌落时，不同类型机组的暂态特性时不同的。就目前而言，风电市场上的机组类型大概有：FSIG、PMSG和DFIG，也即：直接并网的定速异步电机、同步直驱式风机、双馈异步式风机。
FSIG和DFIG的相同点是定子侧直接连接电网。那么该直接耦合模式就会使得电网电压的降落直接反映在电机定子端电压上，在电网电压瞬间跌落的情况下，定子磁链不能跟随定子端电压突变，而转子继续旋转，从而产生大滑差，势必造成转子绕组过压过流。如果风速高，即使切除了故障，DFIG的电磁转矩有所增加，对于电机转速的上升也不容易抑制，会使得吸收的无功功率继续增加，定子端电压下降，继而阻碍电网电压的恢复。
PMSG的定子经AC／DC／AC与电网相连，发电机和电网不存在直接耦合。瞬间降低的电网电压会导致输出功率减小，发电机的输出功率不变，这种功率不匹配引发直流母线电压升高。
FSIG机型较早，鼠笼式转子从电压跌落到恢复的时间内能承受短时过流而不会受损烧毁。故障发生后，利用快速变桨降低输入机械转矩，限制转速提升，加装无功补偿装置，实时进行无功补偿可解决；由于PMSG的定子经变流器接电网，与电网解耦，电网电压降落不会影响发电机，只会对网侧变流器的运行产生一定影响，允许网侧逆变器电流加大以输出更多的能量，改进变流器的过流和耐压值，提高直流电容的额定电压，储存额外电能，以此实现LVRT；DFIG受到小容量变流器制约会在电压跌落时受较大威胁，通过增大IGBT（转子变流器）电流容量，使得IGBT在短期内处理更大的电流容量和电流，且可以快速地恢复对双馈电机定子侧和电网之间的有功、无功功率的交换控制。
风力发电的发展趋势必定是建立更多具备低电压穿越能力的风电场。现行的低电压穿越技术仅能应对短时间的电压跌落，且还存在诸多不足。在我国，面对具体区域电网和具体接入点如何合理的运用低电压穿越技术，是摆在电网、风电运营商、和风机厂商面前亟待解决的共同课题。
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风力发电商业分析论文范文第4篇
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41、我国太阳能光伏支架安装存在的问题及解决方法
42、太阳能光伏发电技术现状与发展探讨
43、光伏建筑一体化(BIPV)并网电站的应用与发展
44、论风力发电及风力机械特性
45、风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势
46、基于UPPAAL的微电网产能组件建模方法
47、关于新能源光伏发电技术的思考
48、光伏温室组件覆盖率及遮光机理研究
49、太阳能光伏建筑一体化越南在地化的相关技术研究
风力发电商业分析论文范文第5篇
资源的数量都是有限的,环境的容量和自净能力也是有限的。当人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替代品再生的速度,向环境中排放的废弃物超过了环境自净能力时,就会产生环境问题。环境问题的实质是发展问题,环境问题也必须在人类的发展过程中得以解决。大力发展社会生产力,控制人口数量,提高人口素质,树立正确的人口观、资源观、环境观,认识自然规律,遵循自然规律,改变传统的生产模式,是人类实现对资源的合理利用和对环境的可持续发展的必经之路。
一、 能源利用问题分析
【解题思路】
1. 自然资源的分类
自然资源按性质分可分为非可再生资源和可再生资源两类;按空间分布类型又可分为气候、海洋、陆地、宇宙资源四类。这是做这部分题目的知识基础,只有这样做起题来才能有的放矢。
2. 明确各种资源的特征以及利用中出现的问题。
3. 对症下药:对不同类型的资源利用中出现的问题采取相应的措施。
(1) 气候资源
气候资源类型:主要有太阳辐射、热量、降水、风、空气等。
气候资源特点:①气候能为人类的生产和生活提供资源、能源和必不可少的物质条件;②气候资源是可再生的资源;③气候要素只有在一定的数值范围内才具有资源价值;④气候资源是一种变化中的资源,有较大的变率;⑤对气候资源的利用必须投入资本和具备一定的技术条件。
气候资源的开发与利用:气候资源与农业;气候资源与城市建设(日照与街道方位)(风与城市规划);气候资源与交通;气候资源与旅游。
