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風(fēng)力發(fā)電科普知識

來源:恒瑞新能源  | 發(fā)布于:2017-04-28 |  文字:【    】
 

什么是風(fēng)能?

風(fēng)能就是空氣的動能,是指風(fēng)所負載的能量,風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。

風(fēng)能來源于何處?

風(fēng)的能量是由太陽輻射能轉(zhuǎn)化來的,太陽每小時輻射地球的能量是174,423,000,000,000千瓦,換句話說,地球每小時接受了1.74 x 10^17瓦的能量。風(fēng)能大約占太陽提供總能量的百分之一,二,太陽輻射能量中的一部分被地球上的植物轉(zhuǎn)換成生物能,而被轉(zhuǎn)化的風(fēng)能總量大約是生物能的50~100倍。


風(fēng)功率如何計算?

風(fēng)的能量指的是風(fēng)的動能。特定質(zhì)量的空氣的動能可以用下列公式計算。
能量=1/2 X質(zhì)量X(速度)^2
吹過特定面積的風(fēng)的功率可以用下列公式計算。
功率=1/2 X空氣密度X 面積X(速度)^3
其中,功率單位為瓦特;空氣密度單位為千克/立方米;面積指氣流橫截面積,單位為平方米;速度單位為米/秒。在海平面高度和攝氏15度的條件下,干空氣密度為1.225千克/立方米??諝饷芏入S氣壓和溫度而變。隨著高度的升高,空氣密度也會下降。于上述公式中可以看出,風(fēng)功率與速度的三次方〔立方〕成正比,并與風(fēng)輪掃掠面積成正比。不過實際上,風(fēng)輪只能提取風(fēng)的能量中的一部分,而非全部。

我國風(fēng)能總量有多少?

我國10米高度層的風(fēng)能資源總儲量為32.26億千瓦,其中實際可開發(fā)利用的風(fēng)能資源儲量為2.53億千瓦。而據(jù)估計,中國近海風(fēng)能資源約為陸地的3倍,所以,中國可開發(fā)風(fēng)能資源總量約為10億千瓦。其中青海、甘肅、新疆和內(nèi)蒙可開發(fā)的風(fēng)能儲量分別為1143萬千瓦、2421萬千瓦、3433萬千瓦和6178萬千瓦,是中國大陸風(fēng)能儲備最豐富的地區(qū)。

風(fēng)是怎樣形成的?
簡單的說,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成風(fēng). 風(fēng)的形成就是空氣流動的結(jié)果。

大氣運動的受力影響是什么?
地球大氣運動既受氣壓梯度力的影響,還要受地轉(zhuǎn)偏向力的影響 由于地球上各緯度所接受的太陽輻射強度不同,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;再高緯度地區(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,形成了南北之間的氣壓梯度,使空氣作水平運動,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。
此外因為地球在自轉(zhuǎn),使空氣水平運動發(fā)生偏向,這個力稱為地轉(zhuǎn)偏向力,又叫科里奧利力。(名稱來源于法國數(shù)學(xué)家Gustave Gaspard Coriolis 1792-1843),這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn),南半球向左偏轉(zhuǎn),所以大氣真實運動是這兩種力綜合影響的結(jié)果。 

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