世界最大風(fēng)力發(fā)電基地

　2008年8月，甘肅酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)全面啟動(dòng)，這標(biāo)志著我國(guó)正式步入了打造“風(fēng)電三峽”工程階段。這是國(guó)家繼西氣東輸、西油東輸、西電東送和青藏鐵路之后，西部大開(kāi)發(fā)的又一標(biāo)志性工程。

　　酒泉風(fēng)電

　　冬日的酒泉瓜州縣，一排排銀白色的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在碧藍(lán)色天空的映襯下，顯得蔚為壯觀，分外醒目。位于甘肅省河西走廊西端的酒泉市是中國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)之一，境內(nèi)的瓜州縣被稱為“世界風(fēng)庫(kù)”，玉門市被稱為“風(fēng)口”。據(jù)氣象部門最新風(fēng)能評(píng)估結(jié)果表明，酒泉風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為1.5億千瓦，可開(kāi)發(fā)量4000萬(wàn)千瓦以上，可利用面積近1萬(wàn)平方公里。10米高度風(fēng)功率密度均在每平方米250-310瓦以上，年平均風(fēng)速在每秒5.7米以上，年有效風(fēng)速達(dá)6300小時(shí)以上，年滿負(fù)荷發(fā)電小時(shí)數(shù)達(dá)2300小時(shí)，無(wú)破壞性風(fēng)速，對(duì)風(fēng)能利用極為有利，適宜建設(shè)大型并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。為此，國(guó)家在2008年批準(zhǔn)了酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地規(guī)劃。

　　酒泉風(fēng)電開(kāi)發(fā)始于1996年，經(jīng)過(guò)10多年的建設(shè)，目前已建成5座大型風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到41萬(wàn)千瓦。風(fēng)力發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域最為成熟、最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)和商業(yè)開(kāi)發(fā)條件的發(fā)電方式之一。酒泉風(fēng)電基地遠(yuǎn)景風(fēng)電總裝機(jī)容量為3565萬(wàn)千瓦，先期計(jì)劃建設(shè)裝機(jī)容量1065萬(wàn)千瓦。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)主管能源的負(fù)責(zé)人認(rèn)為，酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)在世界上尚屬首例。建設(shè)酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，需要投資1100億元至1200億元，資金全部由商業(yè)投入。目前酒泉風(fēng)能資源已吸引了國(guó)內(nèi)20多家大型企業(yè)前來(lái)投資和考察。

　　目前酒泉正分步實(shí)施煤電基地建設(shè)目標(biāo)，酒泉風(fēng)電項(xiàng)目此前第一期380萬(wàn)KW風(fēng)電設(shè)備招標(biāo)工作完成。大連華銳中標(biāo)179萬(wàn)KW、東方汽輪機(jī)中標(biāo)115萬(wàn)KW、新疆金風(fēng)中標(biāo)81萬(wàn)KW、重慶海裝中標(biāo)5萬(wàn)KW.依據(jù)項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃，到2010年酒泉風(fēng)電基地裝機(jī)容量達(dá)到500萬(wàn)KW，到2015年風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到1200萬(wàn)KW，到2020年建成1360萬(wàn)千瓦的裝機(jī)容量。

　　我國(guó)風(fēng)能資源豐富

　　此外，2008年酒泉計(jì)劃開(kāi)工建設(shè)750千伏為主網(wǎng)架的酒泉、瓜州變電站，被業(yè)內(nèi)人士稱為“電力高速公路”，相當(dāng)于全國(guó)普遍采用的500千伏線路的2.5倍，適合于大功率、遠(yuǎn)距離傳送。加快750千伏電網(wǎng)建設(shè)，不僅節(jié)約占地面積，而且降低了輸電價(jià)格容量比。甘肅通過(guò)雙回750千伏線路加強(qiáng)與河西走廊的聯(lián)系，以滿足酒泉地區(qū)風(fēng)電外送。

　　我國(guó)風(fēng)能資源豐富，主要集中于西北、東北、東部沿海地區(qū)，加上西部、東南沿海地區(qū)，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億千瓦。其中，陸地10米以內(nèi)風(fēng)力資源為2.53億千瓦，陸上桿塔高度100米內(nèi)可利用風(fēng)能則高達(dá)7億千瓦。根據(jù)7億千瓦的風(fēng)力資源，在陸地建3億到4億千瓦的風(fēng)電是完全有資源保障的。在陸地上大規(guī)模建設(shè)風(fēng)電，不僅可以幫助我國(guó)減少二氧化碳排放，而且可以起到減緩西北風(fēng)力的作用。特別是在西北地區(qū)的大風(fēng)口大規(guī)模建設(shè)風(fēng)電，既可以大量增加電力，又可以緩解北方地區(qū)冬春季節(jié)的揚(yáng)沙和浮塵天氣。

