《风能及其应用》课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,风能及其应用,1,风能及其应用 1,一次能源和二次能源,从能源产生的方式可分为一次能源和二次能源。,所谓,一次能源,，是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：,原煤、天然气、太阳能、水能、风能、地热,等；,为了满足生产和生活的需要，有些能源要加工转换后使用，成为,二次能源,，指由一次能源,经过加工转换,以后得到的另一种形态的能源产品，例如：,电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油等。,2,一次能源和二次能源从能源产生的方式可分为一次能源和二次能源。,可再生能源,从能源是否可再利用的角度，一次能源可再次被分为再生能源和非再生能源两大类。,可再生能源，是指在自然界中可不断再生并可以持续利用的资源，它主要包括,太阳能、风能、水能、地热能、生物质能,等,；,3,可再生能源从能源是否可再利用的角度，一次能源可再次被分为再生,非再生能源,非再生能源，是指经过亿万年的，短期内无法恢复的能源，包括,原煤、原油、天然气、油页岩、,等,。随着我们使用越来越多，它就会变得越来越少,直到用到枯竭为止，,在自然界中它们将不会再生。,4,非再生能源非再生能源，是指经过亿万年的，短期内无法恢复的能源,非清洁型能源和清洁型能源,根据能源消耗后是否造成环境污染可分为非清洁型能源和清洁型能源。,对,环境污染大的能源称为,非清洁型能源，包括煤炭、石油等,；,对环境无污染或污染小的能源称为,清洁型能源，包括水能、太阳能、风能,和核能,等。,5,非清洁型能源和清洁型能源根据能源消耗后是否造成环境污染可分为,常规能源和,新能源,常规能源是指经过相当长的历史时期已经被人类长期广泛利用的能源。它包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的,煤炭、石油、天然气,等资源。,新能源,是指采用新的科学技术才能开发和利用并有发展潜力的能源，包括,太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能,以及用于核能发电的核燃料等。,（,北方大地烧农作物秸秆的利弊,）,6,常规能源和新能源常规能源是指经过相当长的历史时期已经被人类,思考题,1,国家,十二五规划的建议,中要求重点发展哪几种新能源？,2,为什么说风能是太阳能的一种形式？,3,风能的利用有哪几种形式？,4,风能发电要具备哪些条件？风能发电推广的主要问题是什么？,7,思考题1 国家十二五规划的建议中要求重点发展哪几种新能,风能利用的优势,1,能源问题已成为当今世界瞩目的大事。煤、石油、天然气等常规能源发生危机，供不应求，逐渐枯竭，因此，各国都在大力开发太阳能、生物能、核能、氢能等新能源。,2,风能为太阳能的一种形式,，只要太阳不灭，它就取之不尽，用之不竭。据估计全世界可利用的风能约为,10,亿千瓦，比水利资源多,10,倍。光陆地上的风能就相当于目前全部火力发电量的一半。,3,投资少，建成后使用价廉，且无污染。,8,风能利用的优势1能源问题已成为当今世界瞩目的大事。煤、石油,风能的形成,风能的来源是太阳能,。,太阳光照射在地球上，因地球表面地形差异大，高原、盆地、森林、沙漠、山川沟壑，气候不同,气流流动状况不同,各地表面温度也不同，热空气上行，冷空气补充，就形成了风。,9,风能的形成风能的来源是太阳能。9,风能密度,风能密度：空气在,1,秒内以速度为,V,流过单位面积产生的动能称为风能密度：,风能密度是气流在单位时间内垂直通过单位面积的风能，是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量，但是在实际当中风速每时每刻都在变化，不能使用某个瞬时风速值来计算风能密度，只有长期风速观察资料才能反映其规律，故引出了平均风能密度的概念。,10,风能密度风能密度：空气在1秒内以速度为V流过单位面积产生的动,风能主要应用,1,、风力提水,风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。至,20,世纪下半时，为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能 源，风力提水机有了很大的发展。