1、收 稿 日 期 :2004 - 05 - 24 作 者 简 介 :赵 大 庆 (1963 - ) ,男 ,辽 宁 沈 阳 人 ,高 级 工 程 师 。 问 题 探 讨 风 力 发 电 场 的 主 要 环 境 问 题Main Environmental Problem of Wind Electric Power Generation Field赵 大 庆 1 王 莹 2 韩 玺 山 1(1. 辽 宁 省 气 象 局 沈 阳 110001) ; (2. 沈 阳 环 境 科 学 研 究 院 沈 阳 110016)摘 要 本 文 介 绍 了 风 电 场 建 设 时 周 边 环 境 的 有 利 、 不
2、 利 影 响 及 风 力 发 电 场 选 址 的 气 象 、 社 会 自 然 条 件 ,并 就 此 提 出 建议 。关 键 词 风 电 场 影 响 气 象Abstract The article introduces the construction of wind electric power generation field that is influenced by the ad2vanced and disadvanced conditions surrounding and its conditions of meteorology、 society and nature ,then
3、 provides the sug2gestions.Key words Wind Electric Power Generation Field Effect Meteorology目 前 从 世 界 各 地 来 看 ,利 用 风 能 发 电 是 开 发 新能 源 、 改 善 环 境 的 重 要 组 成 部 分 。 从 90 年 代 起 辽宁 省 在 利 用 风 能 等 新 能 源 方 面 有 较 大 的 进 展 。 从全 省 风 能 分 布 看 ,资 源 量 较 大 区 主 要 集 中 在 沿 海 及西 北 部 干 旱 地 区 ,到 目 前 已 建 成 风 场 8 处 ,在 建 风场 4
4、处 ,待 建 风 场 有 6 处 。1 风 电 场 的 环 境 问 题风 电 场 建 设 对 周 边 环 境 影 响 可 分 为 有 利 影 响和 不 利 影 响 。1. 1 有 利 影 响(1)充 分 利 用 风 能 资 源 ,减 少 常 规 能 源 的 消 耗 ,符 合 国 家 能 源 改 革 的 方 向 。 而 且 风 能 又 是 可 再 生能 源 (即 在 同 一 地 点 相 距 6 8 倍 风 轮 高 度 的 距 离后 风 能 又 达 到 原 值 ) 。 取 之 不 尽 ,用 之 不 竭 。(2)风 力 发 电 场 对 比 同 规 模 使 用 燃 煤 电 厂 其 向大 气 排 放 的
5、 污 染 物 为 零 ,实 现 固 体 、 气 体 零 排 放 。对 保 护 大 气 环 境 有 积 极 作 用 。(3)风 力 发 电 场 比 燃 煤 电 厂 可 节 省 大 量 淡 水 资源 ,减 少 水 环 境 污 染 。 特 别 是 对 缺 少 淡 水 资 源 的 沿海 及 干 旱 地 区 更 重 要 。(4)在 沿 海 及 旅 游 区 风 力 机 群 也 是 一 道 风 景线 ,可 在 一 定 程 度 上 反 映 经 济 、 文 化 、 环 境 相 融 洽 的程 度 。(5)通 过 实 物 教 育 ,可 增 强 公 众 开 发 自 然 资 源 、保 护 环 境 的 意 识 。(6)建
6、 设 风 力 电 场 对 发 展 沿 海 经 济 有 重 大 意义 。 如 建 海 产 冷 库 、 开 展 海 水 淡 化 、 进 行 电 量 季 节调 峰 等 都 起 到 关 键 作 用 。1. 2 不 利 影 响1. 2. 1 噪 声 是 公 众 关 心 的 一 个 重 要 问 题 风 力发 电 机 的 噪 声 是 来 源 于 经 过 叶 片 的 气 流 和 风 轮 产生 的 尾 流 所 形 成 ,其 强 度 依 赖 于 叶 尖 线 速 度 和 叶 片的 空 气 动 力 负 荷 ,这 种 噪 声 源 与 风 力 发 电 机 的 机 型及 塔 架 设 计 有 关 。 噪 声 影 响 分 为
