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我國(guó)北方風(fēng)能資源利用與發(fā)展問(wèn)題
2010-12-20
來(lái)源:風(fēng)力機(jī)械分會(huì)
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4.1 切實(shí)加強(qiáng)風(fēng)資源普查和測(cè)試工作風(fēng)能,作為一種自然能源的存在形式,在一個(gè)特定的地域,就有其儲(chǔ)量大小、質(zhì)量的優(yōu)劣,以及其時(shí)空分布規(guī)律等,只有查清這些基本情況,結(jié)合對(duì)特定地域的交通、通訊、電網(wǎng)網(wǎng)架分布等情況調(diào)查,才能確定是否在該地區(qū)建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)和確定裝機(jī)單臺(tái)容量和總?cè)萘俊?br />
上個(gè)世紀(jì)80 年代初,中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家氣象局和清華大學(xué)等單位,組織有關(guān)部門(mén),在進(jìn)行大量的調(diào)查,組織各地區(qū)氣象站,對(duì)多年氣象測(cè)試中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算、分析,繪制了全國(guó)風(fēng)能分布圖,這項(xiàng)工作進(jìn)展及其取得的成果,對(duì)剛起步的中國(guó)風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用起到了積極的指導(dǎo)作用。這里要說(shuō)明的是,這項(xiàng)工作的原始資料都取自于全國(guó)的各有關(guān)氣象臺(tái)、站,而這些氣象臺(tái)、站除個(gè)別外,多數(shù)都建在條件比較好的、適合人們居住和生活的城鎮(zhèn)與村莊周?chē)〉玫馁Y料都是為當(dāng)?shù)厝藗兩a(chǎn)、生活和防災(zāi)減災(zāi)所需要。用這些資料來(lái)作為建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的參考還是可以的,如果以此作為依據(jù)建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)還是不可行的。因此,要建設(shè)大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)作為資源儲(chǔ)備,必須對(duì)錫盟風(fēng)資源進(jìn)行全面普查和測(cè)試。
首先,成立全盟風(fēng)資源普查和測(cè)試組織,培訓(xùn)風(fēng)資源普查和測(cè)試技術(shù)人員。組織參加單位的具體工作人員學(xué)習(xí)風(fēng)能利用基本知識(shí),參觀現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),了解建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)對(duì)風(fēng)資源要求的基本條件,掌握普查測(cè)試工作的任務(wù)和內(nèi)容,充分發(fā)揮工作人員的積極性和主動(dòng)性。在了解全盟擬測(cè)地域大體上的地形地貌和該處氣象常年積累風(fēng)況統(tǒng)計(jì),優(yōu)選出有發(fā)展前途的地域,能滿足建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)條件,確定為測(cè)風(fēng)點(diǎn)安裝測(cè)風(fēng)塔及相關(guān)儀器,進(jìn)行測(cè)風(fēng)工作;建設(shè)風(fēng)場(chǎng)及前期工作風(fēng)資源普查內(nèi)容。調(diào)查當(dāng)?shù)氐膬鐾辽疃取⑼寥澜Y(jié)構(gòu)、地面粗糙度、表面承壓能力和巖石強(qiáng)度等。調(diào)查電網(wǎng)網(wǎng)架的電壓等級(jí),網(wǎng)架距測(cè)試點(diǎn)的距離及方位。調(diào)查常規(guī)電源點(diǎn)裝機(jī)容量與測(cè)試點(diǎn)的距離及方位,確認(rèn)網(wǎng)架和電源點(diǎn)的隸屬關(guān)系。 調(diào)查公路、鐵路網(wǎng)的分布及距離情況;調(diào)查生活依托情況。如距離最近城市的距離,及其區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育和物資供應(yīng)情況。對(duì)環(huán)境的調(diào)查和評(píng)估,周?chē)欠裼胁豢梢苿?dòng)的文物古跡,是否有珍惜鳥(niǎo)類生存的濕地,是否有野生動(dòng)物常年遷徙的通道等。上述測(cè)試和調(diào)查,是在規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電場(chǎng)前,必須準(zhǔn)確、全面、及時(shí)準(zhǔn)備的資料;風(fēng)資源測(cè)試內(nèi)容:不同風(fēng)速的年持續(xù)時(shí)間,不同風(fēng)速的日、月、年的時(shí)空分布情況,年平均風(fēng)速,年大氣溫度變化情況,溫度變化的時(shí)空分布,極端溫度值,年降水量的時(shí)空分布,年降水量的極端值。
