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国家能源风力发电「风电的未来」

时间:2022-11-30 18:11:14来源:搜狐

今天带来国家能源风力发电「风电的未来」,关于国家能源风力发电「风电的未来」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

作者简介:本公众号主人,定居武汉的东北人。创办本公众号的目的就是自娱自乐,分享生活。

1、风是怎样发电的?

人们常说钱不可能是大风刮来的,但实际上大风还真可以刮来钱,因为风可以用来发电,电可以换钱。那么风又是怎么发电的,以下将从非专业角度做个简要的科普。


如图,当空中有风的时候,风吹动风力发电的叶片,叶片就会旋转,和叶片直接连接的是一个低速的转轴,一般这个速度较低无法带动发电机发电,为此低速转轴会与一个齿轮箱连接,通过齿轮箱的变速功能,旋转速度就会变高,而高速转轴会与发电机连接,发电机转子旋转切割磁力线,这样电就产生了。理论上,大约是每秒三米的微风速度,风力发电机便可以开始发电。

风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能,然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。

2、风电在国内外的发展和现状

利用风力发电的尝试,早在20世纪初就已经开始了。三十年代,丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过,当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。而真正风力发电的商业应用则是到了上世纪七八十年代的丹麦和美国等欧美发达国家地区。

得益于技术进步和商业模式创新,风力发电行业正在快速发展。2021年全球风电累计装机量达到837GW,同比2020年增长12.80%。据国家能源局数据,2021年我国风电累计装机容量达到328.5GW,同比增长16.7%,增速快于全球,风电累计装机容量占全球39.2%。

风电的诸多形式中,海上风电覆盖面积广、资源禀赋好、输送成本低,发展潜力巨大,海上风电装机规模有望持续超预期。2021年全球海上风电累计装机容量达到57GW,我国海上风电累计装机容量为26.39GW,海上风电发展迅猛。


3、风力发电产业链分析

风电产业链可分为上游、中游、下游三个环节,其中上游为制造风电机组所需的原材料,包括增强纤维、树脂、夹层材料、结构胶、叶片、钢材等;中游为机组零部件,包括轮毂、齿轮箱、控制系统、轴承、发电机,以及风电主机、塔筒等;下游为风电场运营商、投资方及风电并网消耗。


风力发电的成本构成:塔架(塔筒)、叶片、齿轮箱在风电整机成本占比最高,分别占比26.3%、22.2%、12.9%、合计超过60%。其他成本占比如下:


4、风力发电行业竞争格局

从全球市场竞争格局来看,2021年全球风电整机制造行业集中度较分散,前5家市场份额占比为53%,三家国外巨头企业维斯塔斯、歌美飒(西门子旗下)、GE市场占比分别为15.3%、8.7%、8.4%,国内两家企业金风科技和远景能源分别占比12.1%、8.5%。


从国内市场竞争格局来看,行业集中度较全球高,前5家市场份额占比达到70.9%,分别为金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能和电气风电,分别市场占比20.4%、14.0%、13.7%、13.5%、9.3%。


4、风力发电的前景

风力发电与其它传统发电方式具有较大优势:其一、它不产生任何环境污染,属于清洁能源。其二,风力发电是可再生能源产生,源源不断。其三,风力发电相比太阳能发电,占用土地面积小,不破坏绿化,而且还可以将风力发电移至大海,利用海风发电,从而得到取之不尽的能源。其四、我国有大量的戈壁沙漠以及山脉,面积大。其五、风力发电基建周期短,装机灵活。正因为其优势诸多,风力发电得到快速发展,近几年世界风电一直保持30%以上的增速快速发展。


风电发展前期主要以欧洲为主,其中德国是风电第一大国,风力发电总量15688MW,,整个欧洲风力发电占到全球总量的2/3, 北美占有1/5, 而亚洲风电占比只有1/8,由此可见,我国风力具有巨大的成长空间,也是国家非常迫切需要发展的新能源产业的重要分支。

我国第14个五年规划和2035年远景目标纲要,对风电等再生能源发展给以了高度重视,全国很多省份都在14个5年计划中重点对绿色低碳能源循环发展做出了目标规划,而海上风力发电装机更是增长高达100%以上。因此大力发展风力发电将成为全球火爆的新兴产业与国家战略。


但无论如何,即使是再清洁的能源利用方式,但总不可避免的对环境和生态造成一些负面影响,目前已知的风力发电主要弊端如下:

1、风力发电对会危害当地的生态环境如破坏植被、改变地形地貌,造成水土流失使土地沙漠化。

2、风力发电影响局部气候风电是利用大气中的风能,根据能量守恒定律,一种能量的消耗与产生必然需要产生或消耗另一种能量,因此风力发电机组发电过程必然要消耗掉一部分大气中的风能,而风能作为气候变化的重要因素之一,其变化必然带来气候的变化。

3、风力发电场周围环境都不错,所以会成为很多鸟类的天堂,但是会造成大量的鸟类遭到风力涡轮机的伤害。

4、风力发电的噪声危害。

最后来一段我今年春天在湖北荆门亲自拍摄的风力发电小视频。


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