风能的历史
1. 风能怎么产生的
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。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。
人类利用风能的历史可以追溯到公元前,但数千年来,风能技术发展缓慢,没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。 即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。
我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。全国风力资源的总储量为每年16亿kw,近期可开发的约为1.6亿kw,内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列。
风能特点
风能就是空气流动所产生的动能。大风所具有的能量是很大的。风速9~10m/s的5级风,吹到物体表面上的力,每平方米面积上约有10kg。风速20m/s的9级风,吹到物体表面上的力,每平方米面积可达50kg左右。台风的凤速可达50~60m/s,它对每平方米物体表面上的压力,竟可高达200kg以上。汹涌澎湃的海浪,是被风激起的,它对海岸的冲击力是相当大的,有时可达每平方米20~30t的压力,最大时甚至可达每平方米60t左右的压力。
风不仅能量是很大的,而且它在自然界中所起的作用也是很大的。它可使山岩发生侵蚀,造成沙漠,形成风海流,它还可在地面作输送水分的工作,水汽主要是由强大的空气流输送的,从而影响气候,造成雨季和旱季。专家们估计,风中含有的能量,比人类迄今为止所能控制的能量高得多。全世界每年燃烧煤炭得到的能量,还不到风力在同一时间内所提供给我们的能量的1%。可见,风能是地球上重要的能源之一。
合理利用风能,既可减少环境污染,又可减轻越来越大的能源短缺的压力。 自然界中的风能资源是极其巨大的。据世界气象组织估计,整个地球上可以利用的风能为2X107MW。为地球上可资利用的水能总量的10倍。
风能与其它能源相比,既有其明显的优点,又有其突出的局限性。风能具有四大优点和三大弱点。
四大优点是:
蕴量巨大;
可以再生;
分布广泛;
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。从下表可以看出,在各种能源中,风能的含能量是极低的,给其利用带来一定的困难。
能源类别 风能
(3m/s) 水能
(流速3m/s) 波浪能
(波高2m) 潮汐能
(潮差10m) 太阳能
能流密度
[kw/m2] 0.02 20 30 100 晴天平均
1.0 昼夜平均
0.16
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。
由于地形的影响,风力的地区差异非常明显。一个邻近的区域,有利地形下的风力,往往是不利地形下的几倍甚至几十倍
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2. 风能的开发史及其利用价值是什么
风力发电风能是太阳能的一种形式。由于太阳能辐射造成地球各部分受热不均匀,引起大气层中压力不平衡,使空气在水平方向运动形成风,空气运动产生的动能就叫风能。太阳能每年给全球的辐射能约有2%转变为风能,相当于1.14×1016度电力的能量,大约为全世界每年燃烧发电量的3000倍。虽然风能具有储量大、分布广、可再生和无污染等优点,但是风能亦有密度低、能量不稳定和受地形影响等缺点。因此地球上的风能资源不可能全部利用。我国有可利用的风能资源约为2.53×1011瓦,相当于1992年全国发电总装机容量的1.5倍,平均风能密度为100瓦/平方米。
人类利用风能已有数千年的历史,埃及、巴比伦和中国等文明古国都是世界上利用风能最早的国家。风帆助航是风能利用最早的形式,直到19世纪,风帆船一直是海上交通运输的主要工具。风力提水是早期风能利用的主要形式,公元前3600年前后古埃及就使用风车提水、灌溉。12世纪初,风车才传入欧洲,在蒸汽机发明前,风车一直是那里的一种重要的动力源。有“低洼之国”之称的荷兰早就利用风车排水造田、磨面、榨油和锯木等,至今还有数以千计的大风车作为文物保存下来,成为荷兰的象征。19世纪,当欧洲风车逐渐被蒸汽机取代后,美国却在开发西部地区时使用了数百万台金属制的多叶片现代风车进行提水作业。中国利用风车提水亦有1700多年历史,一直到20世纪中叶,仅江苏省就有20余万台风车用于灌溉、排涝和制盐等。
