风能开发利用PPT演示课件
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《风力的利用》 PPT实用课件
风力发电的原理
风级 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
名称 无风 软风 轻风 微风 和风 清劲风 强风 疾风 大风 烈风 狂风 暴风 飓风
表现 零级无风炊烟上 一级软风烟稍斜 二级轻风树叶响 三级微风树枝晃 四级和风灰尘起 五级清风水起波 六级强风大树摇 七级疾风步难行 八级大风树枝折 九级烈风烟囱毁 十级狂风树枝拔 十一级暴风陆罕见 十二级飓风浪滔天
•
7.中国文化家们所说的“中”，更多 体现为 实践过 程中处 理、协 调各种 关系的 一种原 则。在 天道的 层面， 道首先 表现为 多样的 统一。 从多样 的统一 这一视 域看， “中” 就在于 使统一 体中的 各个方 面彼此 协调。 千差万 别的事 物同处 于一个 系统， 如何恰 当地定 位它们 ，使之 各得其 所，这 就是“ 中”所 涉及的 重要方 面。
•
不过，“德”既有跨越时空的通达一 面，往 往又是 与时俱 进、随 地而异 的。能 历久不 衰而长 传的道 德典范 不多， 因“立 德”而 青史留 名的例 子也很 少。加 以中国 历代皇 帝都想 要作之 君作之 师，所 以士人 自然也 多朝立 功立言 的方向 努力。 大体上 ，真能 两者兼 具的读 书人， 重立功 仍胜于 立言。
的做法，一直延续到20世纪50年代。
人类利用风的历程
• 风能是人类很早就使用的一种能源。 • 到了蒸汽机普及以后，风能就被人们逐渐遗忘了。 • 到了二十世纪中期，由于能源危机和环境恶化，人类
又将目光投向了风能。
动手动脑
• 自已动手制作风车 （3、4、5…叶片）。 • 边做边想，哪一种风车转动快？ • 怎样使风车转动更快？即风车转动的快慢
同什么因素有关？
探究、思考、讨论、交流
风能资源的开发与利用优质课件PPT
（1）分析鄱阳湖北部风 能丰富的原因。（4分）
参考答案:
答题角度
位于我国东部季风区，季风盛行
——大范围的盛行风
湖、陆热力性质差异明显，多湖陆风
局地的风
东西两侧为山地，中部为湖盆，多山谷风
水域狭长，狭管效应明显
——狭管效应
湖面摩擦力小
——摩檫力
调运课本知识
大气的水平运动（必修1 P43--44）
天气系统
风电的优点是蕴藏量大、 可再生、无污染、占地 少
阅读材料，完成下列小题。
材料一 江西省风能资源 主要富集于鄱阳湖区域，特 别是鄱阳湖北部约70千米长 的湖道两侧，该区域为江西 最具开发前景的风电场所。 江西省规划到2020年风电总 装机容量将达到98.7万千瓦。
材料二 鄱阳湖地区主要 风电场分布图。
材料一 江西省风能资源主要富集于鄱 阳湖区域，特别是鄱阳湖北部约70千米 长的湖道两侧，该区域为江西最具开发 前景的风电场所。江西省规划到2020年 风电总装机容量将达到98.7万千瓦。
材料二 鄱阳湖地区主要风电场分布图。 材料三 鄱阳湖为我国重要的鸟类栖息 地，其湖面和周边的湖滩基本已经纳入 自然保护区的范畴。
生态环境可以从哪些方面着手？
空气 、水 、土壤 、植物 、 动物、岩石矿物 ……
参考答案： （3）有利：风电清洁可再生，风能部分代替矿物能源，可减少污染物排放， 减轻环境污染；减少碳排放，减轻气候变暖。 不利：破坏湿地；危及鸟类生存；减少生物多样性；破坏自然景观等
归纳总结
风能开发条件评价
风能丰富与稳定程度
大 小 因 素
6个风带
大 尺
季风环流 度
中
小
尺
尺
度
度
参考答案:
答题角度
位于我国东部季风区，季风盛行
——大范围的盛行风
湖、陆热力性质差异明显，多湖陆风
