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【科普】就在你身邊的能量——風(fēng)能

2015-04-27 來(lái)源:CWP 瀏覽數(shù):748

  風(fēng)能就是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。風(fēng)能就是空氣的動(dòng)能,風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。
  風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽(yáng)輻射熱引起的。太陽(yáng)照射到地球表面,地球表面各處受熱不同,產(chǎn)生溫差,從而引起大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。風(fēng)的能量是由太陽(yáng)輻射熱引起的,據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽(yáng)能中雖然只有大約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能,但其總量仍是十分可觀的。全球的風(fēng)能約為1300億千瓦,比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。
  人類(lèi)利用風(fēng)能的歷史
  人類(lèi)利用風(fēng)能的歷史可以追溯到公元前。古埃及、中國(guó)、古巴比倫是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一。
  公元前利用風(fēng)力提水、灌溉、磨面、舂米,用風(fēng)帆推動(dòng)船舶前進(jìn)。
  到了宋代更是中國(guó)應(yīng)用風(fēng)車(chē)的全盛時(shí)代,當(dāng)時(shí)流行的垂直軸風(fēng)車(chē),一直沿用至今。
  在國(guó)外,公元前2世紀(jì),古波斯人就利用垂直軸風(fēng)車(chē)碾米。
  10世紀(jì)伊斯蘭人用風(fēng)車(chē)提水,
  11世紀(jì)風(fēng)車(chē)在中東已獲得廣泛的應(yīng)用。
  13世紀(jì)風(fēng)車(chē)傳至歐洲,
  14世紀(jì)已成為歐洲不可缺少的原動(dòng)機(jī)。
  在荷蘭風(fēng)車(chē)先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水,其風(fēng)車(chē)的功率可達(dá)50馬力,以后又用于榨油和鋸木。后來(lái)由于蒸汽機(jī)的出現(xiàn),使歐洲風(fēng)車(chē)數(shù)目急劇下降。
  到了18世紀(jì),在北美洲風(fēng)力機(jī)被用來(lái)灌溉田地和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
  從1920年起,人們開(kāi)始研究利用風(fēng)力機(jī)作大規(guī)模發(fā)電。 1931年在蘇聯(lián)克里米亞的巴拉克拉瓦(CrimeanBalaclava)建造的100千瓦容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是最早商業(yè)化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
  我國(guó)的風(fēng)能資源儲(chǔ)量
  根據(jù)2014年中國(guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能資源中心公布的新一輪全國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估成果:
  我國(guó)陸地70米高度風(fēng)功率密度達(dá)到150瓦/平方米以上的風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為72億千瓦;
  達(dá)到200瓦/平方米以上的風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為50億千瓦;
  80米高度風(fēng)功率密度達(dá)到150瓦/平方米以上的風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為102億千瓦;
  達(dá)到200瓦/平方米以上的風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為75億千瓦。
  而根據(jù)現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,風(fēng)功率密度在150瓦/平方米以上的風(fēng)能資源都具備開(kāi)發(fā)價(jià)值,輪轂高度一般都超過(guò)了80米,有的已經(jīng)達(dá)到120米。也就是說(shuō),保守來(lái)講,我國(guó)陸上風(fēng)能資源的技術(shù)可開(kāi)發(fā)量也在70億千瓦以上。
  按風(fēng)電年平均利用小時(shí)數(shù)2000小時(shí)計(jì)算,70億千瓦風(fēng)能資源意味著14萬(wàn)億千瓦時(shí)的清潔電力,是2014年全國(guó)總發(fā)電量(約55000億千瓦時(shí))的近2.5倍。而這還不包括儲(chǔ)量巨大的海上風(fēng)能資源。

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