,现代风力提水机根据用途可以分为两类。,一类是,高扬程小流量的风力提水机,，它与活塞泵配合提取深井地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供饮水。,另一类是低扬程大流量的风力提水机,，它与螺旋泵相配，提取河水,湖水主要用于农田灌溉、水产养殖或海水制盐。风力提水机在我国用途广阔，如“,黄淮河平原的盐碱改造工程,”就大规模 采用风力提水机来改良土壤。,11,风能主要应用1、风力提水 11,风能主要应用,2,、风力发电,利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。,风力发电通常有三种运行方式,。,一是,独立运行,方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它,用蓄电池蓄能,，以保证无风时的用电。,二是,风力发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合,，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。,三是风力发电并入常规电网运行,，向大电网提供电力；常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要发展方向。,下表为美国小型风力发电系统的设计指标,12,风能主要应用2、风力发电12,1kw,系统,8kw,系统,40kw,系统,输出功率,1kw,以上、电压,120V,、直流发电机与蓄电池配套使用,8kw,以上、,60Hz,，,120Q40V,（与煤气发电系统连接）,三相、,60Hz,，,240,480V,（独立电源或与电力网连接）,额定风速,9m,s,9m,s,9m,s,（水平轴形风车，转 速为,400,、,800,、,1760r,min,）,风速控制范围,尽可能宽，但要考虑经济性,尽可能宽,最高风速为,27m,s,以上,风速,75m,s,75m,s,56m,s,以上,使用年限,25,年以上,25,年以上,30,年以上,可靠性,平均,10,年内无损坏,制造成本,1500,美元,/kw,以下,750,美元,/kw,500,美元,kw,主要设备,风机、传动机构、发电机、调节器（塔架、基建、蓄电池自由选择,）,风机、传动机构、发电机、调节器、塔架（蓄电池、逆变器、其他设备、基建自由选择）,风机、传动机构、发电 机、调节器、塔架、动力输 出装置（基建自由选择）,13,1kw系统8kw系统40kw系统输出功率1kw以上、电压,风能主要应用,3,、风帆助航,在机动船舶发展的今天，为节约燃油和提高航速，古老的风帆助航也得到了发展。航运大国日本已在,万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航，节油率达,15,。,4,、风力致热,随着人民生活水平的提高，家庭用能中热能的需要越来越大，特别是在高纬度的欧洲、北美取暖，热水是耗能大户。为解决家庭及低品位工业热能的需要，风力致热有了较大的发展。,14,风能主要应用3、风帆助航14,风力致热,“,风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。,一是 风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能,。虽然电能转 换成热能的效率是,100,，但,风能转换成电能的效率却很低,，因此从能量利用的角度看，这种方法是不可取的。,二是由风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成热能,，即,由风力机带动一离心压缩机,，对空气进行绝热压缩而放出热能。,三是将风力机直接转换成热能,。显然第三种方法致热效率最高。风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是,搅拌液体致热,，即风力机带动搅拌器转动，从而使液体（水或油）变热（见下图）,15,风力致热 “风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种,16,16,目前可见到的发电类型,太阳能发电,（,光,-,热发电、光,-,伏发电,）,潮汐能发电,要有自然资源、地域优势,称海水有节奏的周期性涨落运动为潮汐,法国文学家称之为“,大海的呼吸,”，潮汐现象的特点是,每昼夜有两次,高潮，而不是一次，“昼涨为潮，夜涨为汐”,风力发电,17,目前可见到的发电类型太阳能发电（光-热发电、光-伏发电）17,风力发电,我国有很好的风力资源。