局地的风
东西两侧为山地，中部为湖盆，多山谷风
水域狭长，狭管效应明显
——狭管效应
湖面摩擦力小
——摩檫力
调运课本知识
大气的水平运动（必修1 P43--44）
天气系统
风电的优点是蕴藏量大、 可再生、无污染、占地 少
阅读材料，完成下列小题。
材料一 江西省风能资源 主要富集于鄱阳湖区域，特 别是鄱阳湖北部约70千米长 的湖道两侧，该区域为江西 最具开发前景的风电场所。 江西省规划到2020年风电总 装机容量将达到98.7万千瓦。
材料二 鄱阳湖地区主要 风电场分布图。
材料一 江西省风能资源主要富集于鄱 阳湖区域，特别是鄱阳湖北部约70千米 长的湖道两侧，该区域为江西最具开发 前景的风电场所。江西省规划到2020年 风电总装机容量将达到98.7万千瓦。
材料二 鄱阳湖地区主要风电场分布图。 材料三 鄱阳湖为我国重要的鸟类栖息 地，其湖面和周边的湖滩基本已经纳入 自然保护区的范畴。
生态环境可以从哪些方面着手？
空气 、水 、土壤 、植物 、 动物、岩石矿物 ……
参考答案： （3）有利：风电清洁可再生，风能部分代替矿物能源，可减少污染物排放， 减轻环境污染；减少碳排放，减轻气候变暖。 不利：破坏湿地；危及鸟类生存；减少生物多样性；破坏自然景观等
归纳总结
风能开发条件评价
风能丰富与稳定程度
大 小 因 素
6个风带
大 尺
季风环流 度
中
小
尺
尺
度
度
风能资源的开发与利用 PPT
风电极不稳定，配建热电站等可以调节、控制，以使电网 输电平稳
不足
风力间歇性 风速不稳定性
问题
输电稳定性差
措施
补充其他电站
材料一 内蒙古灰腾梁百万千瓦级风力发电基地，是亚洲最大的 风电场。近年来，在风机处于正常情况下，却出现部分风机暂停 发电的“弃风限电”现象。
材料二 河西走廊有“风电走廊”之称，2008年8月，甘肃酒泉 千万千瓦级风电基地建设全面启动，但由于现有电网输配能力不 足等原因，部分风电场的风机无奈暂停，“弃风”现象严重。目 前，河西走廊的风电发展还存在大量中小风电企业盲目开发，电 力质量难达标准，市场距离远等问题，严重制约了该地区风电产 业的发展。
考点：风能资源分布
风能资源开发条件
真题再现
2016年
阅读图文材料，完成下列要求。 为建设生态文明，我国大力开发风能等清洁能 源。风电建设成本高于煤电、水电。2009年5 月，甘肃酒泉有“陆上三峡”之称的1000万千 瓦级风电基地建设项目获国家批准，其中的 80%集中在被称为“世界风库”的瓜州县。下 图示意瓜州等地年大风（≥8级）日数。
大气运动
教材 必修三
自然资源综合开发利用 资源的跨区域调配
选修六
自然资源的利用和保护
明确考向
评价影响意义
论证开发条件
04
03
02
01
探究丰富成因
描述分布特征
描述分布特征 我国风能资源分布图
三北地区、东部沿海
海拔较高地区 （4000米以上)
内陆局部 （湖泊、特殊地形）
我国风 能资源 总体分 布不均
云贵川、甘陕南部等地
塔里木盆地 四川盆地、西双版纳 风能最小
探究丰富成因
地形状况
不足
风力间歇性 风速不稳定性
问题
输电稳定性差
措施
补充其他电站
材料一 内蒙古灰腾梁百万千瓦级风力发电基地，是亚洲最大的 风电场。近年来，在风机处于正常情况下，却出现部分风机暂停 发电的“弃风限电”现象。
材料二 河西走廊有“风电走廊”之称，2008年8月，甘肃酒泉 千万千瓦级风电基地建设全面启动，但由于现有电网输配能力不 足等原因，部分风电场的风机无奈暂停，“弃风”现象严重。目 前，河西走廊的风电发展还存在大量中小风电企业盲目开发，电 力质量难达标准，市场距离远等问题，严重制约了该地区风电产 业的发展。
考点：风能资源分布
风能资源开发条件
真题再现
2016年
