1、世界新能源看好风能 日期：2005 年 5 月 2 日 作者：张光寅 作者简介张光寅 教授、博士生导师、南开大学物理科学学院光子学中心主任。1953 年毕业于南开大学物理系，1962 年获原苏联数学物理副博士学位。1984 年获得国家有突出贡献的中青年专家称号。长期从事固体光谱与光子学的研究和教学工作。能源是现代社会和经济发展的动力，是人类生命存在和繁衍的生命线。传统化石能源的逐步耗竭，使能源危机已逐步逼近。开发可再生的绿色能源是社会可持续发展的必由之路。风能是依靠风力发电来获取能源的一种重要形式，风能不仅充沛和廉价，而且也是目前最有开发利用前景的一种可再生能源。 风是地球表面大面积接受太阳能
2、不均匀引起的跨域空气对流的结果，它携带有巨大的动能。风能是太阳能的一种转变形式。只要太阳不灭，它就取之不尽，用之不竭。风能是人类最早有意识利用的能源之一。早在两干多年前，人们就已经懂得通过建造风车来利用风能，利用“神力”来驱动风车，引水灌田、碾米、磨面。近来，由于以石油和煤作为主要能源被广泛使用，风能几乎被人们遗忘了。然而近来，由于世界性的能源危机逐渐逼近，风能的利用又逐渐引起人们的注意。20 世纪 90 年代以来，风力发电机的设计有了长足的发展，现在人们已经能从较小的风速中得到更多的电力，这使得可利用的风力资源迅速扩大。风能技术目前在兆瓦级风力发电机组，风力发电机组的控制技术，风力发电机组的
3、并网运行，海上风电场，以及新概念风力发电等方面都取得了新的研究进展。发展风力发电的关键是利用新技术和新材料。通过流体力学的大量研究，专家们对风车车翼的形状进行了改造，改为流线型外壳，这样能更有效地利用风力所带来的能量；过去风车车翼的叶片是用金属制造的，现在改为使用更加轻盈而坚硬的玻璃纤维复合材料，从而减轻了自身的重量。此外，法国人还发明了新式圆盘交流发电机，以取代陈旧老式发电机，使发电效率大为提高。20 世纪 90 年代以来兆瓦级风力发电机组得到了快速发展。欧洲的一些国家：荷兰、德国、丹麦、瑞典等国家都先后利用风力发电机设备的改进设计和采用新材料，成功地研制出了发电功率在 14MW的风力发电机
4、组。世界上 15 座 10 亿瓦的风力发电机厂，10 个在欧沪，麦风力提供了该国 14%的发电量；法国北部一些地方达到 15%；波罗的海的北海沿岸风力发电潜力非常大，可能满足整个欧洲大陆的电力需求。德国风力发电一直走在世界的前列：截止去年，德国已累计安装风力发电设备 15387 台，总功率高达 14609 兆瓦。目前，风力发电占德国总发电量的 35，10 年后这一比例估计将达到 10。美国在上世纪的 90 年代以来，利用新的风力发电技术扩大风能利用，从三个洲扩大到 28 个洲(全美国有 50 个洲)。美国在德克萨斯到达科他等平原地区的洲正在建风力发电厂，可供 139 万户家庭用电。美国能源部的
5、一份报告认为，仅依赖于现有的技术条件和几个洲的风力就可以满足全美的能源需求。在亚洲，印度是世界上风力发电量最多的 5 个国家之一，装机容量达到 10 亿瓦，到 2030 年，将达到 100 亿瓦，相当于现在电力需求的 25。日本风能利用起步晚，但近来有了快速的发展，神纲电机公司利用航空航天技术，设计了一个独特的风车。风车的垂直翼象飞机翅膀一样，它能借助来自各方向的风力使风车转动，不需要老式螺旋桨风车所必需的风向控制系统。它是把吹到风车翼上的自然风转变成升力，然后让风车转动。仅仅是风速为每秒 1 米来的微风也能使其转动，从风速每秒 2 米开始发电。风车几乎没有噪音，因此为住宅密集地区使用开辟了道
6、路，还有通过简化结构和使用该公司的独特技术，成本大幅度减低，价格只有 2030 万日元，是过去风力发电机的三分之一至五分之一。 一个四口人之家一个月使用的电量大致是 290 度，如果住在风速为 7 米左右的沿海地区，该风力发电机月发电量约是 260 度，计算估计约 6 年即可收回初期投资。我国在风能的利用上，也迈出了坚实步伐。2000 年启动了“国债风电”项目，完成后将增大至 34万千瓦电力容量目前，我国截止 2000 年底风力发电总装机容量大 463 万千瓦。一项投资规模超过160 亿元的风能发电计划即将启动，拟在全国范围建造 20 个 10 万瓦以上的大型风电场。上海市 2003 年底在奉贤滨海地区已装好 4 台共计 3400 千瓦风力发电机组。今年年底将在崇明，南汇风力发电场建成了总装机容量达 2 万千瓦的风力发电机组。内蒙古农业大学新能源技术研究所发明了一种浓缩风能型风力发电系统，可使二级风变成八级风，它几乎可在我国任何地方推广应用。全世界风力发电每年以 2725的，速度增长，到 2020 年风力发电将占世界电量的 20。风力发电成本低廉，20 世纪 80 年代每千瓦 40 美分，现在不到 5 美分，甚至 3 美分。以后有可能降至每千瓦 1。5 美分。总之，风能是新技术最为成熟的实用绿色能源。我国应重视风能的利用，以解决能源资源的不足。 （出处：科学中国人）