风力发电是近代风能利用的主要形式。19世纪末,丹麦开始研制风力发电机(简称风力机),但是一直到20世纪60年代,虽然工业化国家陆续制造出一些样机,但除充电用的小型风力发电机外,都没有达到商品化的程度。1973年,石油危机发生以后,人们认识到煤炭、石油等化石燃料资源有限,终究会消耗殆尽,而且燃料燃烧所引起的空气污染和温室效应等环境问题日趋严重。为了保护我们赖以生存的地球,大力开发可再生的清洁能源,如风能、太阳能、海洋能等势在必行。风能利用又重新受到重视,并取得了长足的进步。到1993年底,全世界风力发电机装机容量约300万千瓦,年发电量50亿千瓦时。风力发电已具有与常规能源发电竞争的能力。
将风的动能转化为可利用的其他形式能量(如电能、机械能、热能等)的机械统称为风能转换装置。风力机是最通用的风能转换装置。现代风力机一般由风轮系统、传动系统、能量转换系统、保护系统、控制系统和塔架等组成。
风轮系统是风力机的核心部件,包括叶片和轮毂。风轮叶片类似于飞行器——直升机的旋翼,具有空气动力外形,叶片剖面有如飞机机翼的翼型。从叶根到叶尖,其扭角和弦长有一定的分布规律。当气流(风)流经叶片时,将产生升力和阻力。它们的合力在风轮旋转轴的垂直方向上的分量可以使风轮旋转,并带动传动轴转动,将风的动能转换成传动轴的机械能。
风力机的保护系统和调节系统是保证安全和提高功能的重要部件。风力机调节系统是自动调节风轮运动参数的机构,主要由调向装置和调速装置组成。调向装置的作用是调节风轮旋转平面与气流方向相垂直,使风力机的功率输出最大。小型风力机常用尾舵调向,当风轮旋转轴与气流方向不一致时,作用在尾舵上的空气动力可使风轮旋转平面与气流方向保持一致。中大型风力机常用伺服电机,在风向标和测速电机的控制下,它可以正反转动,调整方向。
垂直轴式风力机调速装置是调节风轮转速的,在风力机工作风速范围内起功率调节作用,在高风速时起保护作用。
塔架用于支撑风力机风轮、机舱等部件,将风轮置于一定高度,利用风的剪切效应,使风轮增加输出功率。例如,在乡间田野上,如果10米高度处的风速为5米/秒,那么在20米和30米高度处的风速就可分别达到5.6米/秒和6米/秒。风轮的输出功率与风速的立方成正比,当一个风轮在5米/秒风速时输出的功率是100千瓦,而在6米/秒风速时就可达到173千瓦。现代风力机在塔架底部安装有专门的电子监控系统,使各部件协调运行,并对故障情况进行监测。
风力机的形式很多,且各有特点。按风力机额定功率大小,可划分为微型(小于1千瓦)、小型(1~10千瓦)、中型(10~100千瓦)和大型(大于100千瓦)风力机。按照风轮旋转轴形式分,又有水平轴风力机和垂直轴风力机之别。最常见的是水平轴风力机,技术上比较成熟。垂直轴风力机与水平轴风力机相比,优点在于它可以在任意风向情况下运动,不需要调向装置;其次,发电机的位置接近地面,维修方便。垂直轴风力机的风轮有两种,一种是阻力型,常见的有萨冯尼斯风轮,平板式和涡轮式风轮等;另一种是升力型,常见的有Φ形达里厄风轮和直叶片风轮等。垂直轴风力机的缺点是启动和制动性能差。
水平轴风力机按风轮叶片数目又有单叶片、双叶片、三叶片和多叶片几种。水平轴风力机按风轮与风向和塔架的相对位置划分,有上风式和下风式风力机。风先流过风轮再通过塔架的为上风式风力机;风先流过塔架再通过风轮的为下风式风力机,它具有自动对风能力,但气流在塔架后面会形成涡流,使风轮的输出功率下降,称为塔影效应。
人类利用风能按用途分有风帆助航、风力提水、风力发电和风力致热等多种形式,其中风力发电是近代发展的最主要的形式。
尤其是近十年来,风力发电在世界许多国家得到了重视,发展应用很快。应用的方式主要有这么几种:1.风力独立供电,即风力发电机输出的电能经过蓄电池向负荷供电的运行方式,一般微小型风力发电机多采用这种方式,适用于偏远地区的农村、牧区、海岛等地方使用。当然也有少数风能转换装置是不经过蓄电池直接向负荷供电的。2.风力并网供电,即风力发电机与电网连接,向电网输送电能的运行方式。这种方式通常为中大型风力发电机所采用,稳妥易行,不需要考虑蓄能问题。3.风力/柴油供电系统,即一种能量互补的供电方式,将风力发电机和柴油发电机组合在一个系统内向负荷供电。在电网覆盖不到的偏远地区,这种系统可以提供稳定可靠和持续的电能,以达到充分利用风能、节约燃料的目的。4.风/光系统,即将风力发电机与太阳能电池组成一个联合的供电系统,也是一种能量互补的供电方式。在我国的季风气候区,如果采用这一系统可全年提供比较稳定的电能输出,补充当地的用电不足。
风力提水风力提水是早期风能利用的主要形式,至今许多国家特别是发展中国家仍在使用。风帆助航是风能利用的最早形式,现在除了仍在使用传统的风帆船外,还发展了主要用于海上运输的现代大型风帆助航船。1980年,日本建成了世界上第一艘现代风帆助航船——“新爱德”号,它有两个面积为12.15米×8米的矩形硬帆,其剖面为层流翼型,采用现代的空气动力学新技术。据统计,风帆作为船舶的辅助动力,可以减少燃料消耗10%~15%。
