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風(fēng)力發(fā)電站的選址和設(shè)想論文

時(shí)間:2023-05-01 12:46:33 論文范文 我要投稿
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風(fēng)力發(fā)電站的選址和設(shè)想論文

  摘要 風(fēng)力發(fā)電站選址于集聚風(fēng)力地形的進(jìn)出風(fēng)口,在風(fēng)口處安裝帶有逆止閥并可接收多向的來風(fēng)取風(fēng)裝置,且用構(gòu)筑物把風(fēng)集聚和引向比其高程高的半山腰或山頂上已安裝單向功率較大的風(fēng)力正負(fù)電荷采集電機(jī)組,直接對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,或送到用戶。

風(fēng)力發(fā)電站的選址和設(shè)想論文

  關(guān)鍵詞 風(fēng)力發(fā)電站;逆止閥裝置;集聚風(fēng)力;正負(fù)電荷采集機(jī);潔凈能源

  現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電站大多數(shù)采用未經(jīng)改造的自然風(fēng)進(jìn)行發(fā)電,其年平均風(fēng)速在3m/s以上,運(yùn)行風(fēng)速達(dá)到4m/s以上,單機(jī)出率只有幾百至幾千千瓦。如果采用多臺(tái)發(fā)電機(jī)聯(lián)合運(yùn)行發(fā)電,就每臺(tái)機(jī)組之間縱橫相距20~30m,不僅需要比較寬闊的場地,而且,單機(jī)容量少,每千瓦(Kw)投資高,因此,阻礙了風(fēng)力發(fā)電站的發(fā)展。為此,如何選擇風(fēng)力發(fā)電站站址和集聚風(fēng)力就成為我們研究的課題。

  風(fēng)力的產(chǎn)生是由于太陽能照射作用,使地表巖石、海洋、砂灘、森林間產(chǎn)生不同的溫度,致使空氣產(chǎn)生對(duì)流,同時(shí),星球的萬有引力作用和地球自轉(zhuǎn)作用,會(huì)產(chǎn)生夏炎冬寒、白暖夜涼、地表熱高空冷,造成不同時(shí)節(jié)不同的風(fēng)向和風(fēng)力,另外,地形地貌對(duì)風(fēng)向和風(fēng)力聚集也有一定的影響,因此,風(fēng)力發(fā)電站象筑壩蓄水發(fā)電站一樣,需要進(jìn)行選址和集聚風(fēng)力構(gòu)筑物建設(shè),才能充分發(fā)揮風(fēng)力發(fā)電的高效節(jié)能作用。對(duì)風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)行選址來說,一搬選在較大盆地的風(fēng)力進(jìn)出口或較大海洋湖泊的風(fēng)力進(jìn)出口等,具體體現(xiàn)在高山環(huán)繞盆地(或海洋或湖泊)的狹谷低處,或有貫穿環(huán)山巖溶巖洞處,這樣,可獲得較大的風(fēng)力;對(duì)集聚風(fēng)力構(gòu)筑物建設(shè)來說,一搬在風(fēng)力進(jìn)出口處,建設(shè)帶有逆止閥取風(fēng)裝置和風(fēng)口由下往上建設(shè)、風(fēng)口斷面積按風(fēng)流速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律由大逐漸變小建設(shè),使風(fēng)速達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和提高風(fēng)的單位面積的風(fēng)力能量。

  風(fēng)力的流動(dòng)受到地形地貌的變化而變化,同時(shí),風(fēng)力的流速受到季節(jié)變化而變化。因此,在選址上要考慮下列問題:

  (1)峽谷進(jìn)出口風(fēng)力較大地址,如環(huán)山盆地與低洼地形(包括湖泊、海洋、平原、沙漠等)之間空氣交流的峽谷處,對(duì)太陽能形成不同溫差地形空氣交流場的峽谷處,常形成空氣對(duì)流的山谷處等

  (2)可建設(shè)集聚風(fēng)力構(gòu)筑物和安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組地形;

  (3)處于用電中心;

  (4)可修建交通道路,便于材料的運(yùn)輸和電站的管理;

  (5)年平均風(fēng)速在3m/s以上,運(yùn)行風(fēng)速達(dá)為4m/s以上的時(shí)間達(dá)4000小時(shí)以上。

  而在集聚風(fēng)力構(gòu)筑物建設(shè)上,則要考慮下列問題:

  (1)具備布置帶有逆止閥的雙向收集風(fēng)能構(gòu)筑物地形;

  (2)具備布置集聚風(fēng)力并引風(fēng)向半山腰或山頂上安裝單向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的聚風(fēng)能構(gòu)筑物地形;

