① 我國風能分布的特點
風能是分布廣泛、用之不竭的能源。
我國當然是東多西少。
且盛行季風,對作物生長有利。在內蒙古高原、東北高原、東南沿海以及內陸高山,都具有豐富的風能資源可作為能源開發利用。
風能資源豐富的地區主要分布在以下地區:
(1)三北(東北、華北、西北)地區豐富帶,風能功率密度在200~300瓦/米2以上,有的可達500瓦/米2以上,主要是由於三北地區處於中高緯度的地理位置有關。
(2)東南沿海及附近島嶼包括山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、廣西和海南等省(市)沿海近10
公里寬的地帶,年風功率密度在200W/m2米以上。
(3)內陸個別地區由於湖泊和特殊地形的影響,形成一些風能豐富點,如鄱陽湖附近地區和湖北的九宮山和利川等地區。
(4)近海地區,我國東部沿海水深5米到20米的海域面積遼闊,按照與陸上風能資源同樣的方法估測,10米高度可利用的風能資源約是陸上的3倍,即7億多千瓦
② 風能概況
我國幅員遼闊,海岸線長,風能資源比較豐富。據中國氣象科學研究院估算,全國平均風功率密度為100W/m2,風能資源總儲量約32.26億kW,可開發和利用的陸地上風能儲量有2.53億kW(依據陸地上離地10m高度資料計算),海上可開發和利用的風能儲量有7.5億kW。
中國風能資源主要分布在東南沿海及附近島嶼,新疆、內蒙古和甘肅走廊、東北、西北、華北和青藏高原等部分地區,每年風速在 3m /s 以上的時間近 4000小時左右,一些地區年平均風速可達7m/s以上,具有很大的開發利用價值。我國面積廣大,地形地貌復雜,故而風能資源狀況及分布特點隨地形、地理位置不同而有所不同,據此可將風能資源劃分為四個區域(包括海上建設的風電場)。
(1) 北部(東北、華北、西北)地區風能較豐富帶
風功率密度在200~300W/m2以上,有的可達500W/m2以上,如阿拉山口、達坂城、輝騰錫勒、錫林浩特的灰騰梁、承德圍場等,可利用的小時數在5000小時以上,有的可達7000小時以上。這一風能較豐富帶的形成,主要是由於北部地區處於中高緯度的地理位置。
由於歐亞大陸面積廣大,北部地區氣溫又低,是北半球冷高壓活動最頻繁的地區,而我國地處歐亞大陸東岸,正是冷高壓南下必經之路。北部地區是冷空氣入侵我國的前沿,在冷鋒(冷高壓前鋒)過境時,在冷鋒後面200km附近經常可出現6~10級(10.8~24.4m/s)大風。對風能資源利用來說,就是可以有效利用的高質量大風。這一地區的風能密度,雖較東南沿海為小,但其分布范圍較廣,是我國連成一片的最大風能資源區。
(2) 沿海及其島嶼地區風能豐富帶
沿海及其島嶼風能豐富帶,年有效風功率密度在200W/m2以上,風功率密度線平行於海岸線,沿海島嶼風功率密度在500W/m2以上,如台山、平潭、東山、南鹿、大陳、嵊泗、南澳、馬祖、馬公、東沙等,可利用小時數約在7000~8000小時。這一地區特別是東南沿海,由海岸向內陸是丘陵連綿,風能豐富地區僅在距海岸50km之內。
東南沿海受台灣海峽的影響,每當冷空氣南下到達海峽時,由於狹管效應使風速增大。冬春季的冷空氣、夏秋的台風,都能影響到沿海及其島嶼,是我國風能最佳豐富區。我國有海岸線約1800km,島嶼6000多個,這是風能大有開發利用前景的地區。
(3) 內陸局部風能豐富區
在兩個風能豐富帶之外,風功率密度一般在100W/m2以下,可利用小時數3000小時以下。但是在一些地區由於湖泊和特殊地形的影響,風能也較豐富,如鄱陽湖附近較周圍地區風能就大,湖南衡山、湖北的九宮山、河南的嵩山、山西的五台山、安徽的黃山、雲南太華山等也較平地風能為大。
青藏高原海拔4000m以上,這里的風速比較大,但空氣密度小,如在海拔4000m的空氣密度大致為海平面的67%,也就是說,同樣是8m/s的風速,在海平面風功率密度為313.6W/m2,而在海拔4000m只有209.9W/m2。這里年平均風速3~5m/s,風能仍屬一般地區。
