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中國風力資源如何

發布時間: 2023-09-14 20:25:02

⑴ 風能資源的中國的風能資源

我國幅員遼闊,海岸線長,風能資源比較豐富。據國家氣象局估算,全國風能密度為100W/m2,風能資源總儲量約1.6X105MW,特別是東南沿海及附近島嶼、內蒙古和甘肅走廊、東北、西北、華北和青藏高原等部分地區,每年風速在3m/s以上的時間近4000h左右,一些地區年平均風速可達6~7m/s以上,具有很大的開發利用價值。有關專家根據全國有效風能密度、有效風力出現時間百分率,以及大於等於3m/s和6m/s風速的全年累積小時數,將我國風能資源劃分為如下幾個區域。1、東南沿海及其島嶼,為我國最大風能資源區。這一地區,有效風能密度大於、等於200W/m2的等值線平行於海岸線,沿海島嶼的風能密度在300W/m2以上,有效風力出現時間百分率達80~90%,大於、等於8 m/s的風速全年出現時間約7000~8000h,大於、等於 6 m/s的風速也有4000 h左右。但從這一地區向內陸,則丘陵連綿,冬半年強大冷空氣南下,很難長驅直下,夏半年台風在離海岸50km時風速便減少到68%。所以,東南沿海僅在由海岸向內陸幾十公里的地方有較大的風能,再向內陸則風能銳減。在不到100km的地帶,風能密度降至50W/m2以下,反為全國風能最小區。但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陳、嵊泗等沿海島嶼上,風能卻都很大。其中台山風能密度為534.4W/m2,有效風力出現時間百分率為90%,大於、等於3 m/s的風速全年累積出現7905h。換言之,平均每天大於、等於3 m/s的風速有21.3h,是我國平地上有記錄的風能資源最大的地方之一。2、內蒙古和甘肅北部,為我國次大風能資源區。這一地區,終年在西風帶控制之下,而且又是冷空氣入侵首當其沖的地方,風能密度為200~300W/m2,有效風力出現時間百分率為70%左右,大於、等於3 m/s的風速全年有5000h以上,大於、等於6m/s的風速在2O00h以上,從北向南逐漸減少,但不象東南沿海梯度那麼大。風能資源最大的虎勒蓋地區,大於、等於3 m/S和大於、等於6m/s的風速的累積時數,分別可達7659h和4095h。這一地區的風能密度,雖較東南沿海為小,但其分布范圍較廣,是我國連成一片的最大風能資源區。3、黑龍江和吉林東部以及遼東半島沿海,風能也較大。風能密度在200W/m2以上,大於、等於3m/s和6m/s的風速全年累積時數分別為5000~7O00h和3000h。4、青藏高原、三北地區的北部和沿海,為風能較大區。