风能利用技术的研究综述
李有雯1，席静1，王静1，梁斌1
（1．兰州石化职业技术学院应用化学工程学院，甘肃省兰州市邮编730000）
摘要：风能是一种洁净的可再生能源，利用技术相对成熟，具有安全可靠、单机容量大、建设周期短等优点，而且对环境比较友好，所以被世界各国普遍关注,并在新能源中选择优先发展。
关键词：新能源；风能；风能利用
Abstract：Wind Energy is a clean renewable energy, its use of
technology is relatively safe and rekiable. And it has some remarkable
advantage, such as single capacity, short contruction and environment friendly.
So it is generally concern in the worldwide.
Key words：New energy Wind Energy Wind Energy Utilization Technology
基金项目(Foundation
item):甘肃省高等学校科学研究项目（2017A-162）；2017年甘肃省高等学校创新创业教学改革研究项目（2017-41）
作者简介：李有雯，女（汉），甘肃靖远人，兰州石化职业技术学院教师，获硕士学位，主要从事石油化工及安全工程方面研究。
E-mail:xjenjoyfly@163.com
当今世界，倍受关注的热点问题之一就是能源问题。因为能源问题与人类的活动紧密相连，与人类生活和生产都休戚相关。因此，能源的储备、开发、利用是国家的头等大事。
众所周知，能够产生能量的资源叫能源[1]。多年以来,人类过度地开发利用煤、石油、天然气等常规化石能源，随着人类消费能源的能力不断提高，常规能源的消耗速度也十分惊人.而作为不可再生的常规化石能源，消耗殆尽的时间一天天临近。
在不断增长的能源需要和持续增大的能源消耗的矛盾中，越来越多的国家意识到了开发利用新能源在可持续发展的道路中的重要性。新能源的开发利用技术发展，不仅展现一个时代科学技术发展的进步程度，也可以体现带带人类社会文明的进步程度，这是一种新的环保理念的延续。
目前全球范围内已经开发利用的新能源主要包括太阳能、水能、风能、生物质能等。其中，风能资源是现阶段以来发展最快，利用技术最为成熟，同时实现商业化最为经济的一种较为理想的开发能源[2]。
因此开发利用风能源已经迫在眉睫，要让人类受益于风能源的开发，让风能源技术造福人类。
1.风能的概述
1.1 什么是风能
吹风是地球上的一种最常见的自然现象。而地球上的风是怎么形成的呢？风形成的原因是太阳辐射产生的热能引起来的。太阳光可以照射在地球表面，而由于地球表面不同的地方接受光热的能力不同，因此会在各个区域产生温度差，进一步由于热密度差引起大气对流，当大气对流运动时就会产生风[3]。
1.2 风能的特点
风能作为可再生能源的重要类别，具有蕴藏量巨大、可再生、分布广、无污染等特点，风力发电已成为世界可再生能源发展的重要方向。
1.3我国区域内风能资源的分布
我国位于亚洲大陆东南，比邻太平洋西岸，属于季风强盛的区域。我国具有广袤的草原和一望无际的海岸线，风能资源储备非常丰富[4].同时风能的发展对于解决能源与环境保护,能源与发展之间的矛盾具有良好的开发前景, 发展潜力巨大。
据有关数据显示，中国陆上离地10m高度风能资源总储量约43.5亿kW，这个数字稳居世界首位。海上10m高度可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW。我国风能资源丰富的地区主要分布在东北、华北、西北(并称为三北地区)、东南沿海及附近岛屿。其中新疆达坂城、内蒙古和广东南澳等风力场的装机容量都已经分别超过5万kW，占全国50%以上[5]。
2.风能的利用
2.1 古代人对风能的利用
我国古代的劳动人民曾经利用风力输送机械水进行灌溉,利用风力机械进行磨面、舂米；还用风帆推动船只前进。我国是世界上最早利用风能的国家之一。
在公元前2世纪，古波斯人就已经开始利用垂直轴风车进行碾米等农业活动；公元前10世纪，伊斯兰人也开始利用风车提水；在公元前13世纪,风车技术传入欧洲，14世纪就已经成为了欧洲不可缺少的动力机。最闻名于世的风车国—荷兰，最先用于湖边和湿地的提水，以后又用于榨油和锯木[6]。
2.2 当今对风能的利用
目前人类对风能的利用主要表现在风力发电，这个技术已经受到了世界各国的高度重视，而且发展速度非常快。风力发电比起来传统的火力发电，它最大的优势就是不存在燃料问题，且对环境比较友好；再跟核电比较起来，它不会产生辐射污染。而且从经济的角度考虑，风力发电所使用的仪器设备比太阳能利用的设备要便宜[7]。风力发电还有一个优势就是不需要传统火力发电所需要的循环冷却水系统,这也可以节省大量的成本投入.