(4) 海上風能豐富區
海上風電場的特點是風速高、發電量大,湍流強度小,可減少機組疲勞載荷,延長使用壽命,如陸上20年,海上可能25年;但是接入電力系統和機組基礎成本高。我國海上風能資源豐富,東部沿海水深2m到15m的海域面積遼闊,按照與陸上風能資源同樣的方法估測,10m高度可利用的風能資源約是陸上的3倍,即7.5億kW,而且距離電力負荷中心很近,隨著海上風電場技術的發展成熟,經濟上可行,將來必然會成為重要的電源。
③ 風能資源
風能是太陽能的一種轉化形式。它是大氣受太陽輻射的影響在流動過程中所產生的能量。據估計全球每年轉化為空氣動能的輻射能量總計為2.85×1012千瓦,這一數字相當於地球上每年消耗煤能量的3000倍。近地面全年可利用的風能約為500萬億度的電力。
我國的風能資源極為豐富。據中央氣象局估算,大約有16億千瓦,其中可利用的按十分之一計,即有1.6億千瓦,相當於50多個長江葛洲壩水利樞紐工程的裝機容量。
我國的風能資源,由於受地理位置、季風、地形等因素的影響,具有四個特點:北部地區風力較南部地區強;沿海風力強,向內地迅速減弱,內陸又增強;平原地區較丘陵、山地強;冬春兩季較夏秋兩季強。
試驗表明,一般使風力機風輪轉動的「起動風速」為3米/秒,風力機的工作上限風速為20米/秒。如果以3~20米/秒的風速計算的風能為有效風能,我國的風能資源可劃分為4個大區:
最大風能區福建台山列島、平潭,浙江南幾山列島、大陳島、嵊泗列島等東南沿海一帶及其島嶼,全年有效風能為7000~8000小時,平均有效風能密度為200~300瓦/米2,是風能利用最理想區。
次大風能區內蒙古及甘肅北部一帶,全年有效風能為5000小時左右,平均有效風能密度為200~300瓦/米2。
較大風能區黑龍江、吉林東部及遼東、山東半島沿海地區,全年有效風能為5000~7000小時,平均有效風能密度為200瓦/米2。
較小風能區西藏西北部、青海東部、黑龍江中部、東南沿海和內蒙古北部向內陸的延伸以及內蒙古呼倫貝爾盟一帶,全年有效風能為4000~5000小時,平均有效風能密度為150~200瓦/米2。盡管這一地區的風能資源不大豐富,但在一些既無水力資源,又無礦物資源的地方,並不失其開發利用的價值。
④ 風能資源的我國風能資源的形成及其分布
朱瑞兆中國氣象科學研究院我國風能資源的分布與天氣氣候背景有著非常密切的關系,從我國風能資源分布圖上可以清楚看出,我國風能資源豐富和較豐富的地區主要分布在兩個大帶里。1.三北(東北、華北、西北)地區豐富帶,風能功率密度在200~300瓦/米2以上,有的可達500瓦/米2以上,如阿拉山口、達坂城、輝騰錫勒、錫林浩 特的灰騰梁等、可利用的小時數在5000小時以上,有的可達7000小時以上。這一風能豐富帶的形成,主要是由於三北地區處於中高緯度的地理位置有關。冬季(12-2月)整個亞州大陸完全受蒙古高壓控制,其中心位置在蒙古人民共和國的西北部,從高壓中不斷有小股冷空氣南下,進入我國。同時還有移動性的高壓(反氣旋)不時的南下,這類高壓大致從四條路經侵入我國。一條是源於俄羅斯的新地島,經西北利亞及蒙古人民共和國進入我國,由於是西北向稱為西北路徑;第二條源自冰島以南洋面,經俄羅斯、哈薩克,基本上是自西向東進入我國新疆,稱為西路經;第三條源自俄羅斯的太梅爾半島,自北向南經西北利亞、蒙古人民共和國進入我國,稱為北路經;第四條源於俄羅斯貝加爾湖的東西伯利亞地區,進入我國東北及華北一帶,稱為東北路經。這四條路經除東北路經外,一般都要經過蒙古人民共和國,當經過時蒙古高壓得到新的冷高壓的補充和加強,這種高壓往往可以迅速南下,進入我國。由於歐亞大陸面積廣大,北部地區氣溫又低,是北半球冷高壓活動最頻繁的地區,而我國地處歐亞大陸東岸,正是冷高壓南下必經之路。三北地區是冷空入侵我國的前沿,一般在冷高壓前鋒稱為冷鋒,在冷鋒過境時,在冷鋒後面200km附近經常可出現大風就可造成一次6~10級(10.8~24.4m/s)大風。對風能資源利用來說,就是一次可以有效利用的高質量大風。從三北地區向南,由於冷空氣從源地長途跋涉,到達我國黃河中下游再到長江中下游,地面氣溫有所升高,使原來寒冷乾燥氣流性質,逐漸改變為較冷濕潤的氣流性質,(稱為變性)也就是冷空氣逐漸的變暖,這時氣壓差也變小,所以,風速由北向南逐漸的減小。
