《风能资源开发利用》A试卷A4

《风能资源开发利用》A试卷

一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

2、风能：

3、风速：

4、风轮：

5、风力发电机的输出功率曲线：

二、填空题（每空1分，共20空，共20分）

1、利用长期保护性电价政策鼓励风电发展一般注意体现公平和效率两个原则。

2、目前风力发电机组用的蓄电池多为铅酸蓄电池。

3、风力发电机组一般由、、、

叶片、轮毂、偏航系统、主轴、主轴承、齿轮箱、刹车系统、液压系统、机舱及塔架的结构设计

和等构件组成。

4、独立风电系统是由、和组成的系统。

5、我国风能资源丰富的区域有、

、。

6、可再生能源供电系统主要建立在电网不一达到的边远地区。

7、塔架的结构类型有和。

8、混合型风电系统有，和

。

三、判断题（共5小题，每题1分，共5分）

1、我国是世界上最先利用风能的国家，最早利用风能的方式是“风帆行舟”。（×）

2、风能是太阳的一种转化形式，是可再生的自然能源。（√）

3、风速是一个恒定的量，用来衡量风的大小。（×）

4、高山气压低，空气稀薄，风能密度小，所以此类地区风能潜力一定很小。（×）

不同地方、不同条件的风能密度是不同的。一般说，海边地势低，气压高，空气密度大，风能密度也就高。在这种情况下，若有适当的风速，风能潜力自然大。高山气压低，空气稀薄，风能密度就小些。但是如果高山风速大，气温低，仍然会有相当的风能潜力。所以说，风能密度大，风速又大，则风能潜力最好。

5、并网发电的风力发电场的装机容量不受限制，装机容量越多越好。（）

四、计算题（共2小题，每小题10分，共20分）

1、以下表格中是某一地区一年里各等级有效风速以及各等级有效风速出现的频数，根据这些

ρ）

数据试计算这一地区的有效风能密度。（空气密度3

=

.1

293kg

/

m

2、根据以下表格中风力发电场的风能数据，试估算风轮半径为30m，风轮功率系数为0.5，发电机机械效率为0.75，传动装置机械效率为0.8的风电机组在此风电场的年发电量。（空ρ,π取3.14）

气密度3

=

.1

/

m

293kg

五、问答题（共4小题，每题10分，共40分）

1、风能利用的动因是什么？

1)经济驱动力

a)经济最优化

例如在在内蒙古农牧区，小型离网风力发电：2元/kW.h，电网延伸：8元/kW.h，利用汽油/柴油发电机供电：6元/kW.h

b)化石能源枯竭与供应安全

石油资源在四五十年后面临枯竭，风能是新能源中最具工业开发潜力的可再生能源

c)促进能源产业升级

风力发电技术属新兴技术，风电产业属朝阳产业。

2)环境驱动力

a)CO2排放、全球气候变暖、1997年《京都议定书》

b)烟尘、SO2、NOx、CO等

3)社会驱动力

a)风能份额增加时，会创造很多直接和间接的就业机会。生产，装机，设备维护。

b)在一些国家，风能的利用成为热点问题，得到公众的支持。

4)技术驱动力

a)空气动力学理论不断发展

b)新型高强度、轻质材料的出现

c)计算机模拟、设计技术的广泛应用

d)自控技术的提高

e)机械、电气、电子元件制造技术的成熟

使得风电技术向大功率、高效率、高可靠性和高度自动化方向发展

2、长期保护性电价政策的优点和缺陷是什么？

3、选择风力发电机组安装厂址的原则是什么？

1）风能资源丰富的地区

评价指标：平均风速、年平均有效风能密度、年有效风速时数。

2）具有较稳定的盛行风向

3）季节性变化比较小

4）湍流小

5）自然灾害小

4、我国风能资源的季节性变化和地域性变化是什么？

1）季节性的变化

我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有许多山系，地形复杂，加之青藏高原耸立我国西部，改变了海陆影响所引起的气压分布和大气环流，增加了我国季风的复杂性。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆，那里空气十分严寒干燥，冷空气积累到一定程度，在有利高空环流引导下，就会爆发南下，俗称寒潮，在此频频南下的强冷空气控制和影响下，形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省（直辖市、自治区）。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下，主要影响我国西北、东北和华北，直到次年春夏之交才会消失。

夏季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风，东南季风影响遍及我国东半部，西南季风则影响西南各省和南部沿海，但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成的空气涡旋，是破坏力极大的海洋风暴，每年夏秋两季频繁侵袭我国，登陆我国南海之滨和东南沿海，热带风暴也能在上海以北登陆，但次数很少。

2）地域性的变化

中国地域辽阔，风能资源比较丰富。特别是东南沿海及其附近岛屿，不仅风能密度大，年平均风速也高，发展风能利用的潜力很大。在内陆地区，从东北、内蒙古，到甘肃走廊及新疆一带的广阔地区，风能资源也很好。华北和青藏高原有些地方也能利用风能。

5. 风能利用存在一些限制及弊端

1)风速不稳定，产生的能量大小不稳定

2)风能利用受地理位置限制严重

3)风能的转换效率低

4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟

6. 风能利用优缺点

优点：

1)风能为洁净的能量来源。

2)风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。

3)风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。

4)风力发电是可再生能源，很环保。

缺点

1)风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐

渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。

2)在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台

湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。

3)风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。

4)进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。

5)现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间。

7. 世界鼓励风能发电的政策性措施

1）长期保护性电价

2）可再生能源的配额制政策

要求所有电力供应商购买一定数量的可再生能源电力。以数量为基础的政策，规定在指定日期之前，市场必须生产、销售、分销目标数量的可再生能源。

3）公共效益基金

风能和其他可再生能源发展的一种融资机制。公共效益基金是用来获得公共效益，包括鼓励风能发展的基金。

4）招投标政策

采用招投标程序选择风能和其他可再生能源的开发商。采用政府监管的竞争性程序，通过与风能发电厂商签订的长期电力购买协议来实现计划目标。

8. 影响中国风能资源的因素：

1）大气环流对中国风能的分布的影响

东南沿海及东海、南海诸岛，风能最丰富，内蒙甘肃北部次之，云南、贵州、四川、甘南、陕南、豫西、鄂西、湘西较小，四川盆地、西双版纳最小。

2）海陆和水体对风能分布影响

3）地形对风能分布的影响

风能(wind energy)地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。

特点

风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。存在地球表面一定范围内。经过长期测量，调查与统计得出的平均风能密度的概况称该范围内能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。

来源

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。空气流动所形成的动能及为风能。风能是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，空气沿水平方向运动形风。风的形成乃是空气流动的结果。