风力致热是近年来开始发展的风能利用形式。它是将风轮旋转轴输出的机械能通过致热器直接转换成热能,用于温室供热、水产养殖和农产品干燥等。致热器有两类:1.采用直接致热方式,如固体与固体摩擦致热器、搅拌液体致热器、油压阻尼致热器和压缩气体致热器等。2.采用间接致热方式,如电阻致热、电涡致热和电解水制氢致热等。目前风力致热技术尚处在示范试验阶段,试验证明直接致热装置的效率要比间接致热装置的效率高,而且系统简单。
3. 风力机的历史发展过程详细的给分
风力机-正文 将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。许多世纪以来,它同水力机械一样,作为动力源替代人力、畜力,对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及20世纪50年代中东油田的发现,使风力机的发展缓慢下来。70年代初期,由于“石油危机”,出现了能源紧张的问题,人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性,于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
简史 风车最早出现在波斯,起初是立轴翼板式风车,后又发明了水平轴风车。风车传入欧洲后,15世纪在欧洲已得到广泛应用。荷兰、比利时等国为排水建造了功率达66千瓦(90马力)以上的风车。18世纪末期以来,随着工业技术的发展,风车的结构和性能都有了很大提高,已能采用手控和机械式自控机构改变叶片桨距来调节风轮转速。风力机用于发电的设想始于1890年丹麦的一项风力发电计划。到1918年,丹麦已拥有风力发电机120台,额定功率为5~25千瓦不等。第一次世界大战后,制造飞机螺旋桨的先进技术和近代气体动力学理论为风轮叶片的设计创造了条件,于是出现了现代高速风力机(见彩图)。1931年,苏联采用螺旋桨式叶片建造了一台大型风力发电机,风速为13.5米/秒时,输出功率达100千瓦,风能利用系数提高到0.32。在第二次世界大战前后,由于能源需求量大,欧洲一些国家和美国相继建造了一批大型风力发电机。1941年,美国建造了一台双叶片、风轮直径达53.3米的风力发电机,当风速为13.4米/秒时输出功率达1250千瓦。英国在50年代建造了三台功率为 100千瓦的风力发电机。其中一台结构颇为独特,它由一个26米高的空心塔和一个直径24.4米的翼尖开孔的风轮组成。风轮转动时造成的压力差迫使空气从塔底部的通气孔进入塔内,穿过塔中的空气涡轮再从翼尖通气孔溢出。法国在50年代末到60年代中期相继建造了三台功率分别为1000千瓦和800千瓦的大型风力发电机。 风力机 风力机 风力机 新一代风力机的特点是:①增强抗风暴能力;②风轮叶片广泛采用轻质材料,如玻璃纤维复合材料等;③运用近代航空气体动力学成就使风能利用系数提高到0.45左右;④用微处理机控制,使风力机保持在最佳运行状态;⑤发展风力机阵列系统;⑥风轮结构形式多样化。法国人在20年代发明的垂直轴风轮在淹没了半个多世纪之后,已成为最有希望的风力机型之一。这种结构有φ型、Δ型、Y型和◇型等多种形式。它具有运转速度高、效率高和传动机构简单等优点,但需用辅助装置起动。人们还提出了许多新的设想,如旋涡集能式风力机,据估计,这种系统的单机功率将100~1000倍于常规风力机。
中国利用风车的历史至少不晚于13世纪中叶,曾建造了各种形式的简易风车碾米磨面、提水灌溉和制盐。直到20世纪50年代仍可见到“走马灯”式风车(图1)。中国已研制出30余种现代风力机,主要用作简易提水工具。60年代研制出功率 3千瓦、叶轮直径6米的FWG-6型低速风力机。
基本原理 太阳对大气层的不均匀照射和地球表面吸热能力的不同,在大气层中引起冷热空气的强烈对流而形成风。 风的动能与风速的 3次方成正比。用v表示空气速度,用ρ表示质量密度, 则单位时间内流过风轮扫掠面积 A的空气质量(m)为ρAv,于是空气动能便是。由于气体的可压缩性,气体质点穿过风轮扫掠面──能量转换界面时,风速由v1降为v2,即v1>v2。因自然风速v1只能有一部分被利用,若以风能利用系数Cρ表示利用程度,则可利用风能为,其中Cρ<1。根据气体动量理论推导出风能利用系数的最大可能值为或0.593, 因此风轮输出功率与风轮的工作面积成正比。Cρ取决于风轮和叶片的结构和工艺。旧式风车Cρ≈0.10,现代风力机Cρ=0.3~0.4,最高可达 0.5。另外,现代风力机在能量传输过程中大约还要损失 1/3理论上应输出的功,则有效输出功为:或,式中D为风轮直径。
