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我國北方風能資源利用與發展問題

2010-12-20 來源:風力機械分會 瀏覽數:4046

  4.1 切實加強風資源普查和測試工作風能,作為一種自然能源的存在形式,在一個特定的地域,就有其儲量大小、質量的優劣,以及其時空分布規律等,只有查清這些基本情況,結合對特定地域的交通、通訊、電網網架分布等情況調查,才能確定是否在該地區建設風電場和確定裝機單臺容量和總容量。
  上個世紀80 年代初,中國科學院、國家氣象局和清華大學等單位,組織有關部門,在進行大量的調查,組織各地區氣象站,對多年氣象測試中的數據進行整理、計算、分析,繪制了全國風能分布圖,這項工作進展及其取得的成果,對剛起步的中國風能開發利用起到了積極的指導作用。這里要說明的是,這項工作的原始資料都取自于全國的各有關氣象臺、站,而這些氣象臺、站除個別外,多數都建在條件比較好的、適合人們居住和生活的城鎮與村莊周圍,所取得的資料都是為當地人們生產、生活和防災減災所需要。用這些資料來作為建設風力發電場的參考還是可以的,如果以此作為依據建設風電場還是不可行的。因此,要建設大型風力發電場作為資源儲備,必須對錫盟風資源進行全面普查和測試。
  首先,成立全盟風資源普查和測試組織,培訓風資源普查和測試技術人員。組織參加單位的具體工作人員學習風能利用基本知識,參觀現有的風力發電場,了解建設風力發電場建設對風資源要求的基本條件,掌握普查測試工作的任務和內容,充分發揮工作人員的積極性和主動性。在了解全盟擬測地域大體上的地形地貌和該處氣象常年積累風況統計,優選出有發展前途的地域,能滿足建設風力發電場條件,確定為測風點安裝測風塔及相關儀器,進行測風工作;建設風場及前期工作風資源普查內容。調查當地的凍土深度、土壤結構、地面粗糙度、表面承壓能力和巖石強度等。調查電網網架的電壓等級,網架距測試點的距離及方位。調查常規電源點裝機容量與測試點的距離及方位,確認網架和電源點的隸屬關系。 調查公路、鐵路網的分布及距離情況;調查生活依托情況。如距離最近城市的距離,及其區域內的醫療衛生、文化教育和物資供應情況。對環境的調查和評估,周圍是否有不可移動的文物古跡,是否有珍惜鳥類生存的濕地,是否有野生動物常年遷徙的通道等。上述測試和調查,是在規劃建設大型風電場前,必須準確、全面、及時準備的資料;風資源測試內容:不同風速的年持續時間,不同風速的日、月、年的時空分布情況,年平均風速,年大氣溫度變化情況,溫度變化的時空分布,極端溫度值,年降水量的時空分布,年降水量的極端值。
  4.2 政府要對風電場在建設過程中進行有效監管
  錫盟在建成第一個大型風電場后,引起了全國風電行業有關人員的高度重視。國內一些大型能源企業紛紛落戶錫盟,現在全盟各旗縣幾乎都有風場的建設,或者是在做風場建設的前期準備工作,因此對風場建設監管顯得十分必要。建設風電場除了有很好的風資源外,還要有比較開闊的場地,錫盟這兩個條件都很優越,但是各地政府只要拉動當地經濟發展,把建設風場用地批出去,不管怎樣用,基本不再過問。如灰騰梁風電場群的建設,現在國內一些有實力的能源企業都涉足那里,大有群雄逐鹿之勢,他們各自為政,不管建設規模多大,都要建并網升壓站,風場控制室,生活設施等。另外在風力發電機組機位布置方面也是各行其事,當走到風場附近舉目望去,一片雜亂無章粱地養眼,這是因為設計人員只相信外國的選址軟件以標高為主要參考依據,沒有充分考慮到機組的維修道路和輸電線路的布置, 更沒有考慮到建成后的景觀形成。我們知道,風力發電機定位是由多方面因素所制約,高度是一方面,這里有些機位高差不足一米,為了尋求最高(或者等高)也要破壞機組行株布置規律,造成場內機組維修道路和地理電纜布置困難,更主要的是增加了用地面積,因而也增加了對植被破壞。
