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風力發電危害有多大?發達國家紛紛拆除,為何我國還大力修建?

在空曠的高山之處,我們經常會看到随風轉動的大風車,既是一道亮麗的風景線,也是一項偉大的工程。這些遠觀似小、近看卻為龐然大物的風車擔着風力發電的重任。

風力發電是什麼?

所謂的風力發電,是指應用新能源發電技術、風能存儲技術等,經過風力發電機組的正常運轉,将風的動能轉為機械動能,再從機械動能轉變為電力動能的過程。

風力發電機組主要由風輪、機艙、塔架、對風裝置等構成,機艙部分涵蓋增速齒輪箱、發電機、整流罩、通風裝置、隔音器等。

風力發電機有多種類型,從速度來看,可劃分為恒速風力發電機、有限變速風力發電機和變速風力發電機。按照主軸方向和葉片形式分類,有水平軸和垂直軸兩種樣式。此外,裝機的電機有異步型和同步型之分。

上述不同類型的風力發電機優點各異,目前,水平軸風力發電機是世界上利用最多的形式,分屬變速風力發電機類别的“永磁同步發電機”因系統結構相對簡單、高效,或将成為未來風力發電機的主流。

風輪作為實現将風的動能轉變為機械動能的重要部件,對葉片的制作材料十分考究。具備強度高、重量輕、耐腐蝕、使用壽命長等特性的材料更符合市場對應用的訴求。目前使用較多的材料有玻璃鋼、混合複合材料、碳纖維增強材料等。

風力發電機的原理

在基礎設施搭建完備的基礎上,開始利用風力來進行發電。

發電機的工作原理為:“利用風力帶動風車葉片旋轉,再透過增速機将旋轉的速度提升,來促使發電機發電”。

在大多數人的認知裡,也許風力發電機的功率越大,發電效果越佳。但事實真的是這樣的嗎?

答案是“不”,風力發電機這一裝置隻是給電瓶充電,電能的儲存由電瓶來完成,人們最終用電功率的大小更多的取決于電瓶的大小。

風力發電并非百利無一害

丹麥是世界上最早使用風力發電的國家,風輪制造技術跑在前列,享有“風車大國”的盛名。

早在1979年,美國就建成了當時世界上首座最大的發電用風車,據預估,按照風車常規運轉時間,可滿足北卡羅來納州七個縣1%-2%的用電需求。

根據市場調查數據,2019年,全球風電新增裝機容量超過60GW,較上年同比增長19%。亞太地區新增風電裝機容量占全球的50.7%,引領全球風電發展,而全球最大海上風電市場國是英國。

海上風力發電逐漸成為當前世界各國主要瞄準的風電發展方向,根據媒體最新消息,日本更是拟增作為風車建設據點的基地海灣,目标是到2040年使海上風力發電能力提升至最大4500萬千瓦,這一數量相當于45個核電機組。

盡管風力發電技術趨于成熟,發展速度迅猛,發電優點也不少,但不時傳出西方國家“棄風電”熱潮,甚至拆除設施,還有人将風力發電喻為“垃圾電”。原因何在?

風力發電的缺陷

電能輸出不穩定。首先,因為風力大小是不可控因素,風力無法維持固定的大小,當風力帶動風車葉片轉動時産生的電能忽多忽少,輸出極不穩定,電壓和頻率的不穩定會影響輸送電網。

其次,用電和供電兩端的量難以平衡,可能用電高峰期的時候風力小,而進入夜間,用電量下滑的時候風力卻變大了,産出的點并不為用戶需要,白白浪費。

威脅生物安全,破壞生态環境。很多人會認為架起的風力發電機,會成為鳥類活動過程中的巨大威脅,不少鳥兒在飛行中因撞擊而死亡,影響物種的多樣性。

此外,耗材量巨大的舊風車一經淘汰,處理不好會産生環境污染,破壞自然生态。

為何我國還大力修建?

風力發電雖然不是十分完美,但它存在的意義卻是巨大的,當世界上對風力發電提出質疑的聲音層出不窮時,我國卻在大力發展風電,并在技術上不斷創新。

國家統計局發布的數據顯示,截至4月底,全國發電裝機容量22.3億千瓦,同比增長9.5%。其中,風電裝機容量2.9億千瓦,同比增長34.6%。

市場的調研表明,中國已經成為世界第一大陸上風電、世界第三大海上風電國家。我國大力修建風力發電設備的原因主要有:

清潔低碳。能源短缺、環境污染是世界面臨的共同問題。我國計劃在2030年前實現“碳達峰”,2060年前實現“碳中和”。風力發電的核心優勢得以顯現,自然成為發展的重點項目之一。

推動風電技術國際化。我國風電的發展,經曆了依靠進口到自主研發設計的過程,從遭遇國外電機應用水土不服到設備國産化,接連刷新風電機組單機容量,逐步接軌國際,一些細分領域甚至處在領先地位。

提高電力儲備,确保用電量。中國地大物博,風能資源豐富,可有效利用。同時我國人口衆多,用電量大,通過風力發電滿足市場的需要可以在一定程度上緩解用電壓力。

此外,在2020年,我國宣布要用10年的時間将風能、太陽能總裝機容量提升到12億千瓦,将會推動我國率先成為發展可再生能源利用上的典範國家。

事物都有兩面性,盡管風力發電還存在着不足,但不可否認其開發價值和商業化發展前景。

綜合對比來看,火力發電會釋放氣體與粉塵污染空氣,水力發電對地理環境有一定要求,核發電會産生輻射和熱污染,而風力發電無需使用燃料,利用了儲量大、無污染、可再生的風能來進行能量之間的轉化,過程相對清潔環保。

雖然風力發電在應用的過程中還面臨着諸多的技術難題,但随着科研水平的提升,我國一定會逐項攻克。

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