阅读图文材料，完成下列要求。 为建设生态文明，我国大力开发风能等清洁能 源。风电建设成本高于煤电、水电。2009年5 月，甘肃酒泉有“陆上三峡”之称的1000万千 瓦级风电基地建设项目获国家批准，其中的 80%集中在被称为“世界风库”的瓜州县。下 图示意瓜州等地年大风（≥8级）日数。
大气运动
教材 必修三
自然资源综合开发利用 资源的跨区域调配
选修六
自然资源的利用和保护
明确考向
评价影响意义
论证开发条件
04
03
02
01
探究丰富成因
描述分布特征
描述分布特征 我国风能资源分布图
三北地区、东部沿海
海拔较高地区 （4000米以上)
内陆局部 （湖泊、特殊地形）
我国风 能资源 总体分 布不均
云贵川、甘陕南部等地
塔里木盆地 四川盆地、西双版纳 风能最小
探究丰富成因
地形状况
风力发电ppt较详细PPT课件
市场推广
通过宣传和教育，提高公 众对风力发电的认识和接 受度，促进市场需求增长。
竞争环境
建立公平的市场竞争机制， 打破行业垄断，吸引更多 企业参与风力发电项目的 投资和建设。
技术瓶颈与解决方案
风能利用率
提高风能利用率，降低风能成本， 是当前面临的主要技术瓶颈之一。 通过研发更高效的风力发电机组 和优化风电场布局，可以提高风
能利用率。
储能技术
发展储能技术，解决风能发电的 间歇性问题。例如，利用电池、 抽水蓄能、压缩空气储能等技术， 实现风电场的有功无功调节和调
峰填谷。
输电技术
加强智能电网建设和特高压输电 技术的研究，提高风电并网和远
距离输送的能力，降低损耗。
环境保护与可持续发展
减少对环境的影响
合理规划风电场的位置和规模，避免对生态环境造成破坏。同时，加强风电设备 的噪声和视觉污染治理，降低对周边居民的影响。
海上风电发展
海上风电资源丰富，未来 将有更多的海上风电项目 建成并投入运营。
风力发电与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
太阳能和风能在时间和地域上具有互补性，结合使用可提高可再 生能源的利用效率。
风能与水能结合
风能和水能在动力转换上具有协同效应，结合使用可实现能源的更 高效利用。
多种可再生能源的综合利用
风力发电的优势与局限性
优势
风能是一种可再生能源，利用风能发电有助于减少化石燃料的消耗和温室气体 排放；风能分布广泛，可利用风能资源丰富；风力发电技术成熟，经济效益逐 渐提高。
局限性
风能是一种间歇性能源，受天气和季节影响较大；风力发电机组占地面积较大， 对土地资源有一定需求；风力发电在建设、维护和拆除过程中可能对环境产生 一定影响。
【完整】风能巧利用资料PPT
风能巧利用
问题 1.什么是风能 2.为什么要利用分能 3.古今中外人们是如何风能的
什么是风能
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。风能资源受地形 的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带， 如 的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内 蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。中国东南沿海及附近 岛屿的风能密度可
风能 充电器
提到利用风能发电，人们往往与大型风轮
风车机[fēngc联hē] 系在一起，实际上，风能发电也可以
1.
在非常小的规模内进行，风能 充电器就 风车发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
就前景而言，欧洲风力发电的发展势头仍将继续.