4.2 政府要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行有效監(jiān)管
錫盟在建成第一個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)后,引起了全國(guó)風(fēng)電行業(yè)有關(guān)人員的高度重視。國(guó)內(nèi)一些大型能源企業(yè)紛紛落戶錫盟,現(xiàn)在全盟各旗縣幾乎都有風(fēng)場(chǎng)的建設(shè),或者是在做風(fēng)場(chǎng)建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作,因此對(duì)風(fēng)場(chǎng)建設(shè)監(jiān)管顯得十分必要。建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)除了有很好的風(fēng)資源外,還要有比較開(kāi)闊的場(chǎng)地,錫盟這兩個(gè)條件都很優(yōu)越,但是各地政府只要拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,把建設(shè)風(fēng)場(chǎng)用地批出去,不管怎樣用,基本不再過(guò)問(wèn)。如灰騰梁風(fēng)電場(chǎng)群的建設(shè),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的能源企業(yè)都涉足那里,大有群雄逐鹿之勢(shì),他們各自為政,不管建設(shè)規(guī)模多大,都要建并網(wǎng)升壓站,風(fēng)場(chǎng)控制室,生活設(shè)施等。另外在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)位布置方面也是各行其事,當(dāng)走到風(fēng)場(chǎng)附近舉目望去,一片雜亂無(wú)章粱地養(yǎng)眼,這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員只相信外國(guó)的選址軟件以標(biāo)高為主要參考依據(jù),沒(méi)有充分考慮到機(jī)組的維修道路和輸電線路的布置, 更沒(méi)有考慮到建成后的景觀形成。我們知道,風(fēng)力發(fā)電機(jī)定位是由多方面因素所制約,高度是一方面,這里有些機(jī)位高差不足一米,為了尋求最高(或者等高)也要破壞機(jī)組行株布置規(guī)律,造成場(chǎng)內(nèi)機(jī)組維修道路和地理電纜布置困難,更主要的是增加了用地面積,因而也增加了對(duì)植被破壞。
增加了保護(hù)土地的植被資源的難度。
4.3 實(shí)施對(duì)離網(wǎng)型(用戶小型)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的更新?lián)Q代工作小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)起步在錫盟,技術(shù)成熟在錫盟,大面積推廣在錫盟。由于這些原因,自治區(qū)政府制定了扶植小風(fēng)電發(fā)展的相關(guān)政策,這些政策統(tǒng)稱為“光明工程”。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的推廣普及,帶動(dòng)了廣大牧區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,給牧民帶來(lái)真正的實(shí)惠。近年來(lái),自治區(qū)微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)受區(qū)外一些機(jī)組沖擊非常嚴(yán)重,這一現(xiàn)象應(yīng)引起有關(guān)方面高度重視,其表現(xiàn)為:價(jià)格不實(shí)。如內(nèi)蒙古自治區(qū)300W 風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定風(fēng)速8m/s,風(fēng)輪直徑為2.8m,年等效運(yùn)行時(shí)間可以運(yùn)行3000h 以上,售價(jià)為1500 元。而南方一些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品額定風(fēng)速13m/s,風(fēng)輪直徑只有1.4m,年等效運(yùn)行時(shí)間不足1000h,售價(jià)在1200 元左右,因?yàn)閺V大牧民不懂額定風(fēng)速,等效運(yùn)行時(shí)間這樣專業(yè)名詞,只知道價(jià)格高低,造成市場(chǎng)混亂,微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)信譽(yù)降低。
