風(fēng)能應(yīng)用的歷史

　　風(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(yùn)動形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)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。

　　人類利用風(fēng)能的歷史可以追溯到公元前。我國是世界上最早利用風(fēng)能的國家之一。公元前數(shù)世紀(jì)我國人民就利用風(fēng)力提水。 灌溉、磨面、舂米，用風(fēng)帆推動船舶前進(jìn)。到了宋代更是我國應(yīng) 用風(fēng)車的全盛時(shí)代，當(dāng)時(shí)流行的垂直軸風(fēng)車，一直沿用至今。在國外，公元前2世紀(jì)，古波斯人就利用垂直軸風(fēng)車碾米。 10世紀(jì)伊斯蘭人用風(fēng)車提水，11世紀(jì)風(fēng)車在中東已獲得廣泛的 應(yīng)用。13世紀(jì)風(fēng)車傳至歐洲，14世紀(jì)已成為歐洲不可缺少的原 動機(jī)。在荷蘭風(fēng)車先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水，以后又用于榨油和鋸木。只是由于蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，才使歐洲風(fēng)車數(shù)目急劇下降。

　　數(shù)千年來，風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢，也沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機(jī)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貏e是對沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)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(dá)國家，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視。美國早在1974年就開始實(shí)行聯(lián)邦風(fēng)能計(jì)劃。其內(nèi)容主要是：評估國家的風(fēng)能資源；研究風(fēng)能開發(fā)中的社會和環(huán)境問題；改進(jìn)風(fēng)力機(jī)的性能，降低造價(jià)；主要研究為農(nóng)業(yè)和其他用戶用的小于100kw的風(fēng)力機(jī)；為電力公司及工業(yè)用戶設(shè)計(jì)的兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。美國已于80年代成功地開發(fā)了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6種風(fēng)力機(jī)組。目前美國已成為世界上風(fēng)力機(jī)裝機(jī)容量最多的國家，超過2X104MW，每年還以10％的速度增長。現(xiàn)在世界上最大的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已在夏威夷島建成運(yùn)行，其風(fēng)力機(jī)葉片直徑為97.5m，重144t，風(fēng)輪迎風(fēng)角的調(diào)整和機(jī)組的運(yùn)行都由計(jì)算機(jī)控制，年發(fā)電量達(dá)1000萬kw·h。根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計(jì)至1990年美國風(fēng)力發(fā)電已占總發(fā) 電量的1％。 在瑞典、荷蘭、英國、丹麥、德國、日本、西班牙，也根據(jù)各自國家的情況制定了相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃。如瑞典1990年風(fēng)力機(jī)的裝機(jī)容量已達(dá)350MW，年發(fā)電10億kw·h。丹麥在1978年即建成了日德蘭風(fēng)力發(fā)電站，裝機(jī)容量2000kw，三片風(fēng)葉的掃掠直徑為54m，混凝土塔高58m，預(yù)計(jì)到2005年電力需求量的10％將來源于風(fēng)能。德國1980年就在易北河口建成了一座風(fēng) 力電站，裝機(jī)容量為3000kw，到本世紀(jì)末風(fēng)力發(fā)電也將占總發(fā)電量的8％。英國，英倫三島瀕臨海洋，風(fēng)能十分豐富，政府對風(fēng)能開發(fā)也十分重視，到1990年風(fēng)力發(fā)電已占英國總發(fā)電量的2％。在日本， 1991年10月輕津海峽青森縣的日本最大的風(fēng)力發(fā)電站投人運(yùn)行，5臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)可為700戶家庭提供電力。

　　我國位于亞洲大陸東南、瀕臨太平洋西岸，季風(fēng)強(qiáng)盛。季風(fēng)是我國氣候的基本特征，如冬季季風(fēng)在華北長達(dá)6個(gè)月，東北長達(dá)7個(gè)月。東南季風(fēng)則遍及我國的東半壁。根據(jù)國家氣象局估計(jì)，全國風(fēng)力資源的總儲量為每年16億kw，近期可開發(fā)的約為1．6億kw，內(nèi)蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風(fēng)能儲量居我國前列，年平均風(fēng)速大于3m／s的天數(shù)在200天以上。我國風(fēng)力機(jī)的發(fā)展，在50年代末是各種木結(jié)構(gòu)的布篷式風(fēng)車，1959年僅江蘇省就有木風(fēng)車ZO多萬臺。到60年代中期主要是發(fā)展風(fēng)力提水。70年代中期以后風(fēng)能開發(fā)利用列入“六五”國家重點(diǎn)項(xiàng)目，得到迅速發(fā)展。進(jìn)人80年代中期以后，我國先后從丹麥、比利時(shí)、瑞典、美國、德國引進(jìn)一批中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在新疆、內(nèi)蒙古的風(fēng)口及山東、浙江、福建、廣東的島嶼建立了8座示范性風(fēng)力發(fā)電場。1992年裝機(jī)容量已達(dá)8MW。新疆達(dá)坂城的風(fēng)力發(fā)電場裝機(jī)容量已達(dá)3300kw，是全國目前最大的風(fēng)力發(fā)電場。至1990年底全國風(fēng)力提水的灌溉面積已達(dá)2．58萬畝。1997年新增風(fēng)力發(fā)電10萬kw。目前我國已研制出100多種不同型式、不同容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并初步形成了風(fēng)力機(jī)產(chǎn)業(yè)。盡管如此，與發(fā)達(dá)國家相比，我國風(fēng)能的開發(fā)利用還相當(dāng)落后，不但發(fā)展速度緩慢而且技術(shù)落后，遠(yuǎn)沒有形成規(guī)模。在進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，我國應(yīng)在風(fēng)能的開發(fā)利用上加大投入力度，使高效清潔的風(fēng)能能在我國能源的格局中占有應(yīng)有的地位。