自古以来,新兴技术的出现都是令人欣喜的,更不用说很多的新技术甚至改变了“游戏规则”,开启了新的时代。
这种具有划时代意义的技术,如蒸汽机和内燃机,从根本上改革了劳动生产力的计算方法,以领先时代之姿改写了人类的发展历史。
然而无论哪一种技术崭露头角的初期,势必会滋生不同的评判,其中自然有好有坏,这多数与不同人群的思考角度有关。
正因为未来的不可预测性,所以往往一些技术还没来得及绽放光彩,就因为人们普遍的不看好而失去了继续发展的机会。
如今的风力发电也是如此,我国大力发展的风力发电在欧美看来意义不大,甚至称之为“垃圾电能”。
是否风电真的没有发展的必要?那么我国在这项技术上投入巨大的精力是否合理呢?
中国的风力发电行业起步不算早,而且在本世纪初仍然没有形成规模。全球范围内风力发电风头正盛的2007年的时候,我国仍然处于技术追赶阶段。
虽然风力发电看起来似乎不难,甚至人们看到的主体结构似乎多年以来并没有什么进步。其实风力发电系统之最难的部分,恰恰是人们看不到的整流和蓄电部分。
因为风力发电自身的特点,导致发电机通过风力驱动后,将向外输送一定区间以内的交流电。这些产物无法直接存储在蓄电部分中,所以通过整流器的转换就变成了必要的步骤。
此时的电能从交流电,变为蓄电装置中的化学能储存起来,再通过逆变电过程,将化学能转化为我国城市用电的标准220V交流电。
其中核心结构中的光电管,通风燃料电池和蓄电池部分,大多使用双向逆变器相连接。为了满足对整个系统运行的控制,微型芯片技术也是不可或缺的。
系统方面目前大部分风力发电站,采用的是恒速恒频风力发电系统,这样可以最大限度的保证电能与电网频率的同步。
当然也有一些发电站会选择变频恒速的方式,这种方式的优势在于,可以短时间内最大化利用风力产生电能,不过该方式对于系统的操控和发电机的适应性要求也更高。
在直接和自然风接触的外部设备方面,由于不同天气条件下,风速大小和风向变化不同,为了更好的利用风的动能我国目前采用了最新的变桨距变速元转技术。
从被动的接受风能,调整发电机转速等指标以适应环境的局面,演变成如今可以通过变桨距手段,对风速大小和风向进行管理。
当这项技术应用于占地面积巨大的多个风力发电设备的时候,也就意味着无论是对风能的利用效率,还是系统运行的安全性都有了质的提高。
当然即便如此,风力发电仍然不适合作为大规模生产用电,只能成为生活用电的一种额外补充,如公共场所的照明,和一些小规模电机工作的场合。
不过对于成本低廉的风力发电来说,目前的结果已经超过了原来的预测,可以说我国是世界上为数不多的,真正在风力发电方面尝到甜头的国家之一。
比较风力发电蓬勃发展的我国,和起步较早却半途而废放弃风电的欧洲各国,可以看出适合与否是衡量风力发电是不是“垃圾”的重要指标。
对于人口稀少,国民用电总量有限的欧洲国家来说,地域的限制和发电手段选择余地的多样化,决定了发展风力发电只能是备选答案之一,而且要排在后面的位置。
然而对于我国来说,广大的面积,众多的人口,以及自然环境的多样化,都决定了大力发展环保能源,如风力发电,水力发电和太阳能发电等行业,将拥有良好的前景。
尽管我国目前已经在风力发电领域,取得了自身的成就,可是为了满足我国偏远地区的人口用电需求,科研者们仍然在不断的进取之中。
2004年我国第一台风光互补发电系统投入运行,短短的十年时间里,这项技术已经日趋成熟,并即将成为又一个新兴的环保能源分支。
所谓风光互补则是为许多地方的环境量身定制,当一个地区冬季光照不足却风力充沛时,往往单纯的太阳能发电会造成闲置的损失;