這個地區(除去上述范圍),風能密度在150~200W/m2之間,大於、等於3 m/s的風速全年累積為 4000~5000h,大於、等於6m/s風速全年累積為3000h以上。青藏高原大於、等於3 m/s的風速全年累積可達6500h,但由於青藏高原海拔高,空氣密度較小,所以風能密度相對較小,在 4000m的高度,空氣密度大致為地面的67%。也就是說,同樣是8m/s的風速,在平地為313.6W/m2,而在4000m的高度卻只有209.3W/m2。所以,如果僅按大於、等於3 m/s 和大於、等於6m/s的風違的出現小時數計算,青藏高原應屬於最大區,而實際上這里的風能卻遠較東南沿海島嶼為小。從三北北部到沿海,幾乎連成一片,包圍著我國大陸。大陸上的風能可利用區,也基本上同這一地區的界限相一致。5、雲貴川,甘肅、陝西南部,河南、湖南西部,福建、廣東、廣西的山區,以及塔里木盆地,為我國最小風能區。有效風能密度在50W/m2以下,可利用的風力僅有20%左右,大於、等於3m/s的風速全年累積時數在2000h以下,大於、等於6 m/s的風速在15Oh以下。在這一地區中,尤以四川盆地和西雙版納地區風能最小,這里全年靜風頻率在60%以上,如綿陽為67%,巴中為60%,阿壩為67%,恩施為75%,德格為63%,耿馬孟定為72%,景洪為79%。大於、等於3m/s的風速全年累積僅300h,大於、等於6m/s的風速僅20h。所以,這一地區除高山頂和峽谷等特殊地形外,風能潛力很低,無利用價值。6、在4和5地區以外的廣大地區,為風能季節利用區。有的在冬、春季可以利用,有的在夏、秋季可以利用。這一地區,風能密度在50~100W/m2之間,可利用風力為30~40%,大於、等於3m/s的風速全年累積在2000~4000h,大於、等於6m/s的風速在1000h左右。下面介紹一下國家氣象局的有關專家關於我國風能區劃的劃分意見。採用三級區劃指標體系。第一級區劃指標:主要考慮有效風能密度的大小和全年有效累積小時數。將年平均有效風能密度大於200W/m2、 3~20m八風速的年累積小時數大於500Oh的劃為風能豐富區,用「Ⅰ」表示;將150~200W/m2、 3~20m/s風速的年累積小時數在3000~5000h的劃為風能較豐富區,用「Ⅱ」表示;將50~150W/m2、3~20m/s風速的年累積小時數在2000~3000h的劃為風能可利用區,用「Ⅲ」表示;將50W/m2以下、3~20m/s風速的年累積小時數在2000h 以下的劃為風能貧乏區,用「Ⅳ」表示。在代表這四個區的羅馬數字後面的英文字母,表示各個地理區域。第二級區劃指標:主要考慮一年四季中各季風能密度和有效風力出現小時數的分配情況。利用1961~1970年間每日4次定時觀測的風速資料,先將483個站風速大於、等於 3m/s的有效風速小時數點成年變化曲線。然後,將變化趨勢一致的歸在一起,作為一個區。再將各季有效風速累積小時數相加,按大小次序排列。