风力发电的意义、特点及存在的问题

五、风力发电的意义、特点及存在的问题

1.风力发电的意义

目前全球每年的风能大约相当于每年耗煤能量的1000倍以上，其能量大大超过水能，也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。风能的特点是分布范围广，能量密度较小，因多处于大气的自由运动状态而稳定性较差。

在各种能源中，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤炭、石油、天然气，需要从地下挖采出来，运送到火力发电厂的锅炉设备中去燃烧；也不同于水能，必须建造坝来推动水轮机运转；也不像原子能那样，需要昂贵的装置和防护设备。风能由于利用简单且机动灵活，因此有着广阔的前途。特别是在缺乏水力资源、燃料和交通不方便的沿海岛屿、山区和高原地带，都具有速度很大的风，这是很宝贵的能源，如果能利用起来用于发电，对当地人民的生活和生产都会很有利。

风能的重要优势在于，风本身不含任何污染物，风能是一种清洁能源。在风电生产过程中既不会产生任何污染物，也不会造成太多的内部能量损耗。同时，由于风能属于天然资源无处不在，无时不有，因此其开发成本十分经济，属于一种节能、环保、廉价型的优质能源。

2.风力发电的特点

风力发电的突出优点是环境效益好，不排放任何有害气体和废弃物。风电场虽然占了大片土地，但是风力发电机组基础使用面积很小，不影响农田和牧场的正常生产。多风的地方往往是荒滩或山地，建设风电场的同时也开发了旅游资源。

1）风力发电利用的是可再生的清洁能源

风能是一种可再生的清洁能源，风力发电不消耗资源，不污染环境，这是其他常规能源发电（煤电、油电）所无法比拟的优点。

2）建设周期短

风力发电场的建设周期短，单台风力发电机组的安装仅需几周，从土建、安装到投产，一万千瓦级的风力发电场的建设周期只需半年到一年时间。

3）投资规模灵活

风力发电系统投资规模灵活，有多少钱就装多少台机，可根据资金情况决定一次装机规模，有了一台的资金就可以加装一台。

4）可靠性高

风力发电技术日趋成熟，把现代高科技应用于风力发电机组，使风力发电的可靠性大大提高。大、中型风力发电机组的可靠性已达98％，机组寿命可达20年。

5）运行维护简单

风力发电机组的自动化水平很高，完全可以无人值守，只需定期进行必要的维护，不存在火力发电大修问题。

6）发电方式多样化

风力发电既可并网运行，也可与其他能源发电（如光伏发电、柴油发电、水力发电）组成互补运行的发电系统，还可以独立运行，如建在孤岛、海滩或边远沙漠等荒凉不毛之地，这对于解决远离电网地区的用电问题、脱贫致富可发挥重大作用。(https://www.daowen.com)

由于风速是随时变化的，风力发电的不稳定性会给电网带来一定的影响。目前许多电网都建设有调峰用的抽水蓄能电站，使风力发电的这个缺点可以得到克服。

3.风力发电存在的问题

1）发电成本高

目前，世界风力发电的成本已达到6美分/（kW·h）以下，达到3美分/（kW·h）时就与火力发电的成本相当。风力发电成本较高的主要原因是风力发电机组的生产制造成本较高以及风力发电机组在运行时的维护费用较高。

2）生产制造成本高

1980年以前，美国中小型风力发电机组的生产制造成本为2000～5000美元/kW。风力发电机组生产技术先进的丹麦，中小型风力发电机组的生产制造成本为1750～2500美元/kW。大型风力发电机组的生产制造成本较中小型风力发电机组的生产制造成本低。美国大型风力发电机组的生产制造成本为1350～3500美元/kW，丹麦为1380～3000美元/kW。由于风力发电机组装机容量的不断增加以及工业发达国家风力发电机组的商品化，风力发电机组的生产制造成本逐年降低，至1999年，工业发达国家已将风力发电机组的生产制造成本降低到500～1500美元/kW，达到500美元/kW时就与火力发电机组的生产制造成本相当。

3）风力发电机组存在的一些质量问题

（1）风力发电机组的寿命还难以达到20～30年。

（2）叶片断裂、控制系统失灵等事故还时有发生。

4）抗干扰性问题有待解决

（1）风力发电机组转动的叶片切断空气及叶片转动与空气再结合在一起时所发出的噪声。

（2）金属叶片或金属梁复合叶片在转动时会对距离近的电视造成重影或条纹状干扰。

5）风力发电机组其他有待解决的问题

（1）还应继续降低风力发电机组的生产制造成本和发电成本。

风力发电机组的生产制造成本应降低到500美元/kW以下，以形成与火力发电投资的竞争能力；同时应提高风力发电机组运行时的可靠性和寿命，以降低风力发电成本。

（2）提高风力发电机组的质量，以保证风力发电机组运行时的可靠性及耐久性。

应研制疲劳强度高、重量轻的复合材料，以解决叶片断裂问题；提高控制系统的可靠性，以减少维护费用，提高风力发电机组的利用率，降低风力发电成本；提高风力发电机组的综合质量，以使风力发电机组的寿命达到20年以上。

（3）风力发电机组机用蓄电池的攻关。

单机使用的风力发电机组急需大容量、小体积、高效率、免维护、寿命长、价格低的蓄电池，以满足风力发电机组无风不能发电而需供电的要求。