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。风力发电站通常利用自然风进行发电，其年平均风速需达到3m/s以上，运行风速需保持在4m/s以上。然而，单台发电机的输出功率仅几百至几千千瓦。若采用多台发电机联合运行，每台机组之间需保持20～30m的距离，这不仅需要广阔的场地，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，选择合适的站点和风力聚集区成为研究的重点。
风力产生于太阳能作用，导致地表岩石、海洋、砂滩、森林间产生不同温度，引发空气对流。地球自转和万有引力也会影响风向和风力。此外，地形地貌对风向和风力聚集有一定影响。因此，风力发电站的建设需像筑坝蓄水电站一样，精心选址并构建风力聚集设施，以充分利用风力发电的高效节能特性。
在选址时，优先考虑位于较大盆地的风力进出口或较大海洋湖泊的风力进出口，如高山环绕的盆地或贯穿环山岩溶洞处，以获取更强的风力。在构建风力聚集设施时，通常选择在风力进出口处建设，配备逆止阀取风装置和逐渐减小断面积的风口，以提高风的单位面积能量。
风力流动受地形地貌影响，且风速随季节变化。选址时需考虑以下因素：
1. 峡谷进出口风力较大的地点，如山盆地与低洼地形间的空气交流峡谷。
2. 可建设集聚风力设施和安装风力发电机组的地形。
3. 靠近用电中心。
4. 可修建交通道路，方便材料运输和电站管理。
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。
在风力聚集设施建设上，需考虑：
1. 布置双向收集风能设施的地形。
2. 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设施的地形。
3. 布置风力发电机组厂房和变电输送场地。
4. 布置施工和安装场地。
5. 确保设施能承受风力电站的受力要求。
在设计风力发电站时，由于风力和风向随时间和季节变化，可能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，但在峡谷风口处则不现实。单向风力发电将浪费一半的风力，而双向发电机组虽能提高发电量，但成本也增加一倍。在风口处安装带有逆止阀取风装置，将多向风引向半山腰或山顶上的单向风力发电机组，可避免额外安装风力转向电动机，简化设备构造。
风力发电机的单位投资较高，如果能使用正负电荷采集电机，可能降低成本。这种电机利用电容两极输送电子，类似于化学电池原理，将机械能直接转化为直流电能，用于充电或直接供电，减少了交流系统的转换，提供稳定的电压。
良好的选址能获得较大的风能，利用人工构筑物收集和集聚风力，可集中布置发电机厂房和输出线路，减少土地征收，便于管理。采用正负电荷采集电机可简化稳定系统，降低设备复杂性。这些措施能降低风力发电站建设成本，使单位千瓦投资达到理想值，与其他能源发电成本相竞争。风力发电对环境影响小，建设成本和运行成本较低，是优先发展的清洁能源。由于风力发电对环境无负面影响，无需像燃煤发电、水力发电和核电那样处理相关问题，因此投资风险较小，利润空间和投资回报较大。