构成和分类 风力机的主要部件是风能接收装置。一般说来,凡在气流中产生不对称力的物理构形都能成为风能接收装置,它以旋转、平移或摆动运动而发出机械功。各类风能接收装置的取舍取决于使用寿命和成本的综合效益。风力机大都按风能接收装置的结构形式和空间布置来分类,一般分为水平轴结构(图2)和垂直轴结构(图3)两类。以风轮作为风能接收装置的常规风力机,按风轮转轴相对于气流方向的布置分为水平轴风轮式(转轴平行于气流方向)、侧风水平轴风轮式(转轴平行于地面、垂直于气流方向)和垂直轴风轮式(转轴同时垂直于地面和气流方向)。广义风力机还包括那些利用风力产生平移运动的装置,如风帆船和中国古代的加帆手推车等。无论何种类型的风力机,都是由风能接收装置、控制机构、传动和支承部件等组成的。近代风力机还包括发电、蓄能等配套系统。 风力机 风力机 风力机 风速-功率运行曲线 风力机的经济效益在相当大程度上取决于安装地点的风力状态。通过气象测量可得到安装地点的一条风速持续曲线(图4)。图4中横坐标为年小时数,总数为8760小时;纵坐标为风速。曲线上任意点都代表安装地点一年中出现超过此点风速的累计小时数。功率与风速的立方成正比,所以可由风速持续曲线得到一条与之类似的功率持续曲线(图5)。图5中gfe三角区因风速太低,为不可利用区。g点对应的风速相当于3米/秒,此时有显著的功率输出。gf称为开始工作点。输出功率随风速增高逐渐增大,在 c点风力机达到额定输出功率。当风速继续增高时,通过调节叶片桨距或其他方法可使功率输出稳定在额定值。b点相当于风速 27米/秒左右。为避免被风暴损坏,风力机在此点处应关机。功率曲线下的阴影面积bcfgh代表实际年输出能量。如果风力机全年满负荷运行,则adeo矩形面积代表全年输出的能量。bcfgh与adeo之比称为风力的年负载系数。将负载系数乘以8760就得到风力机一年中满载运行的当量小时数。 风力机 存在问题 世界上已有数万台风力机在运行,作为辅助能源正在发挥作用。但风力机仍存在若干不足之处:①能量输出不稳定,特别是大型风力机的利用率低,作为独立能源的条件还不具备;②安全可靠性尚无充分保障;③成本在短期内尚不足以与矿物燃料相竞争。但是,随着人类对能源需求量的日益增多和科学技
4. 风的历史
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。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化成风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约2.74X109MW,其中可利用的风能2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
人类利用风能的历史可以追溯到公元前,但数千年来,风能技术发展缓慢,没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源,有著巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有著十分重要的意义。即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。
目前风力机销售额己达每年五亿美元以上,全世界总装置容量将近二百万瓦;年发电量约达 32亿度,相当於 35万公秉油当量,可减低传统能源的依赖,预计未来市场仍将持续稳定成长。
人类利用风能的历史很早。远在公元前,即已发明利用风力转动风车的装置,而在十八、九世纪曾盛及一时。工业革命后,因石油、煤等 大量开采及电力的普及而逐渐没落。近年来,能源危机逐渐凸显,於是风力能又再度受到重视,欧美先进国家无不积极研究与利用。尤其科技进步,现代风利机与已往的风车,无论是性能、构造及发电效益上均有长足的进步。
风力发电的原理,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。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
5. 风力发电的历史
风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……。现在,人们感兴趣的,首先是如何利用风来发电。
风是一种潜力很大的新能源,人们也许还记得,十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦;一马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
6. 中国最早利用风能的朝代、时间