我國東部處於蒙古高壓的東側和東南側,所以盛行風向都是偏北風,只視其相對蒙古高壓中心的位置不同而實際偏北的角度有所區別。三北地區多為西北風,秦嶺黃河下游以南的廣大地區,盛行風向偏於北和東北之間。春季(3~5月)是由冬季到夏季的過渡季節,由於地面溫度不斷升高,從4月開始,中、高緯度地區的蒙古高壓強度已明顯的減弱,而這時印度低壓(大陸低壓)及其向東北伸展的低壓槽,已控制了我國的華南地區,與此同時,太平洋副熱帶高壓也由菲律賓向北逐漸侵入我國華南沿海一帶,這幾個高、低氣壓系統的強弱、消長卻給我國風能資源有著重要的作用。在春季這幾種氣流在我國頻繁的交綏。春季是我國氣旋活動最多的季節,特別是我國東北及內蒙一帶氣旋活動頻繁,造成內蒙和東北的大風和沙暴天氣。同樣地江南氣旋活動也較多,但造成的卻是春雨和華南雨季。這也是三北地區風資源較南方豐富的一個主要的原因。全國風向已不如冬季風那樣穩定少變,但仍以偏北風占優勢,但風的偏南分量顯著的增加。夏季(6~8月)東亞地面氣壓分布開勢與冬季完全相反。這時中、高緯度的蒙古高壓向北退縮的已不清楚,相反地印度低壓繼續發展控制了亞州大陸,為全年最盛的季節。大平洋副熱帶高壓等時也向北擴展和向大陸西伸。可以說東亞大陸夏季的天氣氣候變化基本上受這兩個環流系統的強弱和相互作用所制約。隨著太平洋副熱帶高壓的西伸北跳,我國東部地區均可受到它的影響,在此高壓的西部為東南氣流和西南氣流帶來了豐富的降水,但由於高、低壓間壓差小,風速不大,夏季是全國全年風速最小的季節。夏季大陸為熱低壓、海上為高壓,高、低壓間的等壓線在我國東部幾呈南北向分布的型式,所以夏季風盛行偏南風。秋季(9~11月),是由夏季到冬季的過渡季節,這時印度低壓和太平洋高壓開始明顯衰退,而中高緯度的蒙古高壓又開始活躍起來。由於冬季風來的迅速,且穩定維持,不像春季中夏季風代表冬季風那種來回進退的型式。此時,我國東南沿海已逐漸受到蒙古高壓邊緣的影響,華南沿海由夏季的東南風轉為東北風。三北地區秋季已確立了冬季風的形勢。各地多為穩定的偏北風,風速開始增大。
2.沿海及其島嶼地豐富帶。年有效風能功率密度在200瓦/米2以上,將風能功率密度線平行於海岸線,沿海島嶼風能功率密度在500瓦/米2以上如台山、平潭、東山、南鹿、大陳、嵊泗、南澳、馬祖、馬公、東沙等。可利用小時數約在7000-8000小時,這一地區特別是東南沿海,由海岸向內陸是丘陵連綿,所以風能豐富地區僅在海岸50km之內,再向內陸不但不是風能豐富區,反而成為全國最小風能區,風能功率密度僅50瓦/米2左右,基本上是風能不能利用的地區。沿海風能豐富帶,其形成的天氣氣候背景與三北地區基本相同,所不同的是海洋與大陸兩種截然不同的物質所組成,二者的輻射與熱力學過程都存在著明顯的差異。大氣與海洋間的能量交換大不相同。海洋溫度變化慢,具有明顯的熱隋性,大陸溫度變化快,具有明顯的熱敏感性,冬季海洋較大陸溫暖,夏季較大陸涼爽,這種海陸溫差的影響,在冬季每當冷空氣到達海上時風速增大,再加上海洋表面平滑,摩擦力小,一般風速比大陸增大2-4m/s。東南沿海又受台灣海峽的影響,每當冷空氣南下到達時,由於狹管效應的結果使風速增大,這里是我國風能資源最佳的地區。在沿海每年夏秋季節都可受到熱帶氣旋的影響,當熱帶氣旋風速達到8級(17.2m/s)以上時,稱為台風。台風是一種直徑1000km左右的圓形氣旋,中心氣壓極低,台風中心0-30km范圍內是台風眼,台風眼中天氣較好,風速很小。在台風眼外壁天氣最為惡劣,最大破壞風速就出現在這個范圍內,所以一般只要不是在台風正面直接登陸的地區,風速一般小於10級(26m/s),它的影響平均有800~1000km的直經范圍,每當台風登陸後我國沿海可以產生一次大風過程,而風速基本上在風力機切出風速范圍之內。是一次滿發電的好機會。