這里,春季指3~5月,夏季指6~8月,秋季指9~11月,冬季指12、1、2月。分別以 1、2、3、4表示春、夏、秋、冬四季。如果春季有效風速(包括有效風能)出現小時數最多,冬季次多,則用「14」表示;如果秋季最多,夏季次多,則用「32」表示;其餘依此類推。第三級區劃指標:風力機最大設計風速一般取當地最大風速。在此風速下,要求風力機能抵抗垂直於風的平面上所受到的壓強。使風機保持穩定、安全,不致產生傾斜或被破壞。由於風力機壽命一般為20~30年,為了安全,我們取30年一遇的最大風速值作為最大設計風速。根據我國建築結構規范的規定,「以一般空曠平坦地面、離地10m高、 3 0年一遇、自記10min平均最大風速」作為進行計算的標准。計算了全國700多個氣象台、站30年一遇的最大風速。按照風速,將全國劃分為4級:風速在35~40m/s以上(瞬時風速為50~60m/s),為特強最大設計風速,稱特強壓型;風速30~35m/s(瞬時風速為40~50m/s),為強設計風速,稱強壓型;風速25~30m/s(瞬時風速為30~40m/s),為中等最大設計風速,稱中壓型;風速25m/s以下,為弱最大設計風速,稱弱壓型。4個等級分別以字母a、b、c、d表示。根據上述原則,可將全國風能資源劃分為4個大區、30 個小區。各區的地理位置如下:Ⅰ區:風能富豐區ⅠA34a—東南沿海及台灣島嶼和南海群島秋冬特強壓型。ⅠA21b—海南島南部夏春強壓型。ⅠA14b—山東、遼東沿海春冬強壓型。ⅠB12b—內蒙古北部西端和錫盟春夏強壓型。ⅠB14b—內蒙古陰山到大興安嶺以北春冬強壓型。ⅠC13b-c—松花江下游春秋強中壓型。Ⅱ區:風能較豐富區ⅡD34b—東南沿海(離海岸20~50km)秋冬強壓型。ⅡD14a—海南島東部春冬特強壓型。ⅡD14b—渤海沿海春冬強壓型。ⅡD34a—台灣東部秋冬特強壓型。ⅡE13b—東北平原春秋強壓型。ⅡE14b—內蒙古南部春冬強壓型。ⅡE12b—河西走廊及其鄰近春夏強壓型。ⅡE21b—新疆北部夏春強壓型。ⅡF12b—青藏高原春夏強壓型。Ⅲ區:風能可利用區ⅢG43b—福建沿海(離海岸50~100km)和廣東沿海冬秋強壓型。ⅢG14a—廣西沿海及雷州半島春冬特強壓型。ⅢH13b——大小興安嶺山地春秋強壓型。ⅢI12C—遼河流域和蘇北春夏中壓型。ⅢI14c—黃河、長江中下游春冬中壓型。ⅢI31c—湖南、湖北和江西秋春中壓型。ⅢI12c—西北五省的一部分以及青藏的東部和南部春夏中壓型。ⅢI14c—川西南和雲貴的北部春冬中壓型。Ⅳ:風能欠缺區ⅣJ12d—四川、甘南、陝西、鄂西、湘西和貴北春夏弱壓型。ⅣJl4d—南嶺山地以北冬春弱壓型。ⅣJ43d—南嶺山地以南冬秋弱壓型。ⅣJ14d—雲貴南部春冬弱壓型。ⅣK14d—雅魯藏布江河谷春冬弱壓型。ⅣK12c—昌都地區春夏中壓型。ⅣL12c—塔里木盆地西部春夏中壓型。