我国是世界上利用风力最早的国家之一。早在3000年前已有了风帆助航。1000多年前又有了风车提水。风力发电的研究起步于本世纪50年代,由于客观条件所限而暂停。在尧舜时代,我们的先民们就已经认识到煽动生风的原理,并开始将人造风用于生产生活。最迟在春秋战国时期,我们的先民们就已经认识到风是由于空气的流动而产生的,开始对自然风加以利用。风能——自然风能和人造风能被广泛应用到农业、冶金、交通运输、军事等重要领域,有了很多重要的工具发明产生。农业方面主要有木枚、竹扬杴、飚篮、簸箕、风扇车、风车等,用于谷物清选、提水灌溉及排水;风帆则被广泛应用于交通领域的航运及陆地运输;冶金鼓风机械有:皮橐、木扇式风箱、活塞式风箱、马排、水排等。此外,风扇是人们日常掮风取凉的主要工具,并有机械化的七轮大扇发明;风筝则被应用于战争,后来逐渐成为人们日常娱乐的主要方式之一,并发展成我国一些地区的习俗。足踏式风扇车是古代人们发明的用于谷物清选的重要的工具之一,《王祯农书》对其有详细的记载,并附有结构图。王祯 (1271-1368),字伯善,元代东平(今山东东平)人。中国古代农学、农业机械学家、道家学者。元元贞元年(1295)至大德四年(1300)曾任宣州旌德(今安徽旌德)及信州永丰(今江西广丰)县令。王祯在大德二年(1298)制造3万余木活字,排印《旌德县志》100部。大约在元成宗大德四年(1300)左右著成《王祯农书》或《农书》。《农书》末并附撰《造活字印书法》,记述其木活字版印刷术。
7. 人类利用风能的历史
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。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化成风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约2.74X109MW,其中可利用的风能2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
人类利用风能的历史可以追溯到西元前,但数千年来,风能技术发展缓慢,没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源,有著巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有著十分重要的意义。即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。
目前风力机销售额己达每年五亿美元以上,全世界总装置容量将近二百万瓦;年发电量约达 32亿度,相当於 35万公秉油当量,可减低传统能源的依赖,预计未来市场仍将持续稳定成长。
台湾为一海岛,白产化石能源贫乏,但出於位处东北信风带上,颇具风能潜力,在能源短缺及污染问题困扰之际,如何有效利用此一自然乾净的风力能源,实系一迫切需要之课题。
人类利用风能的历史很早。远在公元前,即已发明利用风力转动风车的装置,而在十八、九世纪曾盛及一时。工业革命后,因石油、煤等 大量开采及电力的普及而逐渐没落。近年来,能源危机逐渐凸显,於是风力能又再度受到重视,欧美先进国家无不积极研究与利用。尤其科技进步,现代风利机与已往的风车,无论是性能、构造及发电效益上均有长足的进步。
风力发电的原理,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。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
8. 最早利用风能的是哪个国家
人类利用风能的历史可以追溯到公元前。古埃及、中国、古巴比伦是世界上最早利用风能的国家之一。
公元前利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。由于石油短缺,现代化帆船在近代得到了极大的重视。到了宋代更是中国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。
在国外,公元前2世纪,古波斯人就利用垂直轴风车碾米。 10世纪伊斯兰人用风车提水,11世纪风车在中东已获得广泛的 应用。
13世纪风车传至欧洲,14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水,以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出现,才使欧洲风车数目急剧下降。
(8)风能的历史扩展阅读:
风能利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能量。风就是水平运动的空气,空气产生运动,主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的。
在赤道和低纬度地区,太阳高度角大,日照时间长,太阳辐射强度强,地面和大气接受的热量多、温度较高;在高纬度地区太阳高度角小,日照时间短,地面和大气接受的热量小,温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异,形成了中国南北之间的气压梯度,使空气作水平运动。
9. 风能怎样利用历史
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。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2.74×109兆瓦,其中可利用的风能为2×107兆瓦,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