7、单 机 影 响 和 机 群影 响 。单 机 噪 声 :为 了 达 到 距 风 机 150m 处 的 噪 声 值小 于 45dB (A) 的 要 求 ,厂 商 在 制 造 时 就 采 取 了 以下 措 施 ,风 电 机 选 用 隔 音 防 震 型 ,变 速 齿 轮 箱 为 减噪 型 ,叶 片 用 减 速 叶 片 等 。 一 般 所 用 风 机 风 轮 转 速在 27r/ min ,产 生 的 噪 声 较 小 ,据 厂 家 介 绍 ,离 风 机50 150m 范 围 内 ,噪 声 级 分 别 为 53 33dB (A) 。机 群 噪 声 :风 力 发 电 机 机 群 的 排 列 ,是 经 过 风洞
8、 试 验 后 确 定 的 ,即 风 机 行 距 在 6D (D 为 风 轮 直径 ) ,间 距 在 4D 6D 风 速 又 恢 复 到 常 态 ,即 噪 声 强度 也 随 着 风 速 减 小 而 明 显 衰 减 。 因 此 不 存 在 风 力机 群 噪 声 总 合 影 响 的 问 题 。本 底 噪 声 :风 力 发 电 场 因 考 虑 风 能 资 源 ,大 多66环 境 保 护 科 学 第 31 卷 总 第 129 期 2005 年 6 月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights rese
9、rved. http:/数 风 电 场 选 在 沿 海 、 山 口 、 海 岛 、 海 堤 及 沙 漠 等 地 。辽 宁 省 的 风 电 场 多 选 在 辽 东 半 岛 沿 岸 。 这 样 风 大时 ,海 浪 声 、 风 声 、 风 机 声 都 混 在 一 起 ,很 难 分 出 是风 机 声 的 影 响 。1. 2. 2 电 磁 辐 射 电 磁 辐 射 是 指 一 切 电 气 设 备在 运 行 时 都 会 产 生 电 磁 辐 射 ,这 种 辐 射 叫 做 人 工 工频 型 辐 射 ,辐 射 源 包 括 发 电 机 、 电 动 机 、 输 电 线 路 、变 电 所 等 。 就 风 力 发 电 机
10、 而 言 ,辐 射 源 有 发 电 机 、变 电 所 、 输 电 线 路 等 三 部 分 。发 电 机 :风 力 发 电 机 在 设 计 时 考 虑 了 防 磁 、 防辐 射 等 要 求 ,在 选 材 时 已 将 辐 射 降 至 最 小 。变 电 所 及 输 电 线 路 :国 家 环 保 总 局 颁 布 的 电磁 辐 射 环 境 保 护 管 理 办 法 中 规 定 :电 压 在 100 KV以 上 的 送 变 电 系 统 属 电 磁 辐 射 项 目 ,造 成 环 境 污 染危 害 的 必 须 依 法 对 直 接 受 到 损 害 的 单 位 或 个 人 赔偿 损 失 。 一 般 风 电 场 输
11、电 线 路 为 66 KV ,尚 未 达 到国 家 规 定 的 100 KV ,故 不 属 于 电 磁 辐 射 项 目 。1. 2. 3 安 装 检 修 风 机 形 成 的 油 污 染 风 电 机 在初 装 、 调 试 及 日 常 检 修 中 要 进 行 拆 卸 、 加 油 清 洗 等 ,此 时 如 不 注 意 就 会 造 成 漏 油 、 滴 油 、 油 布 乱 扔 等 现象 ,对 植 被 、 土 壤 形 成 污 染 。 因 此 建 设 单 位 应 加 强环 境 意 识 教 育 ,提 高 管 理 水 平 。1. 2. 4 对 生 态 植 被 的 影 响 风 电 场 在 建 设 中 风机 基 座
12、 、 铁 塔 基 座 及 道 路 施 工 和 建 设 都 要 对 土 壤 及植 被 造 成 一 定 的 破 坏 。 在 建 设 中 应 尽 量 少 破 坏 地表 植 被 生 态 。1. 2. 5 风 电 场 建 设 对 鸟 类 的 影 响 大 型 风 力 发电 机 安 装 ,对 环 境 的 影 响 要 考 虑 的 主 要 问 题 之 一 是它 们 可 能 对 鸟 类 造 成 的 危 害 ,特 别 是 对 夜 间 迁 徙 的候 岛 。 美 国 鸟 类 专 家 罗 格 艾 特 埃 奥 尔 进 行 了 较 为全 面 的 研 究 。 他 在 1976 年 和 1977 年 ,对 安 装 于 俄亥 俄
13、州 普 拉 姆 布 鲁 克 的 能 源 部 和 航 天 部 研 制 的MOD - O 型 风 力 发 电 机 ,在 秋 天 和 冬 天 候 鸟 迁 徙高 峰 期 ,观 察 研 究 了 整 整 28 个 夜 晚 。 该 风 电 场 位于 美 国 、 加 拿 大 边 境 安 大 略 湖 的 南 岸 ,是 候 鸟 的 重要 迁 徙 地 。 尽 管 研 究 十 分 有 限 ,但 还 是 得 到 如 下 结论 :风 力 发 电 机 看 来 并 不 总 是 对 大 量 夜 间 飞 行 的 鸟类 构 成 致 命 危 险 ,即 使 是 在 相 当 高 的 迁 徙 密 度 和 低云 层 、 有 雾 情 况 下
