风力发电知多少

一级轻烟随风偏

二级清风吹脸面

三级叶动红旗展

四级枝摇飞纸片

五级小树随风摇

六级举伞有困难

七级迎风走不便

八级风吹树枝断

九级屋顶飞瓦片

十级拔树又倒屋

十一二级路上很少见

还记得这十二个风级顺口溜吗？

对大自然的风，中国早在两千多年前就利用风力驱动帆船在江河中行驶了，宋元之际发明了水转翻车，元明之际创制了风力水车来灌溉农田，你看明清时期的风力水车就长这般（右图）↓↓

而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电，把风的动能转为电能。那么，风力发电是如何实现的呢？

风力发电机的工作原理是什么

目前，我们一般使用风力发电机(或风涡轮机)来将风能转化为电力。风力发电机的发电量取决于它的尺寸和风速，尺寸越大和风速越高，发电量就越大。大部分风力发电机都由以下的基本部件组成：叶片，支撑塔，齿轮箱。这些部件组合后成为风力发电机，利用风力发电机就可以将风的动能转变为机械能，从而发电啦。

风力发电机

流动的空气使风力发电机的叶片旋转。

叶片与低速转轴相连，叶片转动会牵引转轴旋转。

低速转轴与齿轮箱连接，齿轮箱里一个大的低速齿轮与一个小齿轮啮合，并使小齿轮高速旋转。

小齿轮又使另外一个转轴高速运转。

高速转轴与发电机相连。当高速转轴带动发电机运转时便可发电。

电缆把电流输送到位于支撑塔底部的变压器中。电力经变压器把电压调整到合适水平后，才把电力输送到电网。

前方高能，了解新能源之风力发电

全球的风能消费趋势

风能可再生、无污染，那它的利用情况如何呢？在2015年的全球新能源消费中，风能消费占新能源消费的比重20.07%，占一次能源比重1.45%。在中国的新能源消费中，风能消费量最高，为41.9百万吨油当量（折合0.6亿吨标准煤）。

2015年中国一次能源消费量及增速情况（单位：百万吨油当量）

来源：BP《世界能源统计年鉴2016》

2015年，中国风能占一次能源消费比重1.39%，占新能源消费量的比重为41.36%。 整体上，中国的新能源消费仍以风能为主，核能次之。

2015年中国新能源消费结构

根据国际可再生能源机构公布数据，截至2015年， 中国风电、太阳能装机容量均居全球首位。目前仍以风电装机为主，装机容量为145.1吉瓦，占可再生能源装机总量的73%；太阳能发电装机43.1吉瓦，占比为22%。

2015年全球主要国家可再生能源装机对比情况

根据中国电力联合会发布的《2016年全国电力工业统计快报》数据，截至2016年底，我国新能源总装机容量261.1吉瓦，风电装机容量为150吉瓦；新能源发电量为0.516万亿千瓦时， 风电发电量为0.24万亿千瓦时。

中国风电给力！

我国的风能，发电量是关键

根据我国《风电发展“十三五”规划》要求，到2020年风电装机容量达到2.1亿千瓦以上，增量为8100万千瓦以上。其中包括陆上风电2.05亿千瓦及海上风电500万千瓦。年发电量达4200亿千瓦时，占全国总发电量的6%。

截至2016年底，我国风电并网装机容量已达1.49亿千瓦，距离“十三五”目标仅余6100万千瓦；2016年全国风电发电量为2410亿千瓦时，距离年发电量4200亿千瓦时的目标尚有1790亿千瓦时。

中国领跑可再生能源领域投资

我国是拉动全球可再生能源投资增长的主要力量，2015年我国投资可再生能源总额占到全球总投资的33%，达到1165亿美元，单一国家投资总额首次超越千亿美元大关，几乎是美国与欧盟的可再生能源投资总和，是毫无疑问的投资最热点地区。其中太阳能领域投资553亿美元，风能领域投资487亿美元。2016年，中国总投资初步统计数据为882亿美元，依旧占全球总投资的30%以上。

世界主要地区2015年新能源领域投资占比状况

2015年，全球用于风电的投资额为1196亿美元，略少于光伏。陆上风电依旧是风电主流投资流向。2015年全球陆上风电投资总额为983亿美元，海上风电投资总额为213亿美元。由于海上风电投资基数小而显得增速较快，2006年至2016年间的平均投资增长速度为49%，远高于陆上风电的14%。

2006-2015年陆上风电与海上风电投资（单位：亿美元）

2015年，我国在陆上风电方面的投资额为443亿美元，为史上最高。我国的海上风电投资份额虽然在新能源的投资总额中占比尚小，但增长态势同样非常可观，尤其是在2013年之后，呈现爆发式增长态势。2012年中国海上风电投资总额为2亿美元左右，而到了2015年已增至38亿美元。未来，中国海上风电还有投资潜力。

陆上风电

海上风电

预计2016-2025年10年间，我国风电的年均投资额将比过去快速发展5年的投资平均值减少。但是由于装机成本的不断下降，风电的装机规模增长速度将与过去快速发展的5年增速持平。未来10年，中国新能源的投资主要将集中在改善电力系统的互联性和灵活性、加强新能源消纳以及积极拓展电动汽车等新兴电力需求等方面。

风电大有可为！

根据彭博新能源财经的预测，到2025年我国风电装机规模为300吉瓦。从目前的装机和新建项目的批准情况来看，2020年风电将超额完成国家“十三五”规划的建设目标。

（内容来源：神华科学技术研究院）

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