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全球風(fēng)能日｜大風(fēng)“刮”來的電
Global Wind Day
Global Wind Day
你追尋過“風(fēng)”的蹤影嗎？
你聽見過“風(fēng)”的聲音嗎？
你描繪過“風(fēng)”的形狀嗎？
你知道“風(fēng)”蘊含的巨大能量嗎？
6月15日
是全球風(fēng)能日（Global Wind Day）
又稱世界風(fēng)能日
風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，由太陽輻射熱引起。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致大氣對流運動，形成了風(fēng)。
據(jù)估計，雖然到達地球的太陽能中只有約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍然十分可觀，比地球上可開發(fā)利用的水能總量大10倍。
目前，風(fēng)力發(fā)電是最主要的風(fēng)能開發(fā)利用方式。它潛力大、資源充足、可快速使用，經(jīng)濟性也逐漸顯現(xiàn)。
海上風(fēng)電 ?? WWF
據(jù)《全球風(fēng)能報告2024》顯示：2023年，全球新增風(fēng)電裝機容量達到創(chuàng)紀(jì)錄的117GW，較2022年同比增長50%，是有史以來最好的一年。風(fēng)電行業(yè)正在進入一個加速增長的新時代。
●2023年是有記錄以來陸上風(fēng)電裝機容量最高的一年，單年裝機首次超過100GW，達到106GW，同比增長54%；
●2023年是海上風(fēng)電裝機量歷史上第二好的一年，總裝機容量為10.8GW；
●2023年全球累計風(fēng)電裝機容量突破了第一個TW里程碑，目前總裝機容量達到1021GW，同比增長13%；
●其中，中國新增裝機容量達75GW，創(chuàng)下新紀(jì)錄，占全球新增裝機容量的近65%；
●中國的增長支撐了亞太地區(qū)創(chuàng)紀(jì)錄的一年，同比增長106%。
來源：《全球風(fēng)能報告2024》
盡管如此，風(fēng)電行業(yè)仍須將其年新增裝機從2023年的117GW提高到2030年的至少320GW，才能實現(xiàn)COP28和1.5攝氏度的目標(biāo)。
?? WWF
事實上，風(fēng)能是一種古老又清潔的能源，在古代，人們就用它來抽水、磨面、航行。而在當(dāng)代，風(fēng)力發(fā)電撐起可再生能源發(fā)電的半壁江山，整體發(fā)展勢頭強勁。
風(fēng)力發(fā)電距離我們的生活并不遙遠。行進在高速公路上或乘坐火車高鐵時，經(jīng)?？梢栽诘缆穬膳钥吹健按箫L(fēng)車”，有時在鄰近海域也能看到海上風(fēng)電。
那些隨手拍下的“大風(fēng)車們”
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風(fēng)電溯源
風(fēng)能開發(fā)歷史久遠，最早可追溯至第一艘帆船下水。據(jù)記載，公元前3500年，古埃及人發(fā)明了風(fēng)力驅(qū)動的帆船，沿尼羅河航行。公元前，也有關(guān)于我國古人使用風(fēng)能提水、灌溉、磨面的相關(guān)記載，同時期，垂直風(fēng)車也被古波斯人發(fā)明出來應(yīng)用于碾米。
中世紀(jì)，荷蘭人發(fā)明了用于排灌的水平軸風(fēng)車，這便是被人們熟知的荷蘭大風(fēng)車。
值得一提的是，1887年7月，美國發(fā)明家查爾斯·弗朗西斯·布朗斯在美國克利夫蘭市建成第一臺全自動運行的風(fēng)電機組。1941年，世界首個兆瓦級風(fēng)電機組在美國佛蒙特州被發(fā)明，并接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，機組重約16噸。
中國風(fēng)電發(fā)展史
我國風(fēng)力發(fā)電起步較晚，但近些年發(fā)展迅猛。
1975年，清華大學(xué)和內(nèi)蒙古草原研究所合作，試制了50W、100W的離網(wǎng)式微型風(fēng)力發(fā)電機。
