风能应用的历史
风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表
面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中
虽然只有大约
2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为 2.74X109MW,
其中可利用的风能为
2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大 10 倍。
人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元
前数世纪我国人民就利用风力提水。
灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。到了宋代更是
我国应
用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。在国外,公元前 2 世
纪,古波斯人就利用垂直轴风车碾米。
10 世纪伊斯兰人用风车提水,11 世纪风车在中东已
获得广泛的
应用。13 世纪风车传至欧洲,14 世纪已成为欧洲不可缺少的原 动机。在荷兰风
车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水,以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出
现,才使欧洲风车数目急剧下降。
数千年来,风能技术发展缓慢,也没有引起人们足够的重视。但自
1973 年世界石油危
机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分才
重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是
对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还
难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。
即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在
1974 年就开
始实行联邦风能计划。其内容主要是:评估国家的风能资源;研究风能开发中的社会和环境
问题;改进风力机的性能,降低造价;主要研究为农业和其他用户用的小于
100kw 的风力
机;为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。美国已于
80 年代成功地开发了
100、200、2000、2500、6200、7200kw 的 6 种风力机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量
最多的国家,超过
2X104MW,每年还以 10%的速度增长。现在世界上最大的新型风力发电
机组已在夏威夷岛建成运行,其风力机叶片直径为
97.5m,重 144t,风轮迎风角的调整和
机组的运行都由计算机控制,年发电量达
1000 万 kw·h。根据美国能源部的统计至 1990 年美
国风力发电已占总发
电量的 1%。 在瑞典、荷兰、英国、丹麦、德国、日本、西班牙,也根据各
自国家的情况制定了相应的风力发电计划。如瑞典
1990 年风力机的装机容量已达 350MW,
年发电
10 亿 kw·h。丹麦在 1978 年即建成了日德兰风力发电站,装机容量 2000kw,三片风
叶的扫掠直径为
54m,混凝土塔高 58m,预计到 2005 年电力需求量的 10%将来源于风能。
德国
1980 年就在易北河口建成了一座风 力电站,装机容量为 3000kw,到本世纪末风力发
电也将占总发电量的
8%。英国,英伦三岛濒临海洋,风能十分丰富,政府对风能开发也十
分重视,到
1990 年风力发电已占英国总发电量的 2%。在日本, 1991 年 10 月轻津海峡青森
县的日本最大的风力发电站投人运行,
5 台风力发电机可为 700 户家庭提供电力。
我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。季风是我国气候的基本特征,如