开发风力是很有潜力的。目前，尽管,风能所能提供的电量还不足全球总发电量的,0.l,，,但它将会很快成为人类可靠的动力来源之一。,预计，在未来的,20,年中，数以万计的风轮机将会出现在世界风能资源丰富的地区，并能满足,这些地区,用电需求量的,20,30,。,18,风力发电 我国有很好的风力资源。开发风力是很有潜,风力发电,截至目前，我国的,风电每,千瓦的综合造价,在七八千元，每,千瓦时,风电的还本付息成本价在,0.5,元左右，一般,8,年时间就可以还完贷款。而风电机组的设计寿命通常为,20,年，其运行和维护的费用通常只相当于风电机组成本的,3%-5%,，发电所需要的风更是免费的。,(,水库蓄水是高代价的,),因此，投资风电已经可以获得一定的经济利益,.,19,风力发电 截至目前，我国的风电每千瓦的综合,风力发电,国家,十一五规划的建议,中明确提出，“加快发展,风能、太阳能、生物质能,等可再生能源”。根据我国新能源规划，到,2010,年,，可再生能源的总装机量将达到,60GW,占全国总电力装机容量的,10%,，到,2020,年，新能源发电的总装机容量将达到,121GW,占全国总电力装机容量的,12%,。,20,风力发电 国家十一五规划的建议中明确提出，“加快,1.,什么是传统机械按键设计？,传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动,PCBA,上的开关按键来实现功能的一种设计方式。,传统机械按键设计要点：,1.,合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。,2.,开关按键和塑胶按键设计间隙建议留,0.050.1mm,，以防按键死键。,3.,要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感不良。,传统机械按键结构层图：,按键,开关键,PCBA,1.什么是传统机械按键设计？传统的机械按键设计是需要手动按压,风力发电,十一五规划的建议,中排第一位的是风能！按发改委规划，到,2020,年，我国水电装机容量将达,3000,万千瓦，太阳能光伏电池,100,万千瓦，以我国目前水电,1.1,亿千瓦，风电,76,万千瓦，太阳能光伏电池,6,万千瓦的装机容量，如果要达到规划目标，水电装机规模将增长,2.7,倍，风电增长,39,倍，而太阳能增长,17,倍。,22,风力发电 十一五规划的建议中排第一位的是风能！按,风力发电,过去的,5,年中，全球风电累计装机容量的平均增长率一直保持在,33%,，,2020,年全球风力发电装机容量将达,12.31,亿千瓦，风力发电量将占全球发电总量的,12%,，可以看到在发电领域风能的成长性远远超过其他类新能源。因此风力发电将成为世界未来最重要的替代能源。,23,风力发电 过去的5年中，全球风电累计装机容量的平均,风力发电,就国内来看，我国可开发的风能资源约,10,亿千瓦，潜力巨大。我国计划在,2020,年风电规模达将达,3000,万千瓦。对风力发电行业来说，,以风电价格,0.58,元,/,千瓦时，平均发电时间按,3000,小时计,，,2005,年风力发电装机容量,100,万千瓦，,2006,年,283,万千瓦，,2007,年,466,万千瓦,24,风力发电 就国内来看，我国可开发的风能资源约10亿,风力发电,近,3,年风力发电的收入分别为,17,亿元、,49,亿元、,81,亿元，市场前景非常广阔。,云贵高原藏族自制区,风力发电机,到处可见，,风电促进了该地区生活质量提高,（,TV,转播）,和旅游业的发展,（藏民高兴用风电）,藏民的,夙愿,25,风力发电近3年风力发电的收入分别为25,26,26,27,27,28,28,风力发电机问题,新一代的风力机与老式的风力机相比，有着独特的优点，这主要表现为：,抗风暴的能力强，耐久可靠；可自动调节功能，采用计算机控制转速,；运用近代航空技术，机械效率大大提高。新型风轮机非常灵巧，采用高科技的玻璃纤维制成，具有先进的,变速装置,和电子控制装置。,稍大一些的风轮机还有,长达,5,米,，甚至更长的叶片,。巨大的风车，在运行中要受到空气动力、重力和惯性力的作用，很