　　數(shù)據(jù)顯示，截至2008年底，全球風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)總量突破1億千瓦。我國(guó)第一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是于1986年4月在山東榮城并網(wǎng)發(fā)電的。目前中國(guó)已累計(jì)建成100多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，分布在22個(gè)省、市、自治區(qū)，裝機(jī)容量已超過(guò)1000萬(wàn)千瓦，成為全球第四個(gè)風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)千萬(wàn)千瓦的國(guó)家?，F(xiàn)在世界上最大的風(fēng)力發(fā)電國(guó)是德國(guó)，它的裝機(jī)容量是2700萬(wàn)千瓦。但是我們已經(jīng)利用中國(guó)豐富的風(fēng)力資源，在內(nèi)蒙古，在甘肅的河西走廊布置了一系列超過(guò)百萬(wàn)千瓦乃至一千萬(wàn)千瓦的大型風(fēng)力發(fā)電基地，現(xiàn)在都已經(jīng)在建設(shè)，數(shù)年內(nèi)將超過(guò)德國(guó)，成為世界最大的風(fēng)力發(fā)電國(guó)。

　　按照2007年8月公布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2010年，我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量將達(dá)到1500萬(wàn)千瓦，2020年將達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。從目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)看，今年內(nèi)我國(guó)就將提前完成2010年的規(guī)劃目標(biāo)。“十一五”期間中國(guó)將重點(diǎn)建設(shè)30個(gè)左右10萬(wàn)千瓦以上的大型風(fēng)電場(chǎng)和5個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，做好甘肅、內(nèi)蒙古和蘇北沿海千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地的準(zhǔn)備和建設(shè)工作。

　　上述3個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，被國(guó)家發(fā)改委副主任、國(guó)家能源局局長(zhǎng)張國(guó)寶稱為“風(fēng)電三峽”，因?yàn)槟壳叭龒{水電的總裝機(jī)容量為1820萬(wàn)千瓦，而一個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，就相當(dāng)于一個(gè)三峽工程的裝機(jī)容量。目前，建設(shè)3個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地的前期準(zhǔn)備工作已經(jīng)展開(kāi)。

　　關(guān)于新能源

　　風(fēng)是一種潛力很大的新能源，18世紀(jì)初，橫掃英法兩國(guó)的一次狂暴大風(fēng)，摧毀了400座風(fēng)力磨坊、800座房屋、100座教堂、400多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，25萬(wàn)株大樹(shù)被連根拔起。僅就拔樹(shù)一事而言，風(fēng)在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了1000萬(wàn)馬力(即750萬(wàn)千瓦;1馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計(jì)過(guò)，地球上可用來(lái)發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的1/3。因此，國(guó)內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來(lái)發(fā)電，開(kāi)發(fā)新能源。

　　利用風(fēng)力發(fā)電的嘗試，早在20世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始了。20世紀(jì)30年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國(guó)應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù)，成功地研制了一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置。這種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，廣泛地應(yīng)用在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電成本低得多。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。

　　1978年1月，美國(guó)在新墨西哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成的200千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達(dá)2000千瓦，風(fēng)力高57米，所得發(fā)電量的75%送入電網(wǎng)，其余供給附近的一所學(xué)校用。

　　1979年上半年，美國(guó)在北卡羅納州的藍(lán)嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車。這個(gè)風(fēng)車有10層樓高，風(fēng)車鋼葉片的直徑60米;葉片安裝在一個(gè)塔形建筑物上，因此風(fēng)車可自由轉(zhuǎn)動(dòng)并從熱核一個(gè)方向獲得電力;風(fēng)力時(shí)速在38千米以上時(shí)，發(fā)電能力也可達(dá)2000千瓦。由于這個(gè)丘陵地區(qū)的平均風(fēng)力時(shí)速只有29千米，因此風(fēng)車不能全部運(yùn)轉(zhuǎn)。據(jù)估算，即使全年只有一半時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，它就能夠滿足北卡羅納州7個(gè)縣1%—2% 的用電需要。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和鐵塔3部分。風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件，它由兩只或更多只螺旋槳形的葉輪組成。當(dāng)風(fēng)吹向槳葉時(shí)，槳葉上產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。槳葉對(duì)材料要求強(qiáng)度高、質(zhì)量小，目前多用玻璃鋼或其他復(fù)合材料如碳纖維來(lái)制造。由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低，而且風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常變化著，這又使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定;所以，在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)之前，還必須附和一個(gè)把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱，再加一個(gè)調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后再連接到發(fā)電機(jī)上。為保持風(fēng)輪始終對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向以獲得最大的功率，還需在風(fēng)輪的后面裝一個(gè)類似風(fēng)向標(biāo)的尾舵。鐵塔是支承風(fēng)輪、尾舵和發(fā)電機(jī)的構(gòu)架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風(fēng)力，又要有足夠的強(qiáng)度。鐵塔高度視地面障礙物對(duì)風(fēng)速影響的情況以及風(fēng)輪的直徑大小而定，一般在6—20米范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)的作用是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速，通過(guò)升速傳遞給發(fā)電機(jī)均勻運(yùn)轉(zhuǎn)，因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

　　一般說(shuō)來(lái)，3級(jí)風(fēng)就有利用的價(jià)值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于4米/秒才適宜于發(fā)電。據(jù)測(cè)定，1臺(tái)55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)風(fēng)速為9.5米/秒時(shí)，機(jī)組的輸出功率為55千瓦;當(dāng)風(fēng)速為8米/秒時(shí)，功率為38千瓦;風(fēng)速為6米/秒時(shí)，只有16千瓦;而風(fēng)速為5米/秒時(shí)，僅為9.5千瓦?？梢?jiàn)風(fēng)力愈大，經(jīng)濟(jì)效益也愈大。

　　我國(guó)的風(fēng)力資源極為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在3米/秒以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大;有的地方一年1/3以上的時(shí)間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。