登陸台風每年在我國有11個,而廣東每年登陸台風最多為3.5次,海南次之2.1次,台灣1.9次,福建1.6次,廣西、浙江、上海、江蘇、山東、天津、遼寧合計僅1.7次,由此可見,台風影響的地區由南向北遞減、對風能資源來說也是南大北小。由於台風登陸後中心氣壓升高極快,再加上東南沿海東北~西南走向的山脈重疊,所以形成的大風僅在距海岸幾十公里內。風能功率密度由300w/m2銳減到100w/m2以下。綜觀上述,冬春季的冷空氣、夏秋的台風,都能影響到沿海及其島嶼。相對內陸來說這里形成了我國風能豐富帶。由於台灣海峽的狹管效應的影響,東南沿海及其島嶼是我國風能最佳豐富區。我國有海岸線18000多公里,島嶼6000多個,這里是風能大有開發利用的前景的地區。3.內陸風能豐富地區,在兩個風能豐富帶之外,風能功率密度一般在100w/m2以下,可以利用小時數3000小時以下。但是在一些地區由於湖泊和特殊地形的影響,風能也較豐富,如鄱陽湖附近較周圍地區風能就大,湖南衡山、安徽的黃山、雲南太華山等也較平地風能為大。但是這些只限於很小范圍之內,不像兩大帶那樣大的面積,特別是三北地區面積更大。青藏高原海拔4000m以上,這里的風速比較大,但空氣密度小,如在4000m的空氣密度大致為地面的67%,也就是說,同樣是8m/s的風速,在平原上風能功率密度為313.6w/m2,而在4000m只為209.9w/m2,而這里年平風速在3~5m/s,所以風能仍屬一般地區。
⑤ 我國風能資源是如何分布
風能資源的分布使我國處在全球各國風能資源的中等水平上。我國位於亞洲大陸東部,靠近太平洋,季風強盛。我國內陸分布著許多山系,地形結構復雜,加之青藏高原聳立在我國西部,改變了海陸影響所引起的氣壓分布和大氣環流,增加了我國季風的復雜性。冬季風來自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內陸,使那裡空氣異常乾燥寒冷。當那裡的冷空氣積累到一定程度時,在有利高空環流引導下就會爆發南下,俗稱寒潮。寒潮形成的寒冷乾燥的西北風頻頻南下,侵襲我國北方各地。每年冬季總有多次大幅度降溫的強冷空氣南下,主要影響我國西北、東北和華北,直到次年春去夏來時才消失。
我國幅員遼闊,陸疆總長達2萬多公里,還有18000多公里的海岸線,邊緣海中有島嶼5000多個,風能資源豐富。我國離地10米高度的風能密度為100瓦/米2,風能資源總儲量約32?26億千瓦,可開發和利用的陸地上風能儲量有2?53億千瓦。如果包括海上,我國可用於風力發電的風場總裝機容量超過10億千瓦,差不多相當於50座三峽電站的裝機容量。特別是東南沿海及附近島嶼、內蒙古和甘肅走廊、東北、西北、華北和青藏高原等部分地區,每年風速在3米/秒以上的時間近4000小時左右,一些地區年平均風速可達6~7米/秒以上,具有很大的開發利用價值。有關專家根據全國有效風能密度、有效風力出現時間百分率以及大於等於3米/秒和6米/秒風速的全年累積小時數,將我國風能資源劃分為如下幾個區域。
1?我國最大風能資源區是在東南沿海及其島嶼
這一地區,有效風能密度大於等於200瓦/米2的等值線平行於海岸線,沿海島嶼的風能密度在300瓦/米2以上,有效風力出現時間百分率達80%~90%,大於等於8米/秒的風速全年出現時間約7000~8000小時,大於等於6米/秒的風速也有4000小時左右。但從這一地區向內陸則丘陵連綿,冬半年強大冷空氣南下,很難長驅直下,夏半年台風在離海岸50千米時風速便減少到68%,所風力強勁的大陳島以,東南沿海僅在由海岸向內陸幾十千米的地方有較大的風能,再向內陸則風能銳減。在不到100千米的地帶,風能密度降至50瓦/米2以下,為全國風能最小區。但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陳、嵊泗等沿海島嶼上,風能卻都很大。其中台山風能密度為534?4瓦/米2,有效風力出現時間高達90%,大於等於3米/秒的風速全年累積可以達到7905小時。換言之,平均每天大於等於3米/秒的風速有21?3小時,是我國平地上有記錄的風能資源最大的地方之一。