(2) 海洋资源
(3)陆地资源
(4) 宇宙资源
【经典回顾】
1. 我国将在内蒙古自治区二连浩特市建造亚洲最大的风力发电厂,这将有利于()
①缓解当地能源资源的匮乏的现状;②充分利用当地的可再生能源;③弥补华北地区电力的不足;④发挥当地劳动力资源的优势
A.①③ B. ②④
C. ②③ D. ①④
【思路解析】 本试题以在内蒙古建造风力发电厂为切入口,综合考查了区位定位、区域特征、能源资源的分布、特点与调配及中国的能源问题等方面的知识。
内蒙古虽煤炭资源丰富,但经济相对落后,导致对能源的需求能力并不强。开发风能并不需要很多劳动力,而且内蒙古人口密度相对较小。内蒙古地区风力资源比较丰富,风能又是可再生的清洁能源,当地开发风能的条件较好。
【参考答案】 C
2. 图2为“2000～2005年我国三大产业用电量柱状图”,图3为“2003年我国东、中、西部发电量和用电量柱状图”。读图回答下列问题。
(1) 三大产业用电量增长最多的是第产业,其原因主要是 。
(2) 我国东、中、西部电力生产与消费的地区差异是 。
(3)填表简述缓解东部地区电力供应紧缺的对策及其理由。
【思路解析】 本题要求考生具备读图能力、调动和运用地理知识的基本技能,描述和阐述地理事物,论证和探讨地理问题等能力;读懂用柱状图表示三大产业用电量时间变化,以及我国东、中、西三个地区发电量和用电量的地区差异的图形。
第(3)题是要考生解决问题,这也是地理学科的特点,发现问题并解决问题。表格当中已列表从三个方面来提出对策,开源、节流、区际协调,只要看清是东部地区即可。东部地区自然资源的分布,经济发展的状况,如常规能源较短缺,经济发展水平快、能源需求量大、科技水平高等,根据这些特征,解决电力紧缺的理由就很充分了。
【参考答案】 (1) 二;工业快速发展(工业企业是用电大户) (2) 东部地区发电量、用电量都大;东部地区用电量大于发电量;中、西部地区发电量大于用电量
(3)
二、 环境问题分析
【解题思路】
1. 只有认识人类面临的主要环境问题,遇到这类问题才能胸有成竹。
(1) 资源短缺
(2) 环境污染
(3) 生态破坏
2. 明确环境问题产生的原因,理解环境问题产生的本质原因。
3. 了解了环境问题大的分类,理解了环境问题的真正产生原因,再对具体的环境问题提出相应的对策。
【经典回顾】
1. 至2006年,已经发现世界海洋中共有200个“死亡地带”,即海洋中由于污染而威胁鱼类和其他海洋生物生存的区域。联合国于2006年10月19日发表的一份报告说,目前“死亡地带”的数量比2004年增加了34%。联合国一位官员说:“这些地带正在对渔业资源以及靠捕鱼为生的渔民构成重大威胁。”阅读材料回答下列问题。
(1) 国际公海“死亡地带”的主要污染源有哪些?
(2) 简述国际公海“死亡地带”的分布规律及防治措施。
【思路解析】 本题主要考查海洋污染的污染源,污染分布海区及其防治措施。该题要求考生有较宽的知识面,这也就要求考生对环境污染了解的多才行。例如知道了石油泄漏,来源也就比较好解释。海洋污染是一个国际性的问题,解决措施当然需要国际间的合作。
【参考答案】 (1) 油轮石油泄漏;远洋运输、捕捞等排出的生活污水:某些公司倾倒的工业废弃物;
(2) 分布规律:主要分布在远洋航线沿线和渔业资源丰富海域(渔场)。防治措施:进行国际合作,制订国际公海海域相关法规,加强国际公海海域的环境管理;防止油轮泄漏,控制向国际公海海域排放各类废弃物。
2. 我国东南部某城市,随着经济的发展,出现了一些环境问题。根据下述资料,结合所学知识,回答(1)～(4)题。
材料一 气溶胶粒子是指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中形成的悬浮体。大气中某些气溶胶粒子达到一定程度时,可形成混浊天气现象,造成大气污染。
材料二 见图4
材料三 见图5
(1)该市混浊天气出现日数最多的是月,出现日数最少的是月。
(2) 出现混浊天气的主要原因是(填正确项字母)。
A. 大量工业废气的排放
B. 交通运输工具的增多
C. 连续的阴雨天气
D. 近地面存在逆温现象
E. 城市森林覆盖率高
(3) 该市SO2污染源的空间分布特点是
,分析原因。
(4) 防治该市大气污染可采取哪些措施?
