如何有效利用风能并做到风电的并网及消纳

不必说文人墨客笔下“春风又绿江南岸”“柳絮池塘淡淡风”所呈现的充满诗情画意的风，单只讲为人类传递信息的风筝、提供动力的风车和风帆，都是人类有效利用风的杰作。风能相对于传统的化石能源，是一种清洁能源，利用风能的最好途径就是将风能转化为电能使用。本期，就和你讲讲风能的特点，以及人们是如何利用风能发电的。

1、风是如何形成的?

风的能量主要来自于太阳能，太阳的辐射给地球上的空气加热时，地球大气受热并不均匀，温度高的地方空气上升，于是在地表形成了低压;温度低的地方空气下降，在地表形成了高压。高压和低压之间形成气压梯度，空气从高压区向低压区流动，就形成了水平运动的风。

2、风按照强度分类，可以分为哪几级?

你一定在天气预报中听到过类似这样的说法，“渤海风力6~7级转4~5级”。这里所说的“级”就是按照强度对风的分类，称为“蒲福风力等级”。它把风按照风速分为从0~12共13个等级，数字越高，风速越快，风中所携带的能量越大。

为了方便记录，人们还给这13个等级的风分别起了名字：0级为无风，1级为软风，2级为轻风，3级为微风，4级为和风，5级为清风，6级为强风，7级为疾风，8级为大风，9级为烈风，10级为狂风，11级为暴风，12级为飓风。

3、风能的特点是什么?

我们来看看风能的特点：首先，风能的蕴量巨大。太阳辐射到地球的能量中，有2%转化为风能，这可是一个非常庞大的数字。

地球上的风能约为27400亿千瓦，其中可以利用的约200亿千瓦，这个数量有多大呢?它是地球上可开发利用的水能总量的10倍!全世界每年燃烧煤炭得到的能量，还不到风能在同一时间内提供给地球能量的1%。

风能最厉害的地方还不仅限于此。风能是可再生的，几乎可以说是取之不尽、用之不竭的。另外，风能是清洁能源，现如今人们使用的风能利用技术不会造成空气污染。

然而有效地利用风能可并不简单，摆在人们面前的困难重重。

第一，风功率密度低，也就是说风能虽然大，但是很难集中利用。为什么说风能多，但不集中呢?如果我们利用化石能源，开采一个煤矿或者油田就行了;如果利用水能，在合适的地方修个水电站就可以了。风能四处皆是，很难把它们集中利用。因此需要选好风电场场址，形成规模化利用。

第二，风能是不稳定的，一阵风大，一阵风小，几乎没什么规律，让人很难掌控。

第三，风能的分布很不均匀。要想利用好风能肯定需要很多技术手段。

4、我国的风能主要分布在哪些地区?

度量一个地方风能资源是否丰富，我们常用“风功率密度”这个概念，它的单位是“瓦/平方米”。

如果我们把风能资源的多少画在中国地图上，就会见到一个很有意思的画面：西北、东北、华北、东南地区都是风能资源丰富的地方，中原地带和西南、东南部分地区的风能资源贫乏。

我国风能资源总的技术可开发利用量为7亿~12亿千瓦。蒙东、蒙西、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部、江苏沿海、山东沿海等地区是我国风能资源最丰富的地区，50米高度3级以上风能资源潜在开发量约18.5亿千瓦，占全国陆上风能资源的77.7%。

5、人们是如何利用风能发电的?

风力发电的基本原理简单来说，就是将风的动能转变为机械能，再将机械能转变为电能。

具体来说，就是风吹过风车桨叶时在桨叶正反面形成压差，驱动风轮旋转，将风的动能转变为风轮的机械能。发电机在风轮的带动下旋转发电，将机械能转变为电能。实现这一能量转换的设备为风力发电机组。

风力发电机组的功率是衡量风力发电机组发电能力的指标，功率越大，则发电能力越强。风电机组在达到额定功率之前，其输出功率和风速的立方成正比，因此风速是风能资源的关键因素。

但是，人们从风中提取的能量最多只能是它的59.6%，一般情况下要小于40%。