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课程资源•地理视野风叶转一圈能发多少电呢?你知道“蓝碳”吗?

来源:m6米乐在线登录app    发布时间:2024-03-09 20:31:28
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  在中国的各地,有各式各样的风电场。这些风电场,为地方经济发展提供了源源不断的绿色动力。

  风力发电机组由叶轮、机舱、塔筒等基础部件组成。它的发电原理很简单:机组利用风力带动风车叶轮旋转,将风能转化为机械能,发电机再将机械能转化为电能,然后电能通过集电线路输送到风电场升压站,升压后再输送到电网,就可以变成千家万户使用的清洁风电了。

  可一个风电场都由几十甚至上百组风车组成,这么多风车是如何运作的呢?每一台风车都由风电场的“中枢大脑”——主控室控制,负责风电机组运行的工作人员24小时全天候监测,保证风车的安全与健康。

  一般情况下,风速只要达到3米/秒(微风拂面的感觉),风车就可以旋转发电。

  以1500千瓦的风机机组为例,机组叶片大约有35米长(约12层楼高)。风力发电机每转动一周,大概需要4-5秒(但这时的叶尖速度可达280多公里每小时,堪比高铁速度),可以产生约1.4度电。在正常满功率的情况下,一天的发电量就可供15个家庭使用1年。这样一台风力发电机,每年可以减排3000吨二氧化碳、15吨二氧化硫、9吨二氧化氮。

  像黄岩西部山区的风电场,项目总用地面积1.6727公顷,安装了28台单机容量为1500千瓦的风电机组,总装机规模为42000千瓦,每年上网电量可达8414万千瓦时。

  根据能量守恒定律,的确风速越大提供的电能就越多,但我们的风能转换器在风速达到一定数值时,会因为强度过大而损坏,而且事实上,发电量不取决于叶片转速。

  因为风力发电机机组中存在一个类似汽车变速箱的装置,比如变速箱挂到1档,那么即使叶片转速非常快(相当于油门踩到底),但通过变速箱传动到发电机装置当中仍然是较为恒定的低速(相当于车子还是跑不快),有了这么个装置,也变向起到了保护作用。而在叶片恒定转速的情况下,叶片受力增加,功率就会增加,风机的叶片越大,功率越大,相应发电量就越多。接着问题又来了,那风也不会乖乖听话,只往一个方向吹呀?不需要过多的担心,风力发电机的头部集成有传感器和偏航系统,一旦风向标与风速仪采集到风向与风速变化,偏航系统就会督促偏航电机调整机舱位置,使其平稳地对准风向,最大效率利用风能。

  风电还细分为陆上风电和海上风电。像黄岩布袋山、临海括苍山、温岭东海塘等都属于陆上风电场,而像椒江大陈岛风电场和玉环科啸风电场便属于典型的海上风电场。

  两者在建设成本上有很大差异。一般来说海上风电场是陆上风电场建设成本的两倍,运维费用是陆上风电场的2-4倍。这主要是由于海上施工条件差,施工难度高,再加上海上风电远离岸边,台风、风暴潮等不利海况也会对风电运维造成较大影响。谭老师地理工作室综合整理

  大海广袤无垠,有着非常丰富的风能资源,海上风电发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源,适宜大规模开发,发电效率普遍比陆上风电高出20%-40%。换句话说,潜力“杠杠的”。实现碳达峰,风电大有可为。

  风能是可再次生产的能源,非常环保。而且风能设施对生态环境影响较小。虽然前期投入较大,但相比水电和火电,后期维护、管理费用极低,是目前新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展的发电方式之一。但是,风是一种间歇性可再次生产的能源,在短时间内的功率变化很大,但长时间的功率较为稳定。这使得风力发电无法依据需求而增减发电,不能作为基载电力来源。因此,风力发电必须与其他的电力来源或储存设施一起使用,才可提供稳定的电源。随着地区的风力发电增加,在大多数情况下要更多像是火力发电、核能发电的常规能源作为备用,或者是升级电网。不过,能够正常的使用电力管理技术来解决这样一些问题,像是调度不同的再生能源与不同地理分布的发电机组,向邻近区域的进出口电源、存储能量等方法。因此,目前电网公司都在探索怎么来实现新能源的大规模消纳。

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