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    人类利用风能至少已有3000年的历史,风能利用主要包括风力发电、风帆助航、、风力磨坊、风车提水、风力锯木等。“风帆行舟”是最早的风能利用形式,我国是最早使用帆船的国家之一。埃及、波斯等国家也于很早就开始利用了风能。16世纪时,荷兰人利用风车排水,与海争地,在低洼的海滩地上建国立业。19世纪末,丹麦人首先研制了风力发电机,并建成了世界上第一座风力发电站[2]。随后在欧洲和美国,风电又得到了更多的实验性应用,但因便宜的化石能源的激烈竞争,风电并未得到大规模应用。63665

    20世纪70年代初,第一次石油危机使人类的目光再次转向风能。很多国家面临能源短缺的困境,风能的开发研究重新得到重视。美国、丹麦、英国、德国、日本、加拿大等国对大力开发风能有了新的认识,并积极开展了成本低、可靠性高的大、中型风力发电机组的选型、制造和试验工作[ 3]。20世纪90年代末,风能成为最重要的可持续能源之一。20世纪最后十年里,世界风力发电容量大约每三年翻一番。风力发电成本已经大约降至20世纪80年代初的1/6,并且这种趋势看起来仍在持续[ 4]。目前,德国、丹麦、荷兰这三个国家的风力发电技术处于世界领先地位。虽然近几年因为全球经济危机的影响,全球风电累计装机容量增速有所变缓,但总体上依然呈现上升趋势。

    1996-2012年全球风能累计装机容量(MW)

    中国风能资源丰富,开发前景良好,具有强大的发展潜力。例如,2010年的年用电总量是41923kW.h左右,而我国经济可开发利用的风力发电资源在10亿kW左右。考虑到风的间歇性,全部开发后完成的风力发电总量,可以满足50%左右的电力需求[5]。据最新风能资源普查结果显示,中国陆上离地10m高度风能资源总储量约43.5亿kW,居世界第一位。另外,海上10m高度可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW。全国10m高度可开发和利用的风能储量超过10亿kW,仅次于美国、俄罗斯居世界第三位。陆上风能资源丰富的地区主要分布在三北地区(东北、华北、西北)、东南沿海及附近岛屿[6]。论文网

    我国风力发电起步较晚,开始于20世纪60年代,发展于20世纪80年代后。总体来看,中国并网风力发电场的发展分为3个阶段:1、风力发电起步示范阶段(1986~1993年);2、风力发电规模化阶段(1994~2003年);3、风力发电国产化阶段(2003~至今)。经过半个世纪特别是21世纪以来的快速发展,我国风电产业已具有相当规模,风力发电技术也是突飞猛进。截至2010年底,我国累计装机容量达到4182.7万千瓦,首次超过美国,成为世界第一,并一直保持至今。而风电在我国电力装机结构中所占比重也稳步上升(图1-3),预计到2020年,我国风电的累计装机将在200GW-300GW之间;到2030年,累计装机可能超过400GW。届时,风电将占全国发电量的8.4%左右,在电源结构中约占15%[7]。国家为了大力推广风电,对风电也采取了大力补贴的支持性政策,在我国东北、西北等地风电已经得到大规模地推广。但是,风能发电也具有风能的能量密度低,不同地区风能差异大,风能具有不稳定性,风电场场址占地面积达等缺点,这极大地限制了风电的快速普及发展。海上风力发电可以克服占地面积大等不利因素,而且海风资源储备丰富,是风力发电未来发展的主流方向。但是海上风电尚处于实验阶段,并未大规模投入商业应用。

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