我國風能資源豐富,主要集中于西北、東北、東部沿海地區,加上西部、東南沿海地區,可開發利用的風能儲量約10億千瓦。其中,陸地10米以內風力資源為2.53億千瓦,陸上桿塔高度100米內可利用風能則高達7億千瓦。根據7億千瓦的風力資源,在陸地建3億到4億千瓦的風電是完全有資源保障的。在陸地上大規模建設風電,不僅可以幫助我國減少二氧化碳排放,而且可以起到減緩西北風力的作用。特別是在西北地區的大風口大規模建設風電,既可以大量增加電力,又可以緩解北方地區冬春季節的揚沙和浮塵天氣。
一排排銀白色的風力發電機在碧蔚藍天空的映襯下,顯得蔚為壯觀,分外奪目。酒泉是中國風能資源豐富的地區之一,境內的瓜州縣被稱為“世界風庫”,玉門市被稱為“風口”。
2008年8月,甘肅酒泉千萬KW級風電基地建設全面啟動,這標志著我國正式步入了打造“風電三峽”工程階段。這是國家繼西氣東輸、西油東輸、西電東送和青藏鐵路之后,西部大開發的又一標志性工程。
據氣象部門最新風能評估結果表明,酒泉風能資源總儲量為1.5億千瓦,可開發量4000萬千瓦以上,可利用面積近1萬平方公里。10米高度風功率密度均在每平方米250-310瓦以上,年平均風速在每秒5.7米以上,年有效風速達6300小時以上,年滿負荷發電小時數達2300小時,無破壞性風速,對風能利用極為有利,適宜建設大型并網型風力發電場。為此,國家在2008年批準了酒泉千萬千瓦級風電基地規劃。
酒泉風電開發始于1996年,經過10多年的建設,目前已建成5座大型風電場,風電裝機規模達到41萬千瓦。風力發電是可再生能源領域最為成熟、最具大規模開發和商業開發條件的發電方式之一。
酒泉風電基地遠景風電總裝機容量為3565萬千瓦,先期計劃建設裝機容量1065萬千瓦。國家發展和改革委員會主管能源的負責人認為,酒泉千萬千瓦級風電基地建設在世界上尚屬首例。
目前酒泉風能資源已吸引了國內20多家大型企業前來投資和考察。
據測定,酒泉市境內可開發利用的風能在8000萬千瓦以上,可開發利用的光熱面積達5萬平方公里,屬國家光伏光熱資源分布一類地區。截至目前,全市建成、在建及開展前期工作的風電項目達1020萬千瓦,并網風電裝機容量達到605萬千瓦;建成光電裝機容量突破1000兆瓦,達1012兆瓦。
去年酒泉市風光電發電量達102億千瓦時,比2012年增長19%,占全市總發電量的67%,相當于葛洲壩水電站全年的發電量。
風是一種潛力很大的新能源,利用風力發電的嘗試,早在20世紀初就已經開始了。20世紀30年代,丹麥、瑞典、蘇聯和美國應用航空工業的旋翼技術,成功地研制了一些小型風力發電裝置。這種小型風力發電機,廣泛地應用在多風的海島和偏僻的鄉村,它所獲得的電力成本比小型內燃機的發電成本低得多。不過,當時的發電量較低,大都在5千瓦以下。1978年1月,美國在新墨西哥州的克萊頓鎮建成的200千瓦風力發電機,其葉片直徑為38米,發電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏,在丹麥日德蘭半島西海岸投入運行的風力發電裝置,其發電量則達2000千瓦,風力高57米,所得發電量的75%送入電網,其余供給附近的一所學校用。
風力發電機組,大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔3部分。風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件,它由兩只或更多只螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向槳葉時,槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉對材料要求強度高、質量小,目前多用玻璃鋼或其他復合材料如碳纖維來制造。
由于風輪的轉速比較低,而且風力的大小和方向經常變化著,這又使轉速不穩定;所以,在帶動發電機之前,還必須附和一個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱,再加一個調速機構使轉速保持穩定,然后再連接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率,還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。
鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建得比較高,為的是獲得較大的和較均勻的風力,又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況以及風輪的直徑大小而定,一般在6—20米范圍內。發電機的作用是把由風輪得到的恒定轉速,通過升速傳遞給發電機均勻運轉,因而把機械能轉變為電能。
一般說來,3級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發,風速大于4米/秒才適宜于發電。據測定,1臺55千瓦的風力發電機組,當風速為9.5米/秒時,機組的輸出功率為55千瓦;當風速為8米/秒時,功率為38千瓦;風速為6米/秒時,只有16千瓦;而風速為5米/秒時,僅為9.5千瓦。可見風力愈大,經濟效益也愈大。我國的風力資源極為豐富,絕大多數地區的平均風速都在3米/秒以上,特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼,平均風速更大;有的地方一年1/3以上的時間都是大風天。在這些地區,發展風力發電是很有前途的。