因为它主要的能源来源就是自然界的风，风力电场不会产生空气污染和温室气体。
你知道吗
风能是靠风车 荷兰是风车之国 让我介绍一下风车
• 风车 [fēngchē] 1. windmill 利用风力驱动的机械装置 n.风车, 风车房, 旋转玩具 vt.使旋转 vi.作风车般旋转 winnower n.扬谷(或场)者, 扬谷器, 风车 pinwheel n.轮转焰火, 纸风车 一种玩具,由纸或塑胶制的叶片,松弛装在杆的末端,能在风中旋转
德国风力发电冠欧洲，在欧洲国家中，德国的风力 发电最为发达，到2003年年底，装机容量已达到万千 瓦，占全欧总装机容量的一半以上。就前景而言，欧洲 风力发电的发展势头仍将继续...
问题 1.什么是风能 2.为什么要利用分能 3.古今中外人们是如何风能的
什么是风能
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。风能资源受地形 的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带， 如 的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内 蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。中国东南沿海及附近 岛屿的风能密度可
风能 充电器
提到利用风能发电，人们往往与大型风轮
风车机[fēngc联hē] 系在一起，实际上，风能发电也可以
1.
在非常小的规模内进行，风能 充电器就 风车发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
就前景而言，欧洲风力发电的发展势头仍将继续.
因为它主要的能源来源就是自然界的风，风力电场不会产生空气污染和温室气体。
你知道吗
风能是靠风车 荷兰是风车之国 让我介绍一下风车
• 风车 [fēngchē] 1. windmill 利用风力驱动的机械装置 n.风车, 风车房, 旋转玩具 vt.使旋转 vi.作风车般旋转 winnower n.扬谷(或场)者, 扬谷器, 风车 pinwheel n.轮转焰火, 纸风车 一种玩具,由纸或塑胶制的叶片,松弛装在杆的末端,能在风中旋转
德国风力发电冠欧洲，在欧洲国家中，德国的风力 发电最为发达，到2003年年底，装机容量已达到万千 瓦，占全欧总装机容量的一半以上。就前景而言，欧洲 风力发电的发展势头仍将继续...
风能及其应用课件
《风能及其应用》PPT课件
风力发电
❖ 就国内来看，我国可开发的风能资源约 10亿千瓦，潜力巨大。我国计划在2020年风 电规模达将达3000万千瓦。对风力发电行业 来说，以风电价格0.58元/千瓦时，平均发电 时间按3000小时计，
❖ 2005年风力发电装机容量100万千瓦， ❖ 2006年283万千瓦，2007年466万千瓦
《风能及其应用》PPT课件
思考题
❖ 1 国家《十二五规划的建议》中要求重点发 展哪几种新能源？
❖ 2 为什么说风能是太阳能的一种形式？ ❖ 3 风能的利用有哪几种形式？ ❖ 4 风能发电要具备哪些条件？风能发电推广
的主要问题是什么？
《风能及其应用》PPT课件
风能利用的优势
❖ 1．能源问题已成为当今世界瞩目的大事。煤、 石油、天然气等常规能源发生危机，供不应 求，逐渐枯竭，因此，各国都在大力开发太 阳能、生物能、核能、氢能等新能源。
❖ 常规能源是指经过相当长的历史时期已经被人 类长期广泛利用的能源。它包括一次能源中的可 再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然 气等资源。
❖ 新能源是指采用新的科学技术才能开发和利用并 有发展潜力的能源，包括太阳能、风能、地热能、 海洋能、生物能以及用于核能发电的核燃料等。
❖ （北方大地烧农作物秸秆的利弊 ）
❖ 三是风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电 力；常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发 电机，这是风力发电的主要发展方向。
❖ 下表为美国小型风力发电系统的设计指标
《风能及其应用》PPT课件
输出 功率
额定 风速
风速 控制 范围
1kw系统
1kw以上、电压 120V、 直流发电机与蓄电池配 套使用
《风能及其应用》PPT课件
风力发电