20世紀(jì)80年代是我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造業(yè)發(fā)展的第一階段，開始研制可以用并網(wǎng)運行的中小型風(fēng)力發(fā)電機。20世紀(jì)90年代，我國開始發(fā)展大中型風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)電裝機逐年穩(wěn)步增加。在863計劃下，金風(fēng)科技股份有限公司于2005年試制出我國第一臺兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機。
隨后，國內(nèi)風(fēng)電市場迅速擴大，新增裝機量始終保持著80%以上的年增長率。2010年，風(fēng)電裝機容量首次超過美國，躍居世界第一。2015年起，我國風(fēng)電制造業(yè)加速發(fā)展，各大國內(nèi)風(fēng)機廠家逐漸掌握了大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機的制造技術(shù)，實現(xiàn)了主要零部件國產(chǎn)化。
制造工廠 ?? WWF
如今，在全球氣候危機的背景下，能源轉(zhuǎn)型刻不容緩。我國風(fēng)電企業(yè)整體技術(shù)水平持續(xù)提升，國產(chǎn)機組不斷向超大型、多耐候性、高可靠性發(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量持續(xù)穩(wěn)居世界第一。
陸上風(fēng)電葉片 ?? WWF
風(fēng)能趣味知識
為什么風(fēng)力發(fā)電機絕大多數(shù)是白色的？
?白光是光譜中所有可見光的混合產(chǎn)物，這種中性色沒有侵略性，可以與周圍環(huán)境較好匹配，很少讓周圍民眾感到突兀；
?風(fēng)電機組除了日?！昂任鞅憋L(fēng)”，還要長期“曬日光浴”。白色不容易吸收太陽光中的紫外線輻射，可減少熱量吸收，降低機組溫度，有利于機組內(nèi)部發(fā)電機、變流器等電氣設(shè)備的散熱；
物種卡? 白色外觀有利于運維人員觀察設(shè)備表面的污損情況，并及時判斷處理相應(yīng)問題；
?此外，白色涂料價格相對較低，也會降低機組的制造和運維成本。
?當(dāng)然，為了與當(dāng)?shù)鼐坝^融合，也可將風(fēng)機塔筒和葉片涂裝成其他顏色，做成宣傳畫與故事塔，形成新的“打卡”景點。
風(fēng)力發(fā)電機上為何只有三只葉片？
?3個葉片可以最大限度的減少系統(tǒng)的震顫。如果是2個葉片的風(fēng)機，當(dāng)葉片處于水平位置時震顫程度將會很大，對風(fēng)機機艙造成損傷；如果僅1個葉片，從空氣動力學(xué)的角度來講雖比較高效，但是一個葉片會轉(zhuǎn)動過快，系統(tǒng)容易疲勞，噪聲也比較大；4個葉片可以增加少許風(fēng)電產(chǎn)出，但成本會提高，經(jīng)濟上不劃算；
?選擇3個葉片的另一個理由是，3個葉片的風(fēng)機看上去更加美觀。
風(fēng)力發(fā)電機的葉片是什么材質(zhì)？
主流葉片的材質(zhì)為玻璃纖維復(fù)合材料，它具有強度高、質(zhì)量輕、耐老化、容易成型的特點。
這是拍攝到的風(fēng)電機組塔架上小鳥的家～
風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)一圈能發(fā)多少電？
以某陸上風(fēng)電4.0MW機型為例，額定轉(zhuǎn)速為每分鐘8.8轉(zhuǎn)：
每分鐘發(fā)電量：
4000千瓦時÷60分鐘≈66.67千瓦時
每轉(zhuǎn)一圈發(fā)電量：
66.67千瓦時÷8.8轉(zhuǎn)≈7.6度電
因此，該風(fēng)電機組額定狀態(tài)下，轉(zhuǎn)一圈發(fā)電約為7.6度電，基本滿足一家庭正常用電情況下的一天用電量。
此外，隨著我國風(fēng)電裝機進入穩(wěn)步增長期，各種大兆瓦風(fēng)電機組也正在被積極推出。
參考文字來源：中國華能南澳風(fēng)電場
文字整理、排版：Lei
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