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《新能源概論-風(fēng)能》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、新能源概論姓名:王子儀專業(yè):計科0901學(xué)號:0909090418風(fēng)能風(fēng)能(windenergy)是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量。空氣流具有的動能稱風(fēng)能??諝饬魉僭礁撸瑒幽茉酱?。人們可以用風(fēng)車把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的動作去推動發(fā)電機,以產(chǎn)生電力,方法是透過傳動軸,將轉(zhuǎn)子(由以空氣動力推動的扇葉組成)的旋轉(zhuǎn)動力傳送至發(fā)電機。到2008年為止,全世界以風(fēng)力產(chǎn)生的電力約有94.1百萬千瓦,供應(yīng)的電力已超過全世界用量的1%。風(fēng)能雖然對大多數(shù)國家而言還不是主要的能源,但在1999年到2005年之間已經(jīng)成長了四倍以上?! ‖F(xiàn)代利用渦輪葉片將氣流的機械能轉(zhuǎn)為電能而成為發(fā)電機。在中古與
2、古代則利用風(fēng)車將蒐集到的機械能用來磨碎谷物或抽水。 風(fēng)力被使用在大規(guī)模風(fēng)農(nóng)場為全國電子?xùn)鸥癫⑶以谛「髯缘臏u輪為提供電在被隔絕的地點。 風(fēng)能量是豐富、近乎無盡、廣泛分布、干凈與緩和溫室效應(yīng)。我們把地球表面一定范圍內(nèi)。經(jīng)過長期測量,調(diào)查與統(tǒng)計得出的平均風(fēng)能密度的概況稱該范圍內(nèi)能利用的依據(jù),通常以能密度線標(biāo)示在地圖上?! ∪祟惱蔑L(fēng)能的歷史可以追溯到西元前,但數(shù)千年來,風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢,沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機以來,在常規(guī)能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下,風(fēng)能作為新能源的一部分才重新有了長足的發(fā)展。風(fēng)能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ?/p>
3、特別是對沿海島嶼,交通不便的邊遠山區(qū),地廣人稀的草原牧場,以及遠離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達到的農(nóng)村、邊疆,作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑,有著十分重要的意義。即使在發(fā)達國家,風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視,比如:美國能源部就曾經(jīng)調(diào)查過,單是德克薩斯州和南達科他州兩州的風(fēng)能密度就足以供應(yīng)全美國的用電量?! ★L(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面,地球表面各處受熱不同,產(chǎn)生溫差,從而引起大氣的對流運動形成風(fēng)。風(fēng)能就是空氣的動能,風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能,但其總量仍是十分可觀的。全
4、球的風(fēng)能約為2.74X109MW,其中可利用的風(fēng)能為2X107MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。空氣流動所形成的動能及為風(fēng)能。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式。太陽的輻射造成地球表面受熱不均,引起大氣層中壓力分布不均,空氣沿水平方向運動形風(fēng)。風(fēng)的形成乃是空氣流動的結(jié)果?! ★L(fēng)能利用形式主要是將大氣運動時所具有的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。風(fēng)就是水平運動的空氣,空氣產(chǎn)生運動,主要是由于地球上各緯度所接受的太陽輻射強度不同而形成的。在赤道和低緯度地區(qū),太陽高度角大,日照時間長,太陽輻射強度強,地面和大氣接受的熱量多、溫度較高;在高緯度地區(qū)太陽高度角小,日照時間短,地面和大氣接受的
5、熱量小,溫度低。這種高緯度與低緯度之間的溫度差異,形成了中國南北之間的氣壓梯度,使空氣作水平運動。風(fēng)吹的方向 理論上風(fēng)應(yīng)沿水平氣壓梯度方向吹,即垂直與等壓線從高壓向低壓吹,但是地球在自轉(zhuǎn),使空氣水平運動發(fā)生偏向的力,稱為地轉(zhuǎn)偏向力,這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn),南半球向左偏轉(zhuǎn),所以地球大氣運動除受氣壓梯度力外,還受地轉(zhuǎn)偏向里的影響。大氣真實運動是這兩力的合力。實際上,地面風(fēng)不僅受這兩個力的支配,而且在很大程度上受海洋、地形的影響,山隘和海峽能改變氣流運動的方向,還能使風(fēng)速增大,而丘陵、山地卻磨擦大使風(fēng)速減少,孤立山峰卻因海拔高使風(fēng)速增大。因此,風(fēng)向和風(fēng)速的時空分布較為復(fù)雜。比如海陸
6、差異對氣流運動的影響,在冬季,大陸比海洋冷,大陸氣壓比海洋高,風(fēng)從大陸吹向海洋;夏季相反,大陸比海洋熱,風(fēng)從海洋吹向內(nèi)陸。這種隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的風(fēng),我們稱為季風(fēng)。海陸風(fēng)的形成 所謂的海陸風(fēng)也是白晝時,大陸上的氣流受熱膨脹上升至高空流向海洋,到海洋上空冷卻下沉,在近地層海洋上的氣流吹向大陸,補償大陸的上升氣流,低層風(fēng)從海洋吹向大陸稱為海風(fēng)夜間(冬季)時,情況相反,低層風(fēng)從大陸吹向海洋,稱為陸風(fēng)。在山區(qū)由于熱力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡,夜間由平原或山坡吹向,前者稱谷風(fēng),后者稱為山風(fēng)。這是由于白天山坡受熱快,溫度溫度高于山谷上方同高度的空氣溫度,坡地上的暖空氣從山坡流向谷地上方,谷
7、地的空氣則沿著山坡向上補充流失的空氣,這時由山谷吹向山坡的風(fēng),稱為谷風(fēng)。夜間,山坡因輻射冷卻,其降溫速度比同高度的空氣較快,冷空氣沿坡地向下流入山谷,稱為山風(fēng)?! ‘?dāng)太陽輻射能穿越地球大氣層時,大氣層約吸收2*10^16W的能量,其中一小部分轉(zhuǎn)變成空氣的動能。因為熱帶比亞熱吸收較多的太陽輻射能,產(chǎn)生大氣壓力差導(dǎo)致空氣流動而產(chǎn)生風(fēng)。至于局部地區(qū),例如,在高山和深谷,在白天,高山頂上空氣受到陽光加熱而上升,深谷中冷空氣取而代之,因此,風(fēng)由深谷吹向高山;夜晚,高山上空氣散熱