3.风能利用的设备—风力机
风力机是一种利用风能的装置。
风力机有水平轴风力机和垂直轴风力机两类。水平轴风力发电机技术发展得比较快，应用技术也趋于成熟。但是现有的小型的水平轴风力机有一些缺陷，就是转速高，噪音大，而且在运行的过程中容易发生故障，对人产生危险，所以在有人居住或经过的地方是不适宜安装的[7].
和水平轴的风力发电机比较起来，垂直轴风力发电机的开发技术相对较慢一些。垂直轴风力发电机的叶片和发电机对研发技术要求较高，但是现在市场上的小型的垂直轴风力机因为降低了转速，所以有效地提高了风机的稳定性，同时具有启动风速较低，噪音小（基本听不到噪音）这些显著的优点，所以相对更适合在接近人类活动范围内安装，大大提高了风力发电机的使用范围[8]。
4. 风力发电的未来前景
风力发电的优势具体体现在以下六个方面.
最受大家关注的就是风力发电的电价，在近些年一直处于下降的趋势。截至目前获得的数据显示,中国风电成本约在0.5元以上，随着我国风力发电的逐步实现了国产化和规模化，风力发电的成本还有望一降再降[9]。
其二,风能资源的丰富性也是风力发电的一大优势。
其三，随着科学技术的发展，风电技术已经日臻成熟。
其四，风力发电工程的建设工期短，见效快。 [10]。
其五，风力发电可以减缓火力发电的压力，而且产生过程对环境友好，可以有效的遏制温室效应。据数据显示,风力发电每生产100万千瓦时的电量，可以减少600吨二氧化碳的排放[11]。
其六,风电的应用范围更加广泛，可以实现边远农村的独立供电。[12]。
5.风能开发利用中存在的主要问题
中国的风力资源丰富，应当被合理地利用起来。尽管风能在我国的发展前景良好，但以目前利用的情形来看，风能在中国的开发利用率低,并不是十分理想[13].其实我国对风能利用的起步并不比其他国家晚太多，但却没能很好地发展.据有关专家指出，我国风力发电发展缓慢的主要原因是:首先是因为风力发电在我国没有得到足够的重视，而且缺乏长期的发展计划,导致了产业规模小，成本高。还有一个原因就是大多风电场应用进口风机，风电设备昂贵，直接导致发电成本高，严重地制约了风力发电的发展。
6.展望
随着现代社会的发展，科学技术的竞争愈演愈烈，而随之带来的能源问题也日渐突出，风能资源作为新能源的典型代表，因为其开发利用比起太阳能而言，投入成本就少，比起核能来讲，又不存在泄露的风险，而且可以实现独立的供电系统。因此就目前发展的形式而言，风力资源的利用是新能源中技术最成熟的开发技术，风力发电是最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式。
参考文献
[1] 马维野，《中国能源安全的若干问题》，《经贸导刊》，2001(9).
[2] 章超美，《关于风能发电的论述》，《科技经济市场》，2007.
[3] 顾为东，《大规模非并网风力发电——让高耗能产业步入低碳时代》，《北方经济》，2011.
[4] 李伟，涂乐，林勇刚，《风力发电中液压技术的应用研究》，《液压与气动》，2013.
[5] 钱伯章，《风能技术与应用》，［M］，科学出版社.
[6]廖明夫，《风力发电技术》，［M］西北工业大学出版社.
[7] 张伟，《异步风力发电系统并网仿真分析》．太原理工大学硕士学位论文．2006.5
[8] 盛金，《论低碳经济与低碳能源发展》，哈尔滨理工大学硕士论文， 2018.
[9] 耿华,杨耕,马小亮．《并网型风力发电机组的控制技术综述》．《电力电子技术》．2006.12.
[10]陈所宽，章燕谋《新能源发电》［M］.北京：机械工业出版社,1988.
[11]赵洪杰;马春宁《风力发电的发展状况与发展趋势》水利科技与经济2006(09).
[12] 吴宗香，陈文颖，《以煤为主多元化的清洁能源战略》［M］北京：清华大学出版社.
[13]刘元杰. 《风能发展与齿轮商机》现代零部件，2007,6.
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