  (3)具備布置風(fēng)力發(fā)電機(jī)組廠房和變電輸送場地;

  (4)具備布置風(fēng)力發(fā)電站的施工和安裝場地;

  (5)構(gòu)筑物滿足風(fēng)力電站的受力要求。

  在風(fēng)力發(fā)電站設(shè)計(jì)中,由于風(fēng)力發(fā)電站地址處的風(fēng)力風(fēng)向隨著時(shí)間季節(jié)變化而變化,至少存在著兩個(gè)方向的風(fēng)力流向問題,如在寬闊場地,可采用風(fēng)向跟蹤技術(shù),但在峽谷的風(fēng)口處,采用風(fēng)向跟蹤技術(shù)不現(xiàn)實(shí)。如果采用單向風(fēng)力發(fā)電,就浪費(fèi)約一半的風(fēng)力。如果采用雙向發(fā)電機(jī)組發(fā)電,就增加約一倍的成本。如果在風(fēng)口處安裝帶有逆止閥取風(fēng)裝置,接收多向的來風(fēng),并把收集到的風(fēng)向引向在半山腰或山頂上安裝單向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,就能實(shí)現(xiàn)單向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電, 從而避免了空闊場地的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中多安裝一臺(tái)風(fēng)力轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī),達(dá)到簡化設(shè)備的構(gòu)造。   一方面,由于帶有逆止閥收集風(fēng)能單位能量較低,因此在收集風(fēng)構(gòu)筑物至風(fēng)力發(fā)電廠房之間建造把風(fēng)速風(fēng)力進(jìn)行集聚的引風(fēng)人工構(gòu)筑物管道(截面積由大變小),使單位風(fēng)能達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)要求,這樣,可以使設(shè)備小型化和提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量。另一方面,由于風(fēng)力不象水力可以把其蓄存起來,因此,風(fēng)力發(fā)電極其不穩(wěn)定,它需要穩(wěn)壓系統(tǒng)和電能儲(chǔ)備系統(tǒng)。

  對(duì)于現(xiàn)有的直流電機(jī)(包括硅整流系統(tǒng))造價(jià)比較高,難以降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的單位投資,不利于風(fēng)力發(fā)電站的發(fā)展。如果能利用正負(fù)電荷采集電機(jī),就可能降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本,其原理是采用電容的兩極輸送電子,使電荷在硅電路中從一端輸送到另一端的過程,其好象化學(xué)式蓄電池原理(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程)相似,把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能的過程,直接對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,或送到用戶。減少了交直系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換,輸出了穩(wěn)定的電壓。

  對(duì)于風(fēng)力發(fā)電站來說,如果選址較好,就能獲得較大風(fēng)能,若能利用人工構(gòu)筑物收集和集聚風(fēng)力,可集中布置風(fēng)力發(fā)電機(jī)廠房和輸出線路以及控制線路,減少土地的征收和便于風(fēng)力電站的管理。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上,若采用正負(fù)電荷采集電機(jī),就可減少穩(wěn)定系統(tǒng)和使設(shè)備簡單化,經(jīng)過上述措施,可以使風(fēng)力發(fā)電站建設(shè)成本降低和風(fēng)力發(fā)電機(jī)單位kw投資達(dá)到理想值,可與其它能量發(fā)電單位千瓦(kw)投資相互競爭,同時(shí),因風(fēng)力發(fā)電場是直接利用風(fēng)來發(fā)電,對(duì)環(huán)境的治理和保護(hù)的費(fèi)用很少,因此,風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)成本和運(yùn)行成本是比較低的,其是優(yōu)先發(fā)展的潔凈能源。

  由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)沒有象用煤發(fā)電對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響,不象水力發(fā)電需要較大的蓄水庫容占用較多土地和移民及地質(zhì)災(zāi)害,也不象核電需要對(duì)有幅射廢棄物進(jìn)行處理,因此,投資于風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)險(xiǎn)比較小并得到較大的利潤空間和獲得投資高回報(bào)。

  現(xiàn)在,綠色能源在金融危機(jī)中得到了各國政府的追捧,中國在大力鼓勵(lì)可再生能源項(xiàng)目,并熱衷給綠色能源投資提供各項(xiàng)優(yōu)惠舉措,如太陽能行業(yè)補(bǔ)貼政策,資金占全國對(duì)綠色能源投資在4萬億元人民幣中的34%,對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的綠色能源也得到政府的補(bǔ)貼,所以,風(fēng)力發(fā)電站是吸引國內(nèi)外的資金比較理想的項(xiàng)目。同樣,潮夕電站因設(shè)置逆止閥裝置而使設(shè)備簡單和多發(fā)電量。

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