❖ 就国内来看，我国可开发的风能资源约 10亿千瓦，潜力巨大。我国计划在2020年风 电规模达将达3000万千瓦。对风力发电行业 来说，以风电价格0.58元/千瓦时，平均发电 时间按3000小时计，
❖ 2005年风力发电装机容量100万千瓦， ❖ 2006年283万千瓦，2007年466万千瓦
《风能及其应用》PPT课件
思考题
❖ 1 国家《十二五规划的建议》中要求重点发 展哪几种新能源？
❖ 2 为什么说风能是太阳能的一种形式？ ❖ 3 风能的利用有哪几种形式？ ❖ 4 风能发电要具备哪些条件？风能发电推广
的主要问题是什么？
《风能及其应用》PPT课件
风能利用的优势
❖ 1．能源问题已成为当今世界瞩目的大事。煤、 石油、天然气等常规能源发生危机，供不应 求，逐渐枯竭，因此，各国都在大力开发太 阳能、生物能、核能、氢能等新能源。
❖ 常规能源是指经过相当长的历史时期已经被人 类长期广泛利用的能源。它包括一次能源中的可 再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然 气等资源。
❖ 新能源是指采用新的科学技术才能开发和利用并 有发展潜力的能源，包括太阳能、风能、地热能、 海洋能、生物能以及用于核能发电的核燃料等。
❖ （北方大地烧农作物秸秆的利弊 ）
❖ 三是风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电 力；常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发 电机，这是风力发电的主要发展方向。
❖ 下表为美国小型风力发电系统的设计指标
《风能及其应用》PPT课件
输出 功率
额定 风速
风速 控制 范围
1kw系统
1kw以上、电压 120V、 直流发电机与蓄电池配 套使用
《风能及其应用》PPT课件
风能的开发与利用PPT课件
风向新与西东兰西向的的库海克峡有海较峡大与的夹澳角大，利亚的巴斯海峡所 同时处澳的大纬利亚度大差陆不对该多海，峡但的盛前行者风的有阻风挡浪作远用，大故于风后浪小者。， 新西这兰是周为围是什广么阔？的海（洋1，2分受强）盛西风带影响显著，库克海峡西
北—东南走向与风向基本一致，狭管效应风力大 故风浪大。
亚欧大陆与太平洋之间的热力差异显著，冬夏季风 交替影响纬度低，热带气旋活动频繁； 滨海地区昼夜海陆热力差异形成昼夜更替的风（或 海陆风）； 下垫面平坦（海面平滑），阻力（摩擦力）小，对 风力削弱作用小。
因此，风能资源丰富。
海陆热力性质的差异 摩擦力
风速 风时 风力
1.影响风能资源丰歉程度的因素
根据等压线分布，巴斯海峡冬季（7月）吹偏北风， 夏季（1月）吹偏南风，
2014年高考文综真题（四川 卷）风功率密度等级可以放 映风能资源丰富程度，等级 数越大风能资源越丰富。 图2为南海全年风功率密度等 级图。读图回答2题。 1.结合南海风功率密度等级 冬季高于夏季判断，对该海 域风能资源总量形成作用最 大的风是 A．东北风 B．东南风 C．西南风 D．西北风
2.从资源利用角度考虑，目前在下列四地建大型风力发电站最合理 的是 A．①地 B．②地 C．③地 D．④地
中国风能资源仅次于美国和俄罗斯，居 世界第三位。
风能具有四大优点和三大弱点。 四大优点是：
1. 蕴量巨大； 2. 可以再生； 3. 分布广泛； 4 . 没有污染。 三大弱点是： 1、密度低。 这是风能的一个重要缺陷。由于风能来源于空气的流动，而 空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小，只有水 力的1／816。 2、不稳定。 由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以至年 际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。 3、地区差异大。
北—东南走向与风向基本一致，狭管效应风力大 故风浪大。
亚欧大陆与太平洋之间的热力差异显著，冬夏季风 交替影响纬度低，热带气旋活动频繁； 滨海地区昼夜海陆热力差异形成昼夜更替的风（或 海陆风）； 下垫面平坦（海面平滑），阻力（摩擦力）小，对 风力削弱作用小。
因此，风能资源丰富。
海陆热力性质的差异 摩擦力
风速 风时 风力
1.影响风能资源丰歉程度的因素
根据等压线分布，巴斯海峡冬季（7月）吹偏北风， 夏季（1月）吹偏南风，