⑵ 我國風能資源分布狀況 我國風能資源開發條件

中國風力資源十分豐富。根據國家氣象局的資料,我國離地10 米高的風能資源總儲量約32.26億千瓦,其中可開發和利用的陸地上風能儲量有2.53億kW,50米高度的風能資源比10米高度多1倍,約為5億多kW。近海可開發和利用的風能儲量有7.5億kW。
我國風能資源的分布與天氣氣候背景有著非常密切的關系,從我國風能資源分布圖上可以清楚看出,我國風能資源豐富和較豐富的地區主要分布在兩個大帶里。
1.三北(東北、華北、西北)地區豐富帶。風能功率密度在200~300瓦/米2以上,有的可達500瓦/米2以上,如阿拉山口、達坂城、輝騰錫勒、錫林浩特的灰騰梁等,可利用的小時數在5000小時以上,有的可達7000小時以上。這一風能豐富帶的形成,主要是由於三北地區處於中高緯度的地理位置有關。
冬季(12-2月)整個亞州大陸完全受蒙古高壓控制,其中心位置在蒙古人民共和國的西北部,從高壓中不斷有小股冷空氣南下,進入我國。同時還有移動性的高壓(反氣旋)不時的南下,這類高壓大致從四條路經侵入我國。一條是源於俄羅斯的新地島,經西北利亞及蒙古人民共和國進入我國,由於是西北向稱為西北路徑;第二條源自冰島以南洋面,經俄羅斯、哈薩克,基本上是自西向東進入我國新疆,稱為西路經;第三條源自俄羅斯的太梅爾半島,自北向南經西北利亞、蒙古人民共和國進入我國,稱為北路經;第四條源於俄羅斯貝加爾湖的東西伯利亞地區,進入我國東北及華北一帶,稱為東北路經。這四條路經除東北路經外,一般都要經過蒙古人民共和國,當經過時蒙古高壓得到新的冷高壓的補充和加強,這種高壓往往可以迅速南下,進入我國。
由於歐亞大陸面積廣大,北部地區氣溫又低,是北半球冷高壓活動最頻繁的地區,而我國地處歐亞大陸東岸,正是冷高壓南下必經之路。三北地區是冷空入侵我國的前沿,一般在冷高壓前鋒稱為冷鋒,在冷鋒過境時,在冷鋒後面200km附近經常可出現大風就可造成一次6~10級(10.8~24.4m/s)大風。對風能資源利用來說,就是一次可以有效利用的高質量大風。
從三北地區向南,由於冷空氣從源地長途跋涉,到達我國黃河中下游再到長江中下游,地面氣溫有所升高,使原來寒冷乾燥氣流性質,逐漸改變為較冷濕潤的氣流性質,(稱為變性)也就是冷空氣逐漸的變暖,這時氣壓差也變小,所以,風速由北向南逐漸的減小。
我國東部處於蒙古高壓的東側和東南側,所以盛行風向都是偏北風,只視其相對蒙古高壓中心的位置不同而實際偏北的角度有所區別。三北地區多為西北風,秦嶺黃河下游以南的廣大地區,盛行風向偏於北和東北之間。
春季(3~5月)是由冬季到夏季的過渡季節,由於地面溫度不斷升高,從4月開始,中、高緯度地區的蒙古高壓強度已明顯的減弱,而這時印度低壓(大陸低壓)及其向東北伸展的低壓槽,已控制了我國的華南地區,與此同時,太平洋副熱帶高壓也由菲律賓向北逐漸侵入我國華南沿海一帶,這幾個高、低氣壓系統的強弱、消長卻給我國風能資源有著重要的作用。
在春季這幾種氣流在我國頻繁的交綏。春季是我國氣旋活動最多的季節,特別是我國東北及內蒙一帶氣旋活動頻繁,造成內蒙和東北的大風和沙暴天氣。同樣地江南氣旋活動也較多,但造成的卻是春雨和華南雨季。這也是三北地區風資源較南方豐富的一個主要的原因。全國風向已不如冬季風那樣穩定少變,但仍以偏北風占優勢,但風的偏南分量顯著的增加。
夏季(6~8月)東亞地面氣壓分布開勢與冬季完全相反。這時中、高緯度的蒙古高壓向北退縮的已不清楚,相反地印度低壓繼續發展控制了亞州大陸,為全年最盛的季節。大平洋副熱帶高壓等時也向北擴展和向大陸西伸。可以說東亞大陸夏季的天氣氣候變化基本上受這兩個環流系統的強弱和相互作用所制約。
隨著太平洋副熱帶高壓的西伸北跳,我國東部地區均可受到它的影響,在此高壓的西部為東南氣流和西南氣流帶來了豐富的降水,但由於高、低壓間壓差小,風速不大,夏季是全國全年風速最小的季節。
