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風力發電站的選址和設想論文
摘要 風力發電站選址于集聚風力地形的進出風口，在風口處安裝帶有逆止閥并可接收多向的來風取風裝置，且用構筑物把風集聚和引向比其高程高的半山腰或山頂上已安裝單向功率較大的風力正負電荷采集電機組，直接對蓄電池進行充電，或送到用戶。
關鍵詞 風力發電站；逆止閥裝置；集聚風力；正負電荷采集機；潔凈能源
現在風力發電站大多數采用未經改造的自然風進行發電，其年平均風速在3m／s以上，運行風速達到4m／s以上，單機出率只有幾百至幾千千瓦。如果采用多臺發電機聯合運行發電，就每臺機組之間縱橫相距20～30m，不僅需要比較寬闊的場地，而且，單機容量少，每千瓦(Kw)投資高，因此，阻礙了風力發電站的發展。為此，如何選擇風力發電站站址和集聚風力就成為我們研究的課題。
風力的產生是由于太陽能照射作用，使地表巖石、海洋、砂灘、森林間產生不同的溫度，致使空氣產生對流，同時，星球的萬有引力作用和地球自轉作用，會產生夏炎冬寒、白暖夜涼、地表熱高空冷，造成不同時節不同的風向和風力，另外，地形地貌對風向和風力聚集也有一定的影響，因此，風力發電站象筑壩蓄水發電站一樣，需要進行選址和集聚風力構筑物建設，才能充分發揮風力發電的高效節能作用。對風力發電站進行選址來說，一搬選在較大盆地的風力進出口或較大海洋湖泊的風力進出口等，具體體現在高山環繞盆地(或海洋或湖泊)的狹谷低處，或有貫穿環山巖溶巖洞處，這樣，可獲得較大的風力；對集聚風力構筑物建設來說，一搬在風力進出口處，建設帶有逆止閥取風裝置和風口由下往上建設、風口斷面積按風流速運動的規律由大逐漸變小建設，使風速達到風力發電機運轉速度和提高風的單位面積的風力能量。
風力的流動受到地形地貌的變化而變化，同時，風力的流速受到季節變化而變化。因此，在選址上要考慮下列問題：
(1)峽谷進出口風力較大地址，如環山盆地與低洼地形(包括湖泊、海洋、平原、沙漠等)之間空氣交流的峽谷處，對太陽能形成不同溫差地形空氣交流場的峽谷處，常形成空氣對流的山谷處等
(2)可建設集聚風力構筑物和安裝風力發電機組地形；
(3)處于用電中心；
(4)可修建交通道路，便于材料的運輸和電站的管理；
(5)年平均風速在3m／s以上，運行風速達為4m／s以上的時間達4000小時以上。
而在集聚風力構筑物建設上，則要考慮下列問題：
(1)具備布置帶有逆止閥的雙向收集風能構筑物地形；
(2)具備布置集聚風力并引風向半山腰或山頂上安裝單向風力發電機組的聚風能構筑物地形；
(3)具備布置風力發電機組廠房和變電輸送場地；
(4)具備布置風力發電站的施工和安裝場地；
(5)構筑物滿足風力電站的受力要求。
在風力發電站設計中，由于風力發電站地址處的風力風向隨著時間季節變化而變化，至少存在著兩個方向的風力流向問題，如在寬闊場地，可采用風向跟蹤技術，但在峽谷的風口處，采用風向跟蹤技術不現實。如果采用單向風力發電，就浪費約一半的風力。如果采用雙向發電機組發電，就增加約一倍的成本。如果在風口處安裝帶有逆止閥取風裝置，接收多向的來風，并把收集到的風向引向在半山腰或山頂上安裝單向風力發電機組，就能實現單向風力發電機組發電， 從而避免了空闊場地的風力發電機組中多安裝一臺風力轉向的電動機，達到簡化設備的構造。 一方面，由于帶有逆止閥收集風能單位能量較低，因此在收集風構筑物至風力發電廠房之間建造把風速風力進行集聚的引風人工構筑物管道(截面積由大變小)，使單位風能達到風力發電機組的運轉要求，這樣，可以使設備小型化和提高風力發電機的容量。另一方面，由于風力不象水力可以把其蓄存起來，因此，風力發電極其不穩定，它需要穩壓系統和電能儲備系統。
對于現有的直流電機(包括硅整流系統)造價比較高，難以降低風力發電機的單位投資，不利于風力發電站的發展。如果能利用正負電荷采集電機，就可能降低風力發電機的成本，其原理是采用電容的兩極輸送電子，使電荷在硅電路中從一端輸送到另一端的過程，其好象化學式蓄電池原理(化學能轉化為電能的過程)相似，把機械能轉化為直流電能的過程，直接對蓄電池進行充電，或送到用戶。減少了交直系統的轉換，輸出了穩定的電壓。
對于風力發電站來說，如果選址較好，就能獲得較大風能，若能利用人工構筑物收集和集聚風力，可集中布置風力發電機廠房和輸出線路以及控制線路，減少土地的征收和便于風力電站的管理。在風力發電機組上，若采用正負電荷采集電機，就可減少穩定系統和使設備簡單化，經過上述措施，可以使風力發電站建設成本降低和風力發電機單位kw投資達到理想值，可與其它能量發電單位千瓦(kw)投資相互競爭，同時，因風力發電場是直接利用風來發電，對環境的治理和保護的費用很少，因此，風力發電的建設成本和運行成本是比較低的，其是優先發展的潔凈能源。
由于風力發電機沒有象用煤發電對環境有負面影響，不象水力發電需要較大的蓄水庫容占用較多土地和移民及地質災害，也不象核電需要對有幅射廢棄物進行處理，因此，投資于風力發電場風險比較小并得到較大的利潤空間和獲得投資高回報。
現在，綠色能源在金融危機中得到了各國政府的追捧，中國在大力鼓勵可再生能源項目，并熱衷給綠色能源投資提供各項優惠舉措，如太陽能行業補貼政策，資金占全國對綠色能源投資在4萬億元人民幣中的34％，對于風力發電的綠色能源也得到政府的補貼，所以，風力發電站是吸引國內外的資金比較理想的項目。同樣，潮夕電站因設置逆止閥裝置而使設備簡單和多發電量。
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