风力发电站选址的要求

Question

如题所述

Answer 1

年平均风速在3m/s以上，运行风速达到4m/s以上的时间达到4000小时以上。风力发电站通常使用自然风进行发电，其年平均风速需在3m/s以上，运行风速需达到4m/s以上，单机出率在几百至几千千瓦之间。多台发电机联合运行发电时，每台机组之间需相距20～30m，这不仅需要较宽阔的场地，而且单机容量小，每千瓦(Kw)投资高，限制了风力发电站的发展。因此，如何选择风力发电站站址和集聚风力宽野成为研究的课题。
风力产生于太阳能照射作用，使地表岩石、海洋、砂滩、森林间产生不同温度，导致空气对流。地球自转和星球的万有引力也会影响风向和风力。地形地貌对风向和风力聚集也有一定影响。因此，风力发电站需要选址和集聚风力构筑物建设，以发挥风力发电的高效节能作用。
在选址时，一般选择在较大盆地的风力进出口或较大海洋湖泊的风力进出口等地方，如高山环绕盆地的狭谷低处或有贯穿环山岩溶岩洞处，以获得较大风力。在集聚风力构筑物建设方面，通常在风力进出口处建设带有逆止阀取风装置和风口由下往上建设的风力发电机组，使风速达到风力发电机运转速度和提高风的单位面积的风力能量。
风力的流动受地形地貌变化和季节变化的影响。在选址时，需要考虑以下问题：(1)峡谷进出口风力较大的地方，如环山盆地与低洼地形之间的空气交流峡谷处；(2)可建设集聚风力构筑物和安装风力发电机组的地形；(3)处于用电中心；(4)可修建交通道路，便于材料的运输和电站的管理；(5)年平均风速在3m/s以上，运行风速达到4m/s以上的时间达到4000小时以上。
在集聚风力构筑物建设方面，需要考虑以下问题：(1)具备布置带有逆止阀的双向收集风能构筑物地形；(2)具备布置集聚风力并引风向半山腰或山顶上安装单向风力发电机组的聚风能构筑物地形；(3)具备布置风力发电机组厂房和变电输送场地；(4)具备布置风力发电站的施工和安装场地；(5)构筑物满足风力电站的受力要求。
在风力发电站设计中，由于风力风向随时间季节变化而变化，至少存在两个方向的风力流向问题。在宽阔场地，可采用风向跟踪技术，但在峡谷风口处，采用风向跟踪技术不现实。因此，在风口处安装带有逆止阀取风装置，接收多向的来风，并把收集到的风向引向在半山腰或山顶上安装的单向风力发电机组，以实现单向风力发电机组发电，从而避免了在广阔场地的风力发电机组中多安装一台风力转向的电动机，达到简化设备构造的目的。
对于现有的直流电机(包括硅整流系统)造价较高，难以降低风力发电机的单位投资，不利于风力发电站的发展。如果能利用正负电荷采集电机，就能降低风力发电机的成本。正负电荷采集电机原理类似于电容的两极输送电子，使电荷在硅电路中从一端输送到另一端的过程，类似于化学式蓄电池原理(化学能转化为电能的过程)，将机械能转化为直流电能的过程，直接对蓄电池进行充电，或送到用户，减少了交直系统的转换，输出了稳定的电压。
对于风力发电站来说，如果选址较好，就能获得较大风能。利用人工构筑物收集和集聚风力，可集中布置风力发电机厂房和输出线路以及控制线路，减少土地征收和便于风力电站的管理。在风力发电机组上，采用正负电荷采集电机，可减少稳定系统，使设备简单化。经过上述措施，可以使风力发电站建设成本降低，风力发电机单位kw投资达到理想值，可与其他能量发电单位千瓦(kw)投资相互竞争。风力发电场是直接利用风来发电，对环境的治理和保护费用很少，因此，风力发电的建设成本和运行成本较低，是优先发展的清洁能源。
风力发电机没有像用煤发电对环境有负面影响，不像水力发电需要较大的蓄水库容占用较多土地和移民及地质灾害，也不像核电需要对有辐射废弃物进行处理，因此，投资于风力发电场风险较小，并得到较大的利润空间和获得投资高回报。