但是,全區(qū)生產(chǎn)的微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都是上個(gè)世紀(jì)八九十年代產(chǎn)品,有些原來(lái)的生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)制后再也沒(méi)進(jìn)行過(guò)產(chǎn)品的更新?lián)Q代,產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)落后,因此,技術(shù)更新亟待加強(qiáng)。
4.3.1 改進(jìn)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì) 現(xiàn)在運(yùn)行的戶用微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,裝配的發(fā)電機(jī),為了降低制造成本,減少故障,都是采用由風(fēng)輪軸接帶動(dòng)的運(yùn)行方式,這些電機(jī)的設(shè)計(jì),過(guò)去由于受傳統(tǒng)電機(jī)的影響,其外形結(jié)構(gòu)基本是長(zhǎng)圓柱形,自己有完整的底座與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)接。隨著用戶也對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率需求的提高,風(fēng)輪直徑也隨著增大,因而風(fēng)輪轉(zhuǎn)速會(huì)因此下降,長(zhǎng)圓柱式結(jié)構(gòu)的永磁發(fā)電機(jī)應(yīng)改為短圓柱結(jié)構(gòu),一般稱盤(pán)式結(jié)構(gòu)。把過(guò)去電機(jī)外形直徑與長(zhǎng)度比1:1 到1:2,改為1:0.2 到1:0.4。這樣就可以在同等轉(zhuǎn)速下,加大磁力線的切割速度,提高發(fā)電機(jī)的工作效率。
4.3.2 改變發(fā)電機(jī)的外形設(shè)計(jì) 現(xiàn)在戶用微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,配裝的發(fā)電機(jī)是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體,有自己的結(jié)構(gòu)外形,增加了制造成本,加大了維護(hù)保養(yǎng)的工作量,建議結(jié)合風(fēng)機(jī)其他零件如回轉(zhuǎn)體及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)一起設(shè)計(jì)。
4.3.3 增加人工停車(chē)和大風(fēng)自動(dòng)保護(hù)裝置 微小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài),如果對(duì)機(jī)組進(jìn)行正常維護(hù)、檢修和電瓶已經(jīng)充足需要停機(jī),以及遇到大風(fēng)避險(xiǎn)時(shí),因?yàn)闆](méi)有停車(chē)和大風(fēng)自動(dòng)保護(hù)裝置,用繩索或套馬桿,把尾翼拉到與風(fēng)向垂直的位置,使風(fēng)向與風(fēng)輪平行,風(fēng)輪慢慢減速,達(dá)到暫時(shí)停車(chē)和控制轉(zhuǎn)速的目的。這樣的停車(chē)有以下缺點(diǎn):當(dāng)風(fēng)向稍有變化時(shí),風(fēng)輪轉(zhuǎn)速就開(kāi)始提高,有時(shí)一天內(nèi)風(fēng)向變化數(shù)次,如果不按風(fēng)向及時(shí)地調(diào)整栓鎖位置會(huì)給尾翼增加很大負(fù)荷,造成嚴(yán)重的變形和損壞。
另外風(fēng)速有時(shí)變化也很大,如果沒(méi)有自動(dòng)車(chē)剎車(chē)結(jié)構(gòu),常常因?yàn)榇箫L(fēng)不能剎車(chē)而造成倒機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞現(xiàn)象。據(jù)上世紀(jì)八九十年代統(tǒng)計(jì),發(fā)電機(jī)槳葉斷裂、發(fā)電機(jī)軸損壞,85% 因?yàn)榇箫L(fēng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)超速所造成。
4.3.4 加強(qiáng)對(duì)電瓶的保護(hù)方法研究 電瓶是微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中起著穩(wěn)定電壓、調(diào)整用電負(fù)荷延長(zhǎng)供電時(shí)間作用的重要裝置,可是,在發(fā)電和用電過(guò)程中,由于使用不當(dāng)過(guò)早會(huì)使這一設(shè)施損壞,因此增加對(duì)電瓶過(guò)充、過(guò)放的保護(hù)裝置是非常必要的。另外也要積極開(kāi)發(fā)除鉛酸外其他材料的電瓶。研究風(fēng)資源,風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率和電瓶容量的最佳配合,達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全的目的。
4.4 擴(kuò)大風(fēng)力提水機(jī)使用范圍
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