2014年高考文综真题（四川 卷）风功率密度等级可以放 映风能资源丰富程度，等级 数越大风能资源越丰富。 图2为南海全年风功率密度等 级图。读图回答2题。 1.结合南海风功率密度等级 冬季高于夏季判断，对该海 域风能资源总量形成作用最 大的风是 A．东北风 B．东南风 C．西南风 D．西北风
2.从资源利用角度考虑，目前在下列四地建大型风力发电站最合理 的是 A．①地 B．②地 C．③地 D．④地
中国风能资源仅次于美国和俄罗斯，居 世界第三位。
风能具有四大优点和三大弱点。 四大优点是：
1. 蕴量巨大； 2. 可以再生； 3. 分布广泛； 4 . 没有污染。 三大弱点是： 1、密度低。 这是风能的一个重要缺陷。由于风能来源于空气的流动，而 空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小，只有水 力的1／816。 2、不稳定。 由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以至年 际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。 3、地区差异大。
风力发电技术PPT课件
控制策略实施
实施效果评估
采用最大功率点跟踪和电网电压定向控制 策略，确保风力发电机在并网过程中能够 稳定运行，并实现对电网的友好接入。
通过实际运行数据对并网效果进行评估， 结果显示该并网方案和控制策略能够有效 提高风能利用率和电网稳定性。
06
运行维护与故障排除
运行维护管理体系建立
制定运行维护计划
02
风力发电机组成与工作原理
风轮结构与类型
01
02
03
水平轴风轮
风轮旋转轴与地面平行， 适用于大型风力发电机， 具有高风能利用率和稳定 性。
垂直轴风轮
风轮旋转轴与地面垂直， 适用于小型风力发电机， 具有结构简单、维护方便 等优点。
风轮叶片
叶片形状和材料对风能利 用率和噪音等性能有重要 影响，现代风力发电机多 采用复合材料叶片。
运行。
03
风力发电机组设计与选型
设计原则与方法
01
02
03
04
安全性原则
确保风力发电机组在各种恶劣 环境下的稳定运行，防止意外
事故发生。
经济性原则
在保障安全性的前提下，追求 经济效益最大化，降低度电成
本。
可靠性原则
提高风力发电机组的可利用率 和寿命，减少维护成本和停机
时间。
适应性原则
适应不同风资源和环境条件， 确保风力发电机组的良好运行
控制系统与辅助设备
控制系统
实现对风力发电机的启动、停机 、调速、并网等控制功能，保证
风力发电机的安全稳定运行。
偏航系统
根据风向变化调整风轮迎风角 度，提高风能利用率和减少风 轮载荷。
刹车系统
在紧急情况下实现风力发电机 的快速停机，保证设备安全。
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200
150
100
50
0 德国 西班牙 美国 丹麦 印度 荷兰 意大利 日本 英国 中国 16
2003年世界累计风电装机最多的10个国家
1600
1400 1200
2003年累计风电 装机（万千瓦）
1000
800
600
400
200
0 德国 西班牙 美国 丹麦 印度 荷兰 意大利 日本 英国 中国
17
2003年世界累计风电装机最多的10个国家
40
35
风电所占比例/%
30
25
20
15
10
5
0 德国 西班牙 美国 丹麦 印度 荷兰 意大利 日本 英国 中国
18
2005-2020年世界风电需求的预测
14 12 10
8 6 4 2 0
2005 2007 2010 2012 2015 2020
风电占世界电力的比 例/%
23
地球自转引起的地转偏向力
24
海洋、地形的影响
空气流动
动能
可再生能源
25
2.2 风能的基本特征 风能资源用风速、风级、风能密度等指标 衡量。
2.2.1风速 定义：单位时间内空气在水平方向所移动的
距离。 可用风速仪测量，单位为m/s. 有效风速：3-20m/s
26
2.2.2 风级 风级是根据风对地面或海面物体影响而引起 的各种现象，按风力的强度等级来估计风 力的大小。
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。
风电技术研发 长点
示范 进入市场 国民经济的新增
7
环境驱动力
CO2排放、全球气候变暖、1997年《京都议定 书》
烟尘、SO2、NOx、CO等
8
社会驱动力
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