14、也 是 如 此 。 风 力 发 电 机 对 鸟 类 造成 的 危 害 比 无 线 电 和 电 视 转 播 塔 以 及 它 们 成 千 上万 的 拉 索 所 造 成 的 危 害 要 小 。 尽 管 如 此 ,选 择 风 力发 电 场 址 时 ,还 要 尽 量 避 开 有 大 群 夜 间 迁 徙 候 鸟 近地 面 通 过 的 地 方 为 宜 。 同 时 也 要 避 开 那 些 大 量 鸟类 在 附 近 聚 集 的 湿 地 为 好 。辽 宁 省 是 东 北 亚 候 鸟 迁 徙 时 必 经 的 咽 喉 之 地 ,有 200 多 种 鸟 类 在 蒙 古 、 俄 罗 斯 、 朝 鲜 、 辽 宁 、 山 东
15、 、江 苏 等 地 之 间 迁 徙 。 沿 海 是 候 鸟 迁 徙 的 停 歇 站 和供 食 地 。根 据 辽 宁 8 个 已 建 风 场 环 境 评 价 中 得 知 对 鸟类 影 响 有 :(1)噪 声 。 当 风 机 运 行 时 ,风 轮 转 动 对 鸟 类 低飞 起 到 驱 赶 和 惊 扰 效 应 。 对 候 鸟 和 旅 鸟 影 响 较 小 ,主 要 对 留 鸟 影 响 。(2)气 象 天 气 条 件 。 根 据 鸟 类 的 习 性 一 般 是 在有 雾 天 气 和 云 层 很 低 时 ,易 发 生 鸟 类 低 空 飞 行 碰 撞建 筑 物 和 高 压 线 。1. 2. 6 光 影 白
16、天 阳 光 照 在 旋 转 的 叶 片 上 投 射上 来 的 影 子 在 房 前 屋 后 晃 动 ,人 无 论 在 屋 内 外 都 笼罩 在 光 影 里 ,响 声 和 光 影 使 家 人 时 常 产 生 心 烦 、 眩晕 的 症 状 ,正 常 生 活 受 到 影 响 。2 风 力 发 电 场 选 址 的 条 件2. 1 气 象 条 件 2. 1. 1 风 能 资 源 风 力 发 电 场 选 址 的 首 要 条 件必 须 风 能 资 源 丰 富 ,年 平 均 风 速 在 5m/ s 以 上 ,30m高 处 的 有 效 风 力 时 数 在 6000h 以 上 ,有 效 风 能 密 度在 240w/
17、 m2 以 上 时 才 适 合 建 设 大 型 风 电 场 。2. 1. 2 风 力 发 电 场 址 盛 行 风 向 稳 定 风 向 稳 定不 仅 可 以 增 大 风 能 利 用 率 ,还 可 以 延 长 风 机 寿 命 。2. 1. 3 风 力 发 电 场 湍 流 程 度 要 小 风 场 湍 流 的形 成 一 般 是 由 于 风 道 过 于 粗 糙 、 或 者 因 障 碍 物 而 产生 的 风 速 及 风 向 的 急 刷 变 化 而 引 起 的 。 它 不 仅 会影 响 风 力 发 电 机 的 出 力 ,还 会 使 风 力 发 电 机 产 生 振动 和 受 载 不 均 ,降 低 风 力 发
18、电 机 使 用 寿 命 ,严 重 时还 会 造 成 桨 叶 飞 出 的 事 故 。2. 1. 4 风 力 发 电 场 址 的 自 然 灾 害 要 少 强 风 、冰 雹 、 雷 暴 、 地 震 等 都 会 对 风 力 发 电 机 等 造 成 影 响 。2. 2 社 会 自 然 条 件(1)风 力 发 电 场 址 的 地 势 要 较 平 坦 ,地 质 条 件要 好 ,以 便 进 行 土 建 施 工 。(2)交 通 便 利 。 利 于 大 型 吊 车 、 平 板 车 的 施 工 、运 输 。(3)靠 近 现 有 的 10 KV 和 66 KV 变 电 所 和 线路 ,尽 量 少 占 耕 地 ,减 少
19、 生 态 破 坏 。(4)远 离 自 然 保 护 区 、 军 事 设 施 、 人 口 密 集 地 区等 。3 建 议目 前 ,我 国 就 风 能 资 源 评 价 、 风 电 场 选 址 评 价及 风 力 发 电 场 环 境 影 响 评 价 等 项 工 作 ,还 未 有 一 定的 成 熟 规 范 ,建 议 各 有 关 部 门 应 及 早 进 行 调 研 ,尽快 制 定 导 则 ,以 利 于 风 能 利 用 事 业 快 速 发 展 。76风 力 发 电 场 的 主 要 环 境 问 题 赵 大 庆 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/