夏季大陸為熱低壓、海上為高壓,高、低壓間的等壓線在我國東部幾呈南北向分布的型式,所以夏季風盛行偏南風。
秋季(9~11月),是由夏季到冬季的過渡季節,這時印度低壓和太平洋高壓開始明顯衰退,而中高緯度的蒙古高壓又開始活躍起來。由於冬季風來的迅速,且穩定維持,不像春季中夏季風代表冬季風那種來回進退的型式。此時,我國東南沿海已逐漸受到蒙古高壓邊緣的影響,華南沿海由夏季的東南風轉為東北風。三北地區秋季已確立了冬季風的形勢。各地多為穩定的偏北風,風速開始增大。
2.沿海及其島嶼地豐富帶。年有效風能功率密度在200瓦/米2以上,將風能功率密度線平行於海岸線,沿海島嶼風能功率密度在500瓦/米2以上如台山、平潭、東山、南鹿、大陳、嵊泗、南澳、馬祖、馬公、東沙等。可利用小時數約在7000-8000小時,這一地區特別是東南沿海,由海岸向內陸是丘陵連綿,所以風能豐富地區僅在海岸50km之內,再向內陸不但不是風能豐富區,反而成為全國最小風能區,風能功率密度僅50瓦/米2左右,基本上是風能不能利用的地區。
沿海風能豐富帶,其形成的天氣氣候背景與三北地區基本相同,所不同的是海洋與大陸兩種截然不同的物質所組成,二者的輻射與熱力學過程都存在著明顯的差異。大氣與海洋間的能量交換大不相同。海洋溫度變化慢,具有明顯的熱隋性,大陸溫度變化快,具有明顯的熱敏感性,冬季海洋較大陸溫暖,夏季較大陸涼爽,這種海陸溫差的影響,在冬季每當冷空氣到達海上時風速增大,再加上海洋表面平滑,摩擦力小,一般風速比大陸增大2-4m/s。
東南沿海又受台灣海峽的影響,每當冷空氣南下到達時,由於狹管效應的結果使風速增大,這里是我國風能資源最佳的地區。
在沿海每年夏秋季節都可受到熱帶氣旋的影響,當熱帶氣旋風速達到8級(17.2m/s)以上時,稱為台風。台風是一種直徑1000km左右的圓形氣旋,中心氣壓極低,台風中心0-30km范圍內是台風眼,台風眼中天氣較好,風速很小。在台風眼外壁天氣最為惡劣,最大破壞風速就出現在這個范圍內,所以一般只要不是在台風正面直接登陸的地區,風速一般小於10級(26m/s),它的影響平均有800~1000km的直經范圍,每當台風登陸後我國沿海可以產生一次大風過程,而風速基本上在風力機切出風速范圍之內。是一次滿發電的好機會。
登陸台風每年在我國有11個,而廣東每年登陸台風最多為3.5次,海南次之2.1次,台灣1.9次,福建1.6次,廣西、浙江、上海、江蘇、山東、天津、遼寧合計僅1.7次,由此可見,台風影響的地區由南向北遞減、對風能資源來說也是南大北小。由於台風登陸後中心氣壓升高極快,再加上東南沿海東北~西南走向的山脈重疊,所以形成的大風僅在距海岸幾十公里內。風能功率密度由300w/m2銳減到100w/m2以下。
綜觀上述,冬春季的冷空氣、夏秋的台風,都能影響到沿海及其島嶼。相對內陸來說這里形成了我國風能豐富帶。由於台灣海峽的狹管效應的影響,東南沿海及其島嶼是我國風能最佳豐富區。我國有海岸線18000多公里,島嶼6000多個,這里是風能大有開發利用的前景的地區。
3.內陸風能豐富地區,在兩個風能豐富帶之外,風能功率密度一般在100w/m2以下,可以利用小時數3000小時以下。但是在一些地區由於湖泊和特殊地形的影響,風能也較豐富,如鄱陽湖附近較周圍地區風能就大,湖南衡山、安徽的黃山、雲南太華山等也較平地風能為大。但是這些只限於很小范圍之內,不像兩大帶那樣大的面積,特別是三北地區面積更大。
青藏高原海拔4000m以上,這里的風速比較大,但空氣密度小,如在4000m的空氣密度大致為地面的67%,也就是說,同樣是8m/s的風速,在平原上風能功率密度為313.6w/m2,而在4000m只為209.9w/m2,而這里年平風速在3~5m/s,所以風能仍屬一般地區。
根據全國氣象台部風能資料的統計和計算,繪制出中國風能分布和中國風能分區及佔全國面積
中國風能分區及佔全國面積的百分比

