風(fēng)力發(fā)電廠(Wind Farm)，簡(jiǎn)稱風(fēng)電廠，是利用風(fēng)來產(chǎn)生電力的發(fā)電廠，屬于可再生能源發(fā)電廠的一種。目前，為了低碳環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展，世界各國(guó)相繼將發(fā)展再生能源列為重要目標(biāo)，而在此情形下，風(fēng)力發(fā)電廠也就成為各國(guó)首選的能源發(fā)展重點(diǎn)。在附加價(jià)值方面，風(fēng)力發(fā)電廠除了可供給電力外，亦提供了寓教于樂、觀光、休閑、環(huán)境美化等各項(xiàng)功能。
今天小編帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)一下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、歷史，介紹一下風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的類型和世界各國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)稱風(fēng)機(jī)，是構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電廠的必要條件之一，主要由塔架、葉片、發(fā)電機(jī)等三大部分所構(gòu)成。除此之外，還具備自動(dòng)迎風(fēng)轉(zhuǎn)向、葉片旋角控制及監(jiān)控保護(hù)等功能。運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)速必須大于每秒2至4米(依發(fā)電機(jī)不同而有所差異)不等，但是風(fēng)速太強(qiáng)(約每秒25米)也不行，當(dāng)風(fēng)速達(dá)每秒10至16米時(shí)，即達(dá)滿載發(fā)電。由于每座風(fēng)力發(fā)電機(jī)皆可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，故每座風(fēng)力發(fā)電機(jī)均可視為單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電廠，是屬于一種分散式發(fā)電系統(tǒng)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展歷史
風(fēng)力機(jī)最早出現(xiàn)在三千年前,當(dāng)時(shí)主要用于碾米和提水。第一臺(tái)水平軸式風(fēng)力機(jī)出現(xiàn)在十二世紀(jì)。
1887-1888年冬，Brush安裝了一臺(tái)被現(xiàn)代人認(rèn)為是第一臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行且用于發(fā)電的風(fēng)力機(jī)。
1980年丹麥BONUS公司生產(chǎn)了 30KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)，是現(xiàn)在制造商早期模型的代表。
1980-1981 年開發(fā)的 55KW 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)工業(yè)和技術(shù)上的一個(gè)突破。隨著這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的誕生，風(fēng)力發(fā)電每度電的成本下降了約 50% 。
兆瓦級(jí)NEG Micon1500KW風(fēng)機(jī)，于1995年投入運(yùn)行。此型風(fēng)機(jī)最初的模式是葉輪直徑為60米。
多兆瓦級(jí)NEG Micon 2MW風(fēng)力機(jī)于1999年8月投入運(yùn)行。葉輪直徑為72米。
目前，全球安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組超過了60000部以上，機(jī)組容量大多為600至3000千瓦不等，目前主流機(jī)組為2000千瓦，最大機(jī)組為9.5兆瓦。
全球最大商用海上風(fēng)電機(jī)組MHI Vestas 164-9.5 MW
風(fēng)力發(fā)電廠地點(diǎn)分類
由于風(fēng)遇障礙物時(shí)會(huì)消耗其能量，所以風(fēng)力發(fā)電廠最好設(shè)置在開闊區(qū)域以增加能量轉(zhuǎn)換效率，此外，風(fēng)向的穩(wěn)定性亦十分重要，除可增加風(fēng)能的取得外，更能延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的壽命。目前，風(fēng)力發(fā)電廠的建置地點(diǎn)大致可以歸為以下兩類：
陸地
舉凡陸地上所有地形，幾乎都可以建置風(fēng)力發(fā)電廠，不過礙于法令與飛行安全的限制，部分地區(qū)雖風(fēng)能強(qiáng)勁，但是不能發(fā)展(例如機(jī)場(chǎng)附近、生態(tài)保護(hù)區(qū)、候鳥或?yàn)l危鳥類經(jīng)過區(qū))。
比利時(shí)埃斯蒂諾蒙發(fā)電廠
海上
建置海上風(fēng)力發(fā)電廠(又稱離岸式風(fēng)力發(fā)電廠)是未來的發(fā)展趨勢(shì)。由于世界各國(guó)相繼大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，已致陸地上可建置風(fēng)電地點(diǎn)快速減少，所以目前大型風(fēng)電廠的發(fā)展大多是以海上為主。如英國(guó)的1000 兆瓦發(fā)電容量的“倫敦陣列”(London Array)風(fēng)力發(fā)電廠。除此之外，中國(guó)、丹麥、瑞典、德國(guó)亦有海上風(fēng)電廠。
倫敦陣列(London Array)
世界風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀
在風(fēng)力發(fā)電廠裝置容量上，現(xiàn)階段世界上裝置容量超過大型風(fēng)力發(fā)電廠主要位于中國(guó)、美國(guó)、印度等國(guó)家，目前對(duì)大多數(shù)國(guó)家而言，風(fēng)力發(fā)電廠的裝置容量對(duì)整體供電影響不大。近幾年隨著風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力觀測(cè)技術(shù)進(jìn)步而使風(fēng)力發(fā)電量預(yù)估準(zhǔn)確性提高，使得部分國(guó)家或地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電使用率快速增加。在2017年，風(fēng)力發(fā)電于歐盟地區(qū)已占總發(fā)電量的11.7%，并首次超過水力發(fā)電量成為歐盟最大的再生能源電力來源，而其中在丹麥的風(fēng)力發(fā)電已占丹麥用電量43.4%。
根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì) (GWEC)2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年全球風(fēng)能總?cè)萘砍^651吉瓦，中國(guó)是世界上排名第一的風(fēng)力發(fā)電國(guó)家、也是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量最大的國(guó)家。
世界陸地風(fēng)電裝機(jī)容量
世界離岸風(fēng)電裝機(jī)容量
中國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀
根據(jù)中國(guó)風(fēng)能專委會(huì)《2018年中國(guó)風(fēng)電吊裝容量統(tǒng)計(jì)》，2018年，累計(jì)裝機(jī)容量約 2.1 億千瓦。(或許因今年疫情，2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)暫未公布)
2008-2018年中國(guó)新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量
截至2018年底中國(guó)各省(區(qū)、市)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量
截至2018年底我國(guó)沿海各省(區(qū)、市)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)分布
評(píng)論