2?我國次大風能資源區位於內蒙古和甘肅北部等地
這一地區終年在西風帶控制之下,而且又是冷空氣入侵首當其沖的地方,風能密度為200~300瓦/米2,有效風力出現時間百分率為70%左右,大於等於3米/秒的風速全年有5000小時以上,大於等於6米/秒的風速在2000小時以上,從北向南逐漸減少,但不像東南沿海梯度那麼大。風能資源最大的虎勒蓋地區,大於等於3米/秒和大於等於6米/秒的風速的累積時數分別可達7659小時和4095小時。這一地區的風能密度雖沒有南沿海大,但其分布范圍較廣,是我國連成一片的最大風能資源區。
3?黑龍江和吉林東部以及遼東半島沿海,風能也較大
這一地區風能密度也在200瓦/米2以上,大於等於3米/秒和6米/秒的風速全年累積時數分別為5000~7000小時和3000小時。
4?青藏高原、三北(西北、東北、華北)地區的北部和沿海,為風能較大區
這個地區(除去上述范圍)風能密度在150~200瓦/米2之間,大於等於3米/秒的風速全年差不多在4000~5000小時之間,大於等於6米/秒風速全年累積為3000小時以上。青藏高原大於等於3米/秒的風速全年累積可達6500小時,不過因為青藏高原海拔高,空氣密度較小,所以風能密度相對較小,在4000米的高度,空氣密度大致為地面的67%。也就是說,同樣是8米/秒的風速,在平地為313?6瓦/米2,而在4000米的高度卻只有209?3瓦/米2。所以,如果僅按大於等於3米/秒和大於等於6米/秒的風速的出現小時數計算,青藏高原是我國風能資源最大的地區,而實際上這里的風能卻比東南沿海島嶼的風能小很多。
從三北地區北部到沿海,差不多連成一片,包圍著我國大陸。大陸上的風能可利用區也基本上同這一地區的界限相一致。
⑥ 我國東南沿海地區風能資源豐富的自然條件
我國東南沿海地區由於面向太平洋,而地形呈弧形分布,夏季受熱帶氣旋北移,風能豐沛;而冬季由於西伯利亞冷空氣自西北向東移動過程中受到外日本海的太平洋環流影響經黃海、東海向南,在東南沿海地區及台灣海峽受熱帶高壓壓制轉向內陸,便形成冬季也不缺風的情況。
⑦ 風能資源是什麼
風能是太陽能的一種轉化形式。它是大氣受太陽輻射的影響在流動過程中所產生的能量。據估計全球每年轉化為空氣動能的輻射能量總計為2.85×1012千瓦,這一數字相當於地球上每年消耗煤能量的3000倍。近地面全年可利用的風能約為500萬億度的電力。
我國的風能資源極為豐富。據中央氣象局估算,大約有16億千瓦,其中可利用的按十分之一計,即有1.6億千瓦,相當於50多個長江葛洲壩水利樞紐工程的裝機容量。
我國的風能資源,由於受地理位置、季風、地形等因素的影響,具有四個特點:北部地區風力較南部地區強;沿海風力強,向內地迅速減弱,內陸又增強;平原地區較丘陵、山地強;冬春兩季較夏秋兩季強。
試驗表明,一般使風力機風輪轉動的「起動風速」為3米/秒,風力機的工作上限風速為20米/秒。如果以3~20米/秒的風速計算的風能為有效風能,我國的風能資源可劃分為4個大區:
最大風能區福建台山列島、平潭,浙江南幾山列島、大陳島、嵊泗列島等東南沿海一帶及其島嶼,全年有效風能為7000~8000小時,平均有效風能密度為200~300瓦/米2,是風能利用最理想區。
次大風能區內蒙古及甘肅北部一帶,全年有效風能為5000小時左右,平均有效風能密度為200~300瓦/米2。
較大風能區黑龍江、吉林東部及遼東、山東半島沿海地區,全年有效風能為5000~7000小時,平均有效風能密度為200瓦/米2。
較小風能區西藏西北部、青海東部、黑龍江中部、東南沿海和內蒙古北部向內陸的延伸以及內蒙古呼倫貝爾盟一帶,全年有效風能為4000~5000小時,平均有效風能密度為150~200瓦/米2。盡管這一地區的風能資源不大豐富,但在一些既無水力資源,又無礦物資源的地方,並不失其開發利用的價值。