同理夏季的情况可能正相反,又不利于风力发电的运行。而一旦将两者相结合,也就意味着在一年四季无论什么时候,都至少可以有一项资源可以使用。
而最令人诟病的电能质量问题,我国通过安装功能形象装置,对电网中的负载电流进行补偿,以及时干预其中畸变电流的作用,起到稳定输出电压的作用。
因此,风力发电还是有可取之处的,而人类使用风力的历史,可以追溯到风帆被发明出来的古早时期。
那个时代,比较普遍的风力使用方式,大多是将风力转化为机械能,从而带动工具工作以解放人畜。
欧洲早期的磨坊等设施,也习惯在适当的位置添加风车,带动石磨工作。和水力一样,对于风的使用展现了人类智慧的萌芽。
时间来到上世纪二、三十年代,欧美发达国家在追寻新能源的道路上,对取之不尽用之不竭,又在环境保护方面表现优异的风力发电极为推崇。
随着风力发电技术和储电载体技术的发展,许多国家的风力发电设施仿佛雨后春笋一样涌现出来,巨大的白色风车迎着风缓慢转动,也成为了一道道亮丽的风景线。
然而经过半个多世纪的使用,当初大力发展风力发电的国家中,却有不少的国家开始对风力发电这种形式产生不满,甚至在国内的民众间也开始反对继续使用风电。
其中最为有趣的理由是——号称清洁环保的风力发电,其实并不“环保”。之所以得出这样的结论,主要的理论依据来自于欧美国家的一PG电子官方网站 PG电子网址些鸟类保护组织。
据相关的调查显示,每年有大概万分之一的鸟类死亡,通常是因为风电的风车在运行中,剐蹭到了飞行的鸟类导致其死亡。
对于环保呼声最大的欧洲人来说,风力发电居然成了“鸟类杀手”,这一点无论如何是不能容忍的。
当然这个观点值得商榷,因为这个数字仅占鸟类意外死亡中极小的一部分,甚至低于飞机杀死鸟类的数量。
更为现实的原因是,对于欧洲国家来说风电的性价比确实算不上高。因为风力发电独特的特质,意味着这个系统需要极大的空间和风力丰富的环境。
当初许多国家因为跟风建造了风力发电系统,但由于国土面积有限符合要求的地点也不多。仅仅为了“赶时髦”强行安装的少量风车,并不能形成系统优势。
每年风力发电提供的有限的发电量,和其自身的维护费用相比,难免会给人一种得不偿失的感觉。
而且不成规模的风力发电所提供的电量,不但总额有限而且还具有不稳定的特点。对于用电大户的发达国家来说,实在是一种鸡肋的选择。
于是自本世纪二十年代开始,作为风力发电先驱者的各国,纷纷开始对本国境内的风电设备进行拆除,预计截止今年年底将有上万片风叶被卸下。
这些巨大的叶片因为占地面积大,制造材料特殊,为后期的处理和循环再利用设置了极大的考验,风力发电的失败也让人们对于这些无用的废旧施设产生了反感。
财政上的压力也成为了一种成见,人们对于风力发电系统的不满,同样转移到了风力发电本身。结合其环境要求高,供电不稳定等缺陷,给它起了个“垃圾电能”的绰号。
至此欧洲等国几乎彻底放弃了风力发电,而其自带的“垃圾”称号,也让许多本打算发展风力发电的国家心生犹豫,不敢轻易尝试了。
目前在全球范围内风力发电的大国中,美国以每年近九万MW的总量排名第二,而我国则是美国的两倍多,以每年十八万MW排名首位。
为什么同为发达国家美国没有贸然放弃风力发电?如果风力发电真的是“垃圾电”的话,那么我国又为什么要大力投入发展它呢?
事实就是,风力发电在我国的发展下,有着较为明朗的未PG电子 PG平台来,因此我们也没有必要放弃风力发电。
风电系统的研究人员的下一步,将把如何减轻甚至消除风电设备的巨大噪音作为目标,继续为能源的未来贡献智慧。