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1、毕 业 论 文中 国 新 能 源 的 发 展 方 向 （风 力 发 电）院系：保定电力职业技术学院 专业：防雷工程及其高电压技术年级：2007级学生姓名：陈秦学号：指导教师：2012年2月2日目 录摘 要 . 1第一章 开发新能源的必要性 . 2第二章 各类新能源的比较 . 3 2.1 风 能 . 3 2.2 太阳能 . 4 2.3 核 能 . 6第三章 介绍风力发电 . 7 3.1 风力发电机的结构 . 7 3.2 风力发电的过程 . 8结 语 . 9参考文献 . 10摘 要本文首先简略介绍了我国新型能源开发利用的必要性，并将风能，太阳能，核能进行分析比较其各自的优胜略汰。给出了风力发电设备
2、的构成及发电的全部流程。阐述了风能对我国电力事业发展的深远影响和重要意义。关键词：新能源，风力发电，影响和意义。第一章 开发新能源的必要性能源是人类生存和发展的重要物质基础 ，也是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。中国经济社会实现持续快速发展，离不开有力的能源保障。人们将煤炭、石油、天然利用新技气等化石能源称为常规能源。相对常规能源而言，术或新材料而获得新的其他能源称为新能源。新能源是指太阳能、地热能、水能、核能、海洋能、生物质能等可再风能、生资源经转化或加工后的电力或洁净燃料。联合国开发计划署（ UNDP）把新能源分为以下三大类 ：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、
3、现代生物质能、地热海洋能；穿透生物质能。新能源是一系列新技术，也是一系列新思维、新观念、新哲学、更是新市场、新机制。我国常规能源形势严峻。当前，我国常规能源形势的严峻性主要表现在六个方面 ：一是资源有限。据专家估算，我国煤炭剩余可采量可供开采不足百年，石油剩余可采量只有 20 年，能源供应安全将面临极大的挑战。二是结构失衡。我国能源资源储量中煤炭占 92% 、石油占 2 9% 、天然气占0 2% 、其他占 4 9%。“富煤、贫油、少气”的资源储量结构决定了我们必须依赖煤炭 ，煤炭占能源消费总量的约 70% ，比国际平均水平高 40 个百分点。三是使用低效。 我国的能源系统效率为 33 4% ，
4、比国际先进水平低 10 个百分点左右。四是污染严重。我国过度依赖化石能源结构造成严重的环境污染，大气污染造成的经济损失已相当于 GDP 的 2% 3% 。五是技术落后。造成能源结构的惯性和新能源发展缓慢的根本原因在于能源应用技术落后 、缺乏创新意识。 六是对外依存度过高且缺乏战略储备。目前，我国石油对外依存度超过 40% ，预计 2020 年将超过 60%，能源运输方式 90%依靠海运，存在导致油路中断的众多不安全因素。 所以针对当前我国严峻的能源形势，迫切需要确立新能源开发利用在未来经济发展中的战略地位。第二章 各类新能源的比较2.1 风 能其优点是：风能为洁净的能量来源。风能设施日趋进步，
5、大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源，很环保。其缺点是：风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。 在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。 风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。 现在的风力发电还未成熟
6、，还有相当发展空间。综上所述气优缺点可以总结为：优点：1、清洁，环境效益好；2、可再生，永不枯竭；3、基建周期短4、装机规模灵活。缺点：1、噪声，视觉污染；2、占用大片土地；3、不稳定，不可控；4、目前成本仍然很高。5、影响鸟类。2.2 太阳能 优点：1、太阳能作为一种能源，它具有一些普通能源不可比拟的优点。 太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的十一亿年当中，太阳只消耗了它本身能量的2，今后数十亿年太阳也不会发生明显的变化，所以太阳可以作为永久性的能源，取之不尽、用之不竭。它给地面照射15分钟的能量，就足够全世界使用一年。2、太阳能是到处都有的，不需要运输。一般认为，处于南
7、北纬5060度以内的地区，本地区年日照时间在16002400h（小时）,具有丰富的太阳能可以利用，只要最初花一定的代价，投一笔资金，造好太阳能利用装置，能量就会源源不断地自己送上门来，免费供应。期间只需要花很少一笔设备维修费。3、太阳能使用时不会带来污染，不会排放出任何对环境不良影响的物质，是一种清洁的能源。当然，大量使用太阳能之后，由于太阳能的充分利用，结果会使环境的温度稍微升高，但这种温升，不致对环境造成不良影响。 4、太阳能对于地球不增加热载荷，这是太阳能特别重要的优点，所以利用太阳能的系统又称作无变量的能源系统。因为我们用太阳能作功，虽然最终是变为热，但是如果我们不用它做功的话，最终也
8、是变为热。这是几万万年来一直进行着的现象，已经形成地球的生态平衡，另一方面，我们用煤、石油、铀分裂、核聚变，似乎也不过是最终变为热，但是如果我们不开采出来用的话，那就不会产生热了。所以这一份热是另加在地球上的热载荷。地球为了散去这另加的热载荷，就得普遍的增高温度。 缺点：太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但也有一些缺点给利用上带来一些困难。1、虽然到达整个地面太阳能非常巨大，但这种能量非常分散，作为能源，它的密度太低了。因此，太阳能的利用装置必须具有相当大的面积，才能收集到足够的功率。但是，面积大，造价就会高。只有当采集能量装置表面的单位造价相当便宜时，才能经济合算的使用这太阳能利用器。 2
9、、太阳能受气候、昼夜的影响很大，到达极不恒定。因此必须有贮存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造价增加。目前虽然已经制成多种贮存系统，但总是不够理想，具体应用也有一定困难。2.3 核 能优点：1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气 污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。5.核能发电的成本中，燃料费
10、用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 缺点：1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成严重伤害。第三章 介绍风力发电3.1 风力发电机的结
11、构机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。高速轴及其机械闸：高速轴以1500转
12、每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。液压系统：用于重置风力发电机的
13、空气动力闸。冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。风速计及风向标：用于测量风速及风向。3.2 风力发电的过程 把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。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
14、机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。结 语 风能具有清洁性和可再生性的优点,是中国今后电力可持续发展的必然选择。中国开发利用风能资源,一方面有利于中国电源结构的调整,另一方面有利于减少污染气体的排放而缓解全球变暖的威胁,同时也有利于减少能源进口方面的压力,对提高中国能源供应的多样性和安全性将作出积极的贡献。随着中国风力发电技术的发展、风力发电机组制造成本和项目开发成本的不断降低,以及石化燃料的逐步减少及其开采成本的增加,加上国家对风力发电资源开发政策的有力支持,风力发电已具备了与常规能源竞争的能力,其优势和经济效益已日益显现,风力发电事业必将得到快速发展。随着风力发电逐步进入产业化发展阶段,风力发电在电力市场中将逐渐具有强有力的市场竞争力,发展前景十分广阔。总之,风力发电将以其丰富的资源、良好的环境效益和逐步降低的发电成本,成为中国21世纪重要的电源。 参考文献1翟秀静,刘奎仁,韩庆编着.新能源技术M.北京:化学工业出版社,2009.2胡传煜.发展风电大有可为J.上海电力,2010,(1):452493中国水电工程顾问集团公司.风电场工程前期工作管理办法及技术规定培训教材M,20094钟伟强.国内外风力发电的概况J.风机技术,2008.