人类利用风能的历史可以追溯到公元前。中国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪中国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。到了宋代更是中国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。在国外,公元前2世纪,古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水,11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲,14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水,以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出现,才使欧洲风车数目急剧下降。
数千年来,风能技术发展缓慢,也没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态平衡被严重破坏的双重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在1974年就开始实行联邦风能计划。其内容主要是:评估国家的风能资源;研究风能开发中的社会和环境问题;改进风力机的性能,降低造价;主要研究为农业和其他用户用的小于100千瓦的风力机;为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。美国已于20世纪80年代成功地开发了100、200、2000、2500、6200、7200千瓦的6种风力机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家,超过2×104千瓦,每年还以10%的速度增长。现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行,其风力机叶片直径为97.5米,重144吨,风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制,年发电量达1000万千瓦时。根据美国能源部的统计,至1990年美国风力发电已占总发电量的1%。瑞典、荷兰、英国、丹麦、德国、日本、西班牙,也根据各自国家的情况制定了相应的风力发电计划。如瑞典1990年风力机的装机容量已达350兆瓦,年发电10亿兆瓦。丹麦在1978年即建成了日德兰风力发电站,装机容量2000兆瓦,三片风叶的扫掠直径为54米,混凝土塔高58米,预计到2015年电力需求量的15%将来源于风能。德国1980年就在易北河口建成了一座风力电站,装机容量为3000千瓦。在英国,英伦三岛濒临海洋,风能十分丰富,政府对风能开发也十分重视,到1990年风力发电已占英国总发电量的2%。在日本,1991年10月轻津海峡青森县的日本最大的风力发电站投入运行,5台风力发电机可为700户家庭提供电力。
中国位于亚洲大陆东南,濒临太平洋西岸,季风强盛。季风是中国气候的基本特征,如冬季季风在华北长达6个月,东北长达7个月。东南季风则遍及中国的东半壁。根据国家气象局估计,全国风力资源的总储量为每年16亿千瓦,近期可开发的约为1.6亿千瓦,内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居中国前列,年平均风速大于3米/秒的天数在200天以上。中国风力机的发展,在20世纪50年代末是各种木结构的布篷式风车,1959年仅江苏省就有木风车20多万台。到60年代中期主要是发展风力提水机。70年代中期以后风能开发利用列入“六五”国家重点项目,得到迅速发展。进入80年代中期以后,中国先后从丹麦、比利时、瑞典、美国、德国引进一批中、大型风力发电机组。在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了8座示范性风力发电场。1992年装机容量已达8兆瓦。新疆达坂城的风力发电场装机容量已达3300千瓦,是全国目前最大的风力发电场。至1990年底全国风力提水的灌溉面积已达2.58万亩。1997年新增风力发电10万千瓦。目前中国已研制出100多种不同形式、不同容量的风力发电机组,并初步形成了风力机产业。尽管如此,与发达国家相比,中国风能的开发利用还相当落后,不但发展速度缓慢,而且技术落后,远没有形成规模。在进入21世纪时,中国在风能的开发利用上加大投入力度,使高效清洁的风能能在中国能源的格局中占有应有的地位。