增加了保護土地的植被資源的難度。
  4.3 實施對離網型(用戶小型)風力發電機的更新換代工作小型風力發電機起步在錫盟,技術成熟在錫盟,大面積推廣在錫盟。由于這些原因,自治區政府制定了扶植小風電發展的相關政策,這些政策統稱為“光明工程”。小型風力發電機的推廣普及,帶動了廣大牧區經濟社會的發展,給牧民帶來真正的實惠。近年來,自治區微小型風力發電機受區外一些機組沖擊非常嚴重,這一現象應引起有關方面高度重視,其表現為:價格不實。如內蒙古自治區300W 風力發電機額定風速8m/s,風輪直徑為2.8m,年等效運行時間可以運行3000h 以上,售價為1500 元。而南方一些企業生產的產品額定風速13m/s,風輪直徑只有1.4m,年等效運行時間不足1000h,售價在1200 元左右,因為廣大牧民不懂額定風速,等效運行時間這樣專業名詞,只知道價格高低,造成市場混亂,微小型風力發電機信譽降低。
  但是,全區生產的微小型風力發電機組都是上個世紀八九十年代產品,有些原來的生產企業轉制后再也沒進行過產品的更新換代,產品技術已經落后,因此,技術更新亟待加強。
  4.3.1 改進發電機設計 現在運行的戶用微小型風力發電機組,裝配的發電機,為了降低制造成本,減少故障,都是采用由風輪軸接帶動的運行方式,這些電機的設計,過去由于受傳統電機的影響,其外形結構基本是長圓柱形,自己有完整的底座與其他機構聯接。隨著用戶也對風力發電機組功率需求的提高,風輪直徑也隨著增大,因而風輪轉速會因此下降,長圓柱式結構的永磁發電機應改為短圓柱結構,一般稱盤式結構。把過去電機外形直徑與長度比1:1 到1:2,改為1:0.2 到1:0.4。這樣就可以在同等轉速下,加大磁力線的切割速度,提高發電機的工作效率。
  4.3.2 改變發電機的外形設計 現在戶用微小型風力發電機組,配裝的發電機是一個獨立的個體,有自己的結構外形,增加了制造成本,加大了維護保養的工作量,建議結合風機其他零件如回轉體及轉向機構一起設計。
  4.3.3 增加人工停車和大風自動保護裝置 微小型風力發電機運行狀態,如果對機組進行正常維護、檢修和電瓶已經充足需要停機,以及遇到大風避險時,因為沒有停車和大風自動保護裝置,用繩索或套馬桿,把尾翼拉到與風向垂直的位置,使風向與風輪平行,風輪慢慢減速,達到暫時停車和控制轉速的目的。這樣的停車有以下缺點:當風向稍有變化時,風輪轉速就開始提高,有時一天內風向變化數次,如果不按風向及時地調整栓鎖位置會給尾翼增加很大負荷,造成嚴重的變形和損壞。
  另外風速有時變化也很大,如果沒有自動車剎車結構,常常因為大風不能剎車而造成倒機的嚴重損壞現象。據上世紀八九十年代統計,發電機槳葉斷裂、發電機軸損壞,85% 因為大風機組運轉超速所造成。
  4.3.4 加強對電瓶的保護方法研究 電瓶是微型風力發電機系統中起著穩定電壓、調整用電負荷延長供電時間作用的重要裝置,可是,在發電和用電過程中,由于使用不當過早會使這一設施損壞,因此增加對電瓶過充、過放的保護裝置是非常必要的。另外也要積極開發除鉛酸外其他材料的電瓶。研究風資源,風力發電機功率和電瓶容量的最佳配合,達到經濟、實用、安全的目的。
  4.4 擴大風力提水機使用范圍

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 中小型風力發電機在通信基站中的應用
閱讀下文 >> 內地風電龍頭征戰再起

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