指標 豐富區 較豐富區 可利用區 貧乏區
年有效風能密度(W/m2) >200 200-150 <150-50 <50
年有效風能密度(W/m2) >5000 5000-4000 <4000-2000 <2000
年≥3m/s累計小時數(h) >2200 2200-1500 <1500-350 <350
佔全國面積的百分比(%) 8 18 50 24
太陽輻射的能量到地球表面約有2%轉化為風能,風能是地球上自然能源的一部分,我國風能潛力的估算如下:
風能理論可開發總量R,全國為32.26億kW,實際可開發利用量R',按總量的1/10估計,並考慮到風輪實際掃掠面積為計算氣流正方形面積的0.785倍(lm直徑風輪面積為0.52×π=0.785m2),故實際可開發量為:
R' = 0.785R/10 = 2.53億kW。
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⑶ 中國風資源主要地區

我國的風能資源分布廣泛,其中較為豐富的地區主要集中在東南沿海及附近島嶼以及北部(東北、華北、西北)地區,內陸也有個別風能豐富點。此外,近海風能資源也非常豐富。

(a)沿海及其島嶼地區風能豐富帶:沿海及其島嶼地區包括山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、廣西和海南等省(市)沿海近 10 千米寬的地帶,年風功率密度在 200 瓦/平方米以上,風功率密度線平行於海岸線。

(b)北部地區風能豐富帶:北部地區風能豐富帶包括東北三省、河北、內蒙古、甘肅、寧夏和新疆等省(自治區)近 200 千米寬的地帶。風功率密度在200-300 瓦/平方米以上,有的可達 500 瓦/平方米以上,如阿拉山口、達坂城、輝騰錫勒、錫林浩特的灰騰梁、承德圍場等。

(c)內陸風能豐富區:風功率密度一般在 100 瓦/平方米以下,但是在一些地區由於湖泊和特殊地形的影響,風能資源也較豐富。

(d)近海風能豐富區:東部沿海水深 5-20 米的海域面積遼闊,但受到航線、港口、養殖等海洋功能區劃的限制,近海實際的技術可開發風能資源量遠遠小於陸上。不過在江蘇、福建、山東和廣東等地,近海風能資源豐富,距離電力負荷中心很近,近海風電可以成為這些地區未來發展的一項重要的清潔能源。

我國風能資源地理分布與現有電力負荷不匹配。沿海地區電力負荷大,但是風能資源豐富的陸地面積小;北部地區風能資源很豐富,電力負荷卻較小,給風電的經濟開發帶來困難。由於大多數風能資源豐富區,遠離電力負荷中心,電網建設薄弱,大規模開發需要電網延伸的支撐。

⑷ 風資源的概況

我國幅員遼闊,海岸線長,風能資源比較豐富。據有關研究成果估計,我國風能僅次於俄羅斯和美國,居世界第三位。
根據全國900多個氣象站陸地上離地10m高度資料進行估算,全國平均風功率密度為100W/m2, 風能資源總儲量約32.26億千瓦,可開發和利用的陸地上風能儲量有2.53億千瓦,近海可開發和利用的風能儲量有7.5億千瓦,共計約10億千瓦。
如果陸上風電年上網電量按叢腔等效滿負荷2,000小時計,每年可提供5,000億千瓦時電量;海上風電年上網滲槐衫電量按等效滿負荷2,500小時計,每年可提供1.8萬億千瓦時電量,合計2.3萬億千瓦時電量。相當於我國06年發電量2.83萬億千瓦時的81%。風能利用空間非常巨大。
我國風能資源豐富的地區主要分布在東南沿海及附近島嶼以及「三北」(東北明乎、華北、西北)地區。另外,內陸也有個別風能豐富點,海上風能資源也非常豐富。

⑸ 我國風能分布的特點

風能是分布廣泛、用之不竭的能源。
我國當然是東多西少。
且盛行季風,對作物生長有利。在內蒙古高原、東北高原、東南沿海以及內陸高山,都具有豐富的風能資源可作為能源開發利用。
風能資源豐富的地區主要分布在以下地區:
(1)三北(東北、華北、西北)地區豐富帶,風能功率密度在200~300瓦/米2以上,有的可達500瓦/米2以上,主要是由於三北地區處於中高緯度的地理位置有關。
(2)東南沿海及附近島嶼包括山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、廣西和海南等省(市)沿海近10
公里寬的地帶,年風功率密度在200W/m2米以上。
(3)內陸個別地區由於湖泊和特殊地形的影響,形成一些風能豐富點,如鄱陽湖附近地區和湖北的九宮山和利川等地區。
(4)近海地區,我國東部沿海水深5米到20米的海域面積遼闊,按照與陸上風能資源同樣的方法估測,10米高度可利用的風能資源約是陸上的3倍,即7億多千瓦