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2024
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欧美纷纷拆除的风力发电,为何我国还在疯狂建造?
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在上世纪70年代人类遭遇了石油危机,不可再生资源逐渐满足不了人类的需求,清洁能源重新回到了人们的视野当中,其中风力发电深受人们欢迎,我国也非常重视这方面的发展。
可在近几年,不断有科学家以及一些环保主义者纷纷提出风力发电会带来一定的危害。这是道听途说还是有事实依据呢?我国该继续发展风力发电,还是听从国外专家建议呢?
目前中国的主要发电方式
我国主要有风力发电、水力发电、火力发电、太阳能发电以及核能发电等,目前电力的主要来源还是依靠火力发电。但在火力发电的过程中会释放出大量的二氧化碳对环境造成一定的破坏,为了更好的保护环境,于是中国推出了许多新型发电方式,其中风力发电非常突出, 中国的风力发电设施主要建设在一些沿海地区以及西北部。
风是一种潜力非常巨大新能源,曾被众多国家所看好。据有关专家计算,地球上风能储备约2.53亿千瓦,要比地球上可开发利用的水能总量多10倍。作为一种前景十分广阔的新能源,为什么我国在大力建设,而有的国家却在大力拆除呢?
近几年来欧美国家提出了风力发电对人类有一定危害,面对这些问题,我国应该拆除还是继续大力建设呢?
风力发电的主要原理和构造
通常来讲,风力发电是把风产生的动能转化为机械动能,再由机械动能转化为电力。风力带动风车叶片旋转,风车内部的增速机会使速度提升,从而促使发电机发电。根据风力发电技术,只需要每秒3米的微风就可以带动风力发电,在生成电之后还需要通过变压器来实现升压并网到国家电网,最后再输送到各家各户。
风力发电在世界上很多国家形成了一种热潮,主要是因为风力发电不会产生燃料问题,也不会对空气产生污染。因为每个地区以及季节的不同,所产生的的风向和风力也有着较大的区别,想要风力发电最大化使用就需要让他永不停歇地转动。所以在风力发电机选址时,需要选择在一些风力比较大的盆地以及湖泊海洋进出口,应该尽量避开一些村庄以及国家资源类的矿区和保护地。
为什么当风速很大的时候,风机叶片转动还是很慢呢?其实这很好理解,风机叶片转速慢与自身重量以及风速有很大关系。风机体型越大,叶片也会越长,重量越大,转速越慢。虽然有时候风速很快,但当风速超过了风机规定速度时,风机就会停止工作。如果不停止工作,转速非常快会导致离心力大大增加,产生惯性动作会使得风机自身不稳定,导致叶片折断。
事实上,风力发电并不取决于风机旋转的快慢,当叶片处于恒定转速时,叶片的受力会随之增大,功率也会增大,在这种情况下风机叶片越大发电量就会越多。简单来说就是三个叶片能使风机达到一个平衡状态,如果叶片数量太多想要达到一个平衡是非常困难的,并且造价会很高。
在近几年来,每年会有几千万只鸟类死于风机叶轮,一些生态环保主义者认为是风力发电加速了一些鸟类的死亡,所以他们非常抵制风力发电。风机之所以会导致鸟类死去是因为风机在转动的过程中会产生一定的噪音。在澳大利亚有人表示,自从附近安装了风力发电之后经常夜不能寐,认为是风机发出的声音影响到了睡眠质量,不过目前还没有确切的结论来证实这一说法。
风机还会惊扰到一些低空飞行的鸟类,曾经美国堪萨斯州的松鸟就逐渐消失在风力发电之下。还有就是风力电场所散发出的光源会吸引一些昆虫聚集,尤其是一些夜间飞行的鸟类,不幸的鸟就会死在叶轮下。
根据有关调查显示,风电场周围确实不适合一些鸟类生活栖息,可能对生态系统造成一定影响,但这些都要凭数据说话。据了解,在美国平均每年会有10到44万只鸟类死于叶轮下,但是死于高楼撞击鸟类却高达5亿多只。人类活动中死亡的鸟类只有万分之一的概率死于风机叶轮,所以说风力发电对鸟类产生的影响并没有多么严重。
欧美国家表示,风力发电会对气候造成一定影响。据哈佛大学有关研究者称,风力发电场影响了气候,随着风机持续旋转,从而使上层高温空气和下层低温空气产生了替换,让当地的气温增高了0.5摄氏度,增加了温室效应。
他们还有另一种说法,表示风力发电利用了大气中的风能,根据能量守恒定律,产生一种能量就会消耗另外一种能量。风能是气候变化的重要因素,假如产生变化就会对气候造成比较严重的影响。
但是抛开作用去谈危害,这就是在“耍流氓”,目前全世界分布着很多大型风力发电场,但目前我们人类对风能开发是非常少的。在很多可再生能源中普遍存在着一个问题,那就是利用率低。大自然造就了可再生能源,也造就了可再生能源的间接性和不稳定性。
再就是从电网控制角度来讲,风力发电被称为“垃圾电”。之所以这样,是因为风力发电相比于其他方式来说控制和运用起来更难。风力发电具有随机性、逆调峰性、建造成本高等缺点。
随机性顾名思义就是风不受人类控制,风力忽大忽小,这就导致有时候风力发电起不到作用,电力输出不具固定性。
逆调峰性简单来说就是在电网需要大量用电的时候,风机发电量会很少。有时候电网会达到电力饱和的状态,风机又会提供大量的电力。如果在某一时间段内,电网在饱和状态下有大量电力进入,会加大电网承受压力,严重可能会导致电网在短时间内瘫痪。
一般的小型风力发电机还会配备蓄电池组,所以会提高一定的建造费用。后期维护保养也要考虑蓄电池组的问题,会大大提高自身成本。
因为上述的种种原因,导致一些不依靠风力作为主要发电方式的欧美国家纷纷抵制,人力拆除原先建设的风力发电设备。但像一些风力发电占比较大的国家,例如英国,在英国当地风力发电占比超过了10%,虽然他们也在拆除风力发电,但并不是大规模的,大规模拆除可能会对社会产生一定的影响。
德国的风力发电一直走在世界前列,有关数据显示,在2019年全年德国总发电量为5156亿千瓦时,其中风电占据了总发电量的24.67%,相比其他国家来说占比较大。作为热衷于可再生清洁能源的德国,他们曾经计划2030年前在全国实现65%以上的清洁能源供电。很多学者以及民众对此表示反对,这也导致德国可再生清洁能源发电量锐减。德国风电消纳比例高,主要是他们是以分散式并网为主,而我们目前是以集中式并网为主。
我国风力发电占比并不大,仅为5.6%,火力发电仍是主流,占比为70.5%。目前风力发电面临两个问题,第一是风机的并网技术有待提升;第二是大规模并网之后的电量消纳问题虽然曾经面临种种技术障碍。但就目前国情来说,风力发电是必不可少的。
我国之所以力推风力发电,因为在我国西北地区有着地形复杂、海拔较高、风力资源丰富以及电力资源不充足的情况。假如在西北地区发展火力发电,前期投入资金相比较大,并且后期维护成本也高,所以在西北地区利用可再生清洁能源发电,在某种程度上来讲是可行的。
目前我国也有一些风机拆除计划,但多数是出于保护自然环境以及拆除旧设备为主。但从实际情况来讲,我国总的风机数量是在不断增加的。虽然风力发电具有一定的短板,但我们不能因为他的短板就否定它所产生的价值。相信在未来,关于可再生清洁能源会有更加安全可靠的技术实现,到那时会面临传统发电方式大换血。
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