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Global Wind Day

Global Wind Day

你追尋過“風(fēng)”的蹤影嗎？

你聽見過“風(fēng)”的聲音嗎？

你描繪過“風(fēng)”的形狀嗎？

你知道“風(fēng)”蘊(yùn)含的巨大能量嗎？

 

6月15日

是全球風(fēng)能日（Global Wind Day）

又稱世界風(fēng)能日

風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，由太陽輻射熱引起。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致大氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)，形成了風(fēng)。

據(jù)估計(jì)，雖然到達(dá)地球的太陽能中只有約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍然十分可觀，比地球上可開發(fā)利用的水能總量大10倍。

目前，風(fēng)力發(fā)電是最主要的風(fēng)能開發(fā)利用方式。它潛力大、資源充足、可快速使用，經(jīng)濟(jì)性也逐漸顯現(xiàn)。

海上風(fēng)電 ?? WWF

據(jù)《全球風(fēng)能報(bào)告2024》顯示：2023年，全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的117GW，較2022年同比增長50%，是有史以來最好的一年。風(fēng)電行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)加速增長的新時(shí)代。

●2023年是有記錄以來陸上風(fēng)電裝機(jī)容量最高的一年，單年裝機(jī)首次超過100GW，達(dá)到106GW，同比增長54%；

●2023年是海上風(fēng)電裝機(jī)量歷史上第二好的一年，總裝機(jī)容量為10.8GW；

●2023年全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量突破了第一個(gè)TW里程碑，目前總裝機(jī)容量達(dá)到1021GW，同比增長13%；

●其中，中國新增裝機(jī)容量達(dá)75GW，創(chuàng)下新紀(jì)錄，占全球新增裝機(jī)容量的近65%；

●中國的增長支撐了亞太地區(qū)創(chuàng)紀(jì)錄的一年，同比增長106%。

來源：《全球風(fēng)能報(bào)告2024》

盡管如此，風(fēng)電行業(yè)仍須將其年新增裝機(jī)從2023年的117GW提高到2030年的至少320GW，才能實(shí)現(xiàn)COP28和1.5攝氏度的目標(biāo)。

?? WWF

事實(shí)上，風(fēng)能是一種古老又清潔的能源，在古代，人們就用它來抽水、磨面、航行。而在當(dāng)代，風(fēng)力發(fā)電撐起可再生能源發(fā)電的半壁江山，整體發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。

風(fēng)力發(fā)電距離我們的生活并不遙遠(yuǎn)。行進(jìn)在高速公路上或乘坐火車高鐵時(shí)，經(jīng)常可以在道路兩旁看到“大風(fēng)車”，有時(shí)在鄰近海域也能看到海上風(fēng)電。

那些隨手拍下的“大風(fēng)車們”

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風(fēng)電溯源

風(fēng)能開發(fā)歷史久遠(yuǎn)，最早可追溯至第一艘帆船下水。據(jù)記載，公元前3500年，古埃及人發(fā)明了風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的帆船，沿尼羅河航行。公元前，也有關(guān)于我國古人使用風(fēng)能提水、灌溉、磨面的相關(guān)記載，同時(shí)期，垂直風(fēng)車也被古波斯人發(fā)明出來應(yīng)用于碾米。

中世紀(jì)，荷蘭人發(fā)明了用于排灌的水平軸風(fēng)車，這便是被人們熟知的荷蘭大風(fēng)車。

值得一提的是，1887年7月，美國發(fā)明家查爾斯·弗朗西斯·布朗斯在美國克利夫蘭市建成第一臺(tái)全自動(dòng)運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組。1941年，世界首個(gè)兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組在美國佛蒙特州被發(fā)明，并接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，機(jī)組重約16噸。

中國風(fēng)電發(fā)展史

我國風(fēng)力發(fā)電起步較晚，但近些年發(fā)展迅猛。

1975年，清華大學(xué)和內(nèi)蒙古草原研究所合作，試制了50W、100W的離網(wǎng)式微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