【思路解析】 本题立意考查考生获取信息的能力和运用相关原理解决地理问题的能力。通过读图(4)(5)题很好解决,对于污染措施的解决只要贯穿阻断源头,节约利用,提高效率,开发新能源,利用政策法规的思路来解答就比较好做了。
【参考答案】 (1) 12;7(2) ABD (3) 空间分布特点:工业区污染源比重大(主要集中在工业区)。原因:工业区污染源多(主城区和其它区工业污染源少)。(4) 措施:①控制污染源;②节约能源,提高能源利用率;③使用清洁能源;④健全环境法规(加强环境执法)。
风力发电商业分析论文范文第6篇
1 江苏风电发展机遇与优势
1.1“三高”省情与风电总量
江苏省人均GDP高、人均能耗高、单位国土居民密度高, “三高”省情在我国具有普遍性。由于人口众多, 经济生产密集, 全省煤、油、电总体能源供应量十分紧张, 环境生态保护与资源能源利用矛盾十分突出。而利用风力发电, 经简单测算, 沿海地区20km之内可开发总量将达到4.0×104 MW, 而50km海域范围内风能资源可开发量约9.0×104MW, 另一方面, 在节能减排的国策引导下, 风力发电应用前景广阔。
1.2 沿海风能资源分布与特征
与西部相比, 华东沿海地区风力资源丰富, 交通、电网等基础设施建设情况较好;电厂一旦建成, 即可立刻并网使用, 经济效益明显, 回报率较高。江苏省南黄海沿海地区具有典型的季风特征, 风速大, 风功率密度高, 地表粗糙度影响小, 规模化开发价值明显, 盐城市至南通市的海岸地区受淮河、故黄河长期冲积形成的大型海岸辐射沙洲, 沿岸滩涂每年以50m～1 0 0 m左右的速度向大海延伸, 近两年新成型近百万亩平阔冲积於地, 是全球难得的大型海上风电场区。资料显示[4], 海上风能资源优于陆上, 不但风速比平原沿岸高20%, 发电量可增长70%, 而且沿海很少有静风期, 能够更有效地利用风电机组, 减少设备闲置期。
2 经济效益与环境效应分析
2.1 设备与投资
以江苏龙源风电发电有限公司建设的如东第二风电场15万kW风电项目为例, 该项目总计有100台风机, 全部采用美国通用公司最新产品, 单机型号均为美国通用GE Energy 1.5sle, 总装机容量15万kW, 年上网发电量3.4亿kw·h, 同时配套建设一座风电场110kV升压变电站[5]。该工程2007年底基本建成投产, 2008年初通过了竣工环保验收, 现场环境优美蔚为壮观。沿海风电机架塔参见图1;机架塔共计100组, 沿海岸呈“一字型”平展, 其中第1组～第9组布局参见图2。
2.2 污染减排效益
如东第二风电场已于2008年6月通过环保验收。若按年上网电量3.4亿kW·h计, 它相当于能够满足近30万户当地城乡居民的年用电需求。若以国家公布的2007年全国供电煤耗357g/kW·h作为参考, 该风电场相当于一年可以节约煤炭12万t以上, 还避免了煤电产生的大量二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放。尤为重要的是, 如东第二风电场作为可再生能源发电, 为减少全球温室气体排放做出了突出贡献, 一年可以减排二氧化碳约40.8万t (1) 。
2.3 清洁生产效应
风力发电生产中不产生废气和废水, 只有生活区少量生活污水, 其生活污水经厂区管网收集后可以完全回用于厂区绿化, 不外排。风电生产中没有燃煤电厂的灰渣等固废产生, 只有少量生活垃圾, 可以由环卫部门定期清运, 固废可达“零排放”。风力发电可有效缓解电力供应紧张的局面, 减少燃煤发电产生的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等气体和残渣, 将有助于推动节能减排工作进一步深入。