5
1.2 开发利用风能的动因
经济驱动力 环境驱动力 社会驱动力 技术驱动力
6
经济驱动力
经济最优化
例：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
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
27
风级的表现
风级 名称
相应风速(m/s) 表现
0 无风
0-0.2
零级无风炊烟上
1 软风
0.3-1.5
一级软风烟稍斜
2 轻风
1.6-3.5
二级轻风树叶响
3 微风
3.4-5.4
三级微风树枝晃
4 和风
5.5-7.9
四级和风灰尘起
5 清劲风 8-10.7
五级清风水起波
6 强风
10.8-13.8
六级强风大树摇
在一些国家，风能的利用成为热点问题，得到 公众的支持。
9
技术驱动力
空气动力学理论不断发展 新型高强度、轻质材料的出现 计算机模拟、设计技术的广泛应用 自控技术的提高 机械、电气、电子元件制造技术的成熟
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
10
1.3 世界风能开发现状与 展望
风能开发利用
环境与能源工程学院 孙晗
1
内容
技术、制度与世界风能的发展 风力发电原理和技术 中国风力发电发展
2
技术、制度与世界风能发展
1.1 人类开发利用风能的历史 风帆助航、风力发电、风车提水
3
我国利用风能的历史
3000年前的商代：开始出现帆船 唐代：“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海” 明代：郑和下西洋 明代后：宋应星《天工开物》有：“扬郡以风
0 1983 1989 1995 1998 2001
风电占总电量的 比例/%
14
1983-2003年世界风电发展情况
16 14 12 10
8 6 4 2 0 1983 1989 1995 1998 2001
成本/（美分/ 度）
15
2003年世界累计风电装机最多的10个国家
300
250
2003年当年风电 装机（万千瓦）
帆数扇，俟风转车，风息则止” 方以智著的《物理小识》有：“用风帆六幅，
车水灌田，淮阳海皆为之” 中国沿海沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉
或制盐的做法，一直延续到20世纪50年代
4
欧洲利用风能的历史
12世纪风车从中东传入欧洲。 16世纪，荷兰人利用风车排
水、与海争地，在低洼的海 滩上建国立业。 在蒸汽机出现之前，风力机 械是动力机械的一大支柱， 但因竞争不过蒸汽机、内燃 机等而被淘汰。 19 世纪丹麦人首先研制了风 力发电机。 1891年，丹麦建成世界第一 座风力发电站。 20世纪70年代后，风力发电 蓬勃发展。 21世纪中叶，风能成为世界 能源供应的支柱之一。
平均年增长率
12
1983-2003年世界风电发展情况
900 800 700 600 500 400 300 200 100
0 1983 1989 1995 1998 2001
风电电量/亿度
13
1983-2003年世界风电发展情况
0.5 0.45
0.4 0.35
0.3 0.25
0.2 0.15
0.1 0.05
1983-2003年世界风电发展情况
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
500 0 1983 1989 1995 1998 2001
累计装机/万千 瓦
11
1983-2003年世界风电发展情况
40 35 30 25 20 15 10
5 0 1983 1989 1995 1998 2001
19
1.4 世界鼓励风能开发利用的政策措施 研发鼓励政策 投资鼓励政策 生产鼓励政策 消费鼓励政策
20
1.5 中国风能发展需要制度创新 中国风力资源丰富，但风电发展落后 原因：缺乏透明、完整、可持续、有效力
的风能政策和法律制度 国家发改委制定的《可再生能源中长期发
展规划》指出：到2020年中国风电装机容量 将达到2000万瓦，要实现这一目标需要制度 创新
7 疾风
13.9-17.1
21
风力发电原理和技术
风与风能的形成 风能的基本特征 风力发电原理 风力发电机安装场址的选择 风力发电系统的种类 风与风能的形成 成因：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，形成风。
高低纬度的温度差异