20世紀(jì)80年代是我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造業(yè)發(fā)展的第一階段，開始研制可以用并網(wǎng)運(yùn)行的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。20世紀(jì)90年代，我國開始發(fā)展大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)電裝機(jī)逐年穩(wěn)步增加。在863計(jì)劃下，金風(fēng)科技股份有限公司于2005年試制出我國第一臺(tái)兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

隨后，國內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)迅速擴(kuò)大，新增裝機(jī)量始終保持著80%以上的年增長率。2010年，風(fēng)電裝機(jī)容量首次超過美國，躍居世界第一。2015年起，我國風(fēng)電制造業(yè)加速發(fā)展，各大國內(nèi)風(fēng)機(jī)廠家逐漸掌握了大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主要零部件國產(chǎn)化。

制造工廠 ?? WWF

如今，在全球氣候危機(jī)的背景下，能源轉(zhuǎn)型刻不容緩。我國風(fēng)電企業(yè)整體技術(shù)水平持續(xù)提升，國產(chǎn)機(jī)組不斷向超大型、多耐候性、高可靠性發(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量持續(xù)穩(wěn)居世界第一。

陸上風(fēng)電葉片 ?? WWF

風(fēng)能趣味知識(shí)

為什么風(fēng)力發(fā)電機(jī)絕大多數(shù)是白色的？

?白光是光譜中所有可見光的混合產(chǎn)物，這種中性色沒有侵略性，可以與周圍環(huán)境較好匹配，很少讓周圍民眾感到突兀；

?風(fēng)電機(jī)組除了日常“喝西北風(fēng)”，還要長期“曬日光浴”。白色不容易吸收太陽光中的紫外線輻射，可減少熱量吸收，降低機(jī)組溫度，有利于機(jī)組內(nèi)部發(fā)電機(jī)、變流器等電氣設(shè)備的散熱；

物種卡?  白色外觀有利于運(yùn)維人員觀察設(shè)備表面的污損情況，并及時(shí)判斷處理相應(yīng)問題；

?此外，白色涂料價(jià)格相對(duì)較低，也會(huì)降低機(jī)組的制造和運(yùn)維成本。

?當(dāng)然，為了與當(dāng)?shù)鼐坝^融合，也可將風(fēng)機(jī)塔筒和葉片涂裝成其他顏色，做成宣傳畫與故事塔，形成新的“打卡”景點(diǎn)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)上為何只有三只葉片？

?3個(gè)葉片可以最大限度的減少系統(tǒng)的震顫。如果是2個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)，當(dāng)葉片處于水平位置時(shí)震顫程度將會(huì)很大，對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)艙造成損傷；如果僅1個(gè)葉片，從空氣動(dòng)力學(xué)的角度來講雖比較高效，但是一個(gè)葉片會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)過快，系統(tǒng)容易疲勞，噪聲也比較大；4個(gè)葉片可以增加少許風(fēng)電產(chǎn)出，但成本會(huì)提高，經(jīng)濟(jì)上不劃算；

?選擇3個(gè)葉片的另一個(gè)理由是，3個(gè)葉片的風(fēng)機(jī)看上去更加美觀。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片是什么材質(zhì)？

主流葉片的材質(zhì)為玻璃纖維復(fù)合材料，它具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐老化、容易成型的特點(diǎn)。

這是拍攝到的風(fēng)電機(jī)組塔架上小鳥的家～

風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈能發(fā)多少電？

以某陸上風(fēng)電4.0MW機(jī)型為例，額定轉(zhuǎn)速為每分鐘8.8轉(zhuǎn)：

每分鐘發(fā)電量：

4000千瓦時(shí)÷60分鐘≈66.67千瓦時(shí)

每轉(zhuǎn)一圈發(fā)電量：

66.67千瓦時(shí)÷8.8轉(zhuǎn)≈7.6度電

因此，該風(fēng)電機(jī)組額定狀態(tài)下，轉(zhuǎn)一圈發(fā)電約為7.6度電，基本滿足一家庭正常用電情況下的一天用電量。

此外，隨著我國風(fēng)電裝機(jī)進(jìn)入穩(wěn)步增長期，各種大兆瓦風(fēng)電機(jī)組也正在被積極推出。

 

參考文字來源：中國華能南澳風(fēng)電場(chǎng)

文字整理、排版：Lei