2.4 带动产业升级发展
通过风电场开发建设的实物教育, 不仅充分利用沿海滩涂, 更扩充了国土面积, 同时也增强民众对开发自然资源、保护生态环境的意识, 通过关联作用, 还可以进一步带动旅游业等产业发展, 提高当地的经济发展水平。风电场在海边建设所形成的蔚为壮观的风机带, 不仅是一道亮丽的风景线, 在一定程度上可反映出经济、文化、环境相融洽的程度, 甚至反映出一个城市、一个省份的生态文明程度。
3 风电项目环境风险评估与建议
3.1 对植被、土壤的影响与保护
风电场的风机基础、机架塔基座以及施工中必要的道路建设都会对土壤和植被造成一定的影响, 另外风电机在安装、调试及日常的维护检修中要进行拆卸、加油清洗等, 设备漏油以及机电故障, 也会对土壤、植被造成一定油类以及重金属污染。因此无论是建设单位还是管理单位都应该加强环境意识教育, 提高管理水平, 应尽可能少地破坏地表植被, 并采取边施工边绿化的方法, 减少水土流失。
3.2 噪声影响
风电场运营期对环境的影响主要是噪声、电磁辐射。风电机组部件噪音为102dB (A) , 但由于风力发电附近居民稀少, 噪声的污染影响范围有限, 根据环保验收结果表明, 500m之外噪音已完全达到《工业企业厂界噪声标准》 (GB12348-90) Ⅱ类标准[5], 电磁辐射监测结果显示, 500m外电磁辐射达标。
3.3 干扰珍禽越冬
众所周之, 江苏省南黄海沿海滩涂是中国一级野生保护动物丹顶鹤的栖息地。江苏省环保厅要求风力发电机布置充分考虑当地鸟类的生活习性, 避开主要迁徙通道, 防止对鸟类生存和迁徙造成影响, 风力发电站必须距离丹顶鹤保护区外围50公里以上。
3.4 风电环评中特殊要求
风力发电必须根据所在地实际情况, 按照环境保护法律法规的有关要求, 制定风力发电环评规划, 确定总的装机容量、装机布置、分期实施计划等内容, 确保风能资源得到最大程度的利用, 防止无序开发和随意圈地[6], 要预留野外动物活动通道与区域, 防范高大的风电塔架干扰鸟类活动。
4 结语
风力发电已成为本世纪最具发展潜力的能源产品, 而且其技术成熟, 建设周期短, 是一种安全可靠的能源。风电的发展对于解决当前较为突出的二氧化碳排放、酸雨等环保问题、缓解能源短缺的紧迫压力、实现和谐社会的目标将发挥关键作用。从长远看, 风电技术不论工程投资还是发电成本, 都会逐步接近火电成本, 我国必将在不远的将来建立起系统完善的风电产业体系。
摘要：风力发电是能源工业中重要的、典型的绿色生态工程。我国华东沿海地区有着丰富风电资源, 和完备电网工程系统, 同时对能源有着巨大需求, 这使得风电行业面临着十分重要的发展机遇。本文以南黄海沿岸南通市如东第二风电场15万kW项目环保设施竣工验收为例, 分析了风力发电工程的经济与生态效应, 并对保护与利用环境提出了建议。
关键词：南黄海,风力发电,生态工程,经济与生态效应
参考文献
[1] 关伟, 等.国内外风力发电概况及发展方向[J].吉林电力, 2008, 1 (194) :47～49.
[2] 周鹤良.我国风力发电产业发展前景与策略[J].上海电力, 2007, 1:1～4.
[3] 吴高.2007年我国风力发电取得重大进展[J].水利水电科技进展, 2008, 28 (4) :47
[4] 许瑞林.江苏省可再生能源发展战略构想[J].上海电力, 2007, 6:618～620.
[5] 江苏省环境监测中心.江苏如东第二风电场15万千瓦风电项目竣工环保验收监测报告[R].2008, 2.