我国当前的风电事业的局限性在那里

chen3372

　我国当前的风电事业的局限性在那里
　当前我国的风电事业由于政策倾斜的原因获得了极大的发展。从国外购买图纸，引进技术，几乎都在造水平轴螺旋桨式风力机。最新的报道说我国的风电是世界上并网比例最大的，然而风电天然是极不稳定的电力资源，它对电网的供电质量破坏极大。若非政策倾斜原因，并网率绝不会高。这也和大量、重复引进水平轴螺旋桨式风力机技术一样，表明我国的风电事业事实上存在着很大的局限性。
　建造于15年前的浙江临海括苍山的风电场，采用的是德国制造的在当时很先进的风力机，它的主要参数是：叶片扫掠直径为41米，在额定风速为16米/秒时额定出力为500千瓦，风机产品特性曲线显示的可以达到550千瓦。因此，可以计算出通过这台风力机叶片扫掠面积的风能功率为 3259.93千瓦，据此可以计算出这种风力机的风能利用率为0.16872当然，这其中还包括风力机的机械效率和发电机的发电效率，如果乘积为0.6，那么，这台风力机的风能转换成机械能的效率就是ζ=0.16872/0.6=0.2812 。由于这个数值是在最佳尖速比下形成的，因此可以代表水平轴螺旋桨式风力机当前能够达到的大致水平。同样是流体动能转换装置，在水力发电上幅向轴流式水轮机已经做到了流体动能转换效率大于90%，原理就在于充分利用了流体力学的积极因素。而笔者研究的一种垂直轴流体动能转换装置流体动能的转换效率也与这种水轮机相当。虽然是理论值，但实践可能取得的效果高出上述水平轴螺旋桨式风力机50%至100%是完全有可能的。由此可见，我国的风能事业存在局限性的第一个关键点是在于创新力度不足。我国关注可再生能源，尤其是风能，已经有30年了，但至今没有听说过政府有关部门向全国征集最佳风力机设计过。政府官员为了保护自己的既得利益，宁可引进国外的产品技术也不愿意向国民征集好的创新设计。至于中国的风电企业都宁可薄利多销，仿造外国产品也不愿意搞风险投资争取第一桶金。这也就是所谓的国情。而在国外，形形式式的风力机都有人在制造，以我的计算分析，一看就知道其效率不会高的风力机也有人投入大量的资金试制，因为外国企业有积年久远的争夺第一桶金的风险投资经验体会。这更证明了造成这第一个局限性是国情限制了创新技术的应用。试想，如果国产的风力机风能利用率高出进口风力机的效率50%甚至100%，将意味着什么？科技的进步和企业利益的丰厚且不说，在绿色能源的发展及降低对矿物能源的依赖就有不可估量的意义。而且本人的垂直轴流体动能转换装置也能用于水力发电，而这种发电枢纽不需要建造水库，这对保护生态环境何等重要，何况这种水力发电方式对于水力资源的利用总效率将比水库蓄能+轴流式水轮机还要高。
　对于风电并网，政府的政策倾斜固然关系重大，但有关的技术创新得不到发展也同样是风电事业发展的局限性之一。自然界的风是一阵阵的，这在根本上决定了风电天然的质量不好。如果我们能够做到大功率移相，将一部分风力机风电功率的峰值移到其余风力机谷值附近，这多少也能将风电输出网的供电质量改善一些，好在阵风的频率不是太低。移相可以用大容量电容或蓄电池，但因为功率终究太小，难以满足现实的需要。因此最好是有大功率的蓄能装置。笔者也曾研究过一种储能装置，计算表明，依照本人拙见，利用国内的最新技术可以做到储能1兆瓦小时。因此如果有更新的先进技术支持，更大些容量的储能装置是完全可以制造出来的。试想，风力机在强风是储存部分电力，输出部分电力。弱风时由电池释放电力，以填补谷电不足。这样的风力发电机组怎么会不受电网的欢迎？当然大功率的储能装置造价很高。对于西北广漠的风电场如果能配建如浙江天荒坪抽水蓄能发电站来吸收不稳定的电力，整合以后并网输出，这样的风电当然是会受到电网的欢迎的。抽水蓄能发电站需要建造条件，并且投资巨大，工程的规模也大，对于西北也许并不适用。但西北长年来出产矿物，存有大量废弃的矿洞矿井，因此可以考虑利用“地下矿洞蓄能发电方法”来储存电力，这种方法甚至优于抽水蓄能发电站。这里应用“地下矿洞蓄能发电方法”与为了调节峰谷电的大型电网调节节点时所用的“地下矿洞蓄能发电方法”应当有所不同，例如这里可以不用“可逆式水泵水轮机”，把用于水力发电的水轮机与水泵分开。由此可见，解决第二个造成风电事业发展局限性的关键也是在技术创新上。
（欢迎来信质疑：chenzh@mail.hz.zj.cn）

uesoft

可以证明你这2个发明是浪费时间精力，白搞了。
证明如下：
1，你的垂直轴风力机效率不如水平轴风力机。
你说过轴流式效率高于离心式，可以证明水平轴才是轴流式，而垂直轴正是离心式，因为一般的风都是水平吹的，上下吹的风也有，一般是龙卷风。
2，你的蓄电装置也是无用处的。
可以证明由于中国大陆地域辽阔，东西经度差很大，南北维度差很大，东和西互为蓄电池，南和北互为蓄电池，中间的长距离输电线就是蓄电池电极导线。西北、东北如内蒙甘肃有风时，发电给华东华南用，就是个蓄电池的作用，因为内蒙、甘肃、新疆夜晚风大正好不用电而上海深圳香港正好上午需要加大马力生产。
3，未来的可再生能源都是即时生产，即时平衡的。这靠中国地域辽阔来实现。地大物博终于第一次有了正面效应。但要加快发展自由竞争的市场经济，破除国家电网的垄断，加快智能电网的发展，简单点说就是，我在白兔湾老家安装一个风力发电机、太阳能发电装置、生物质能源与化工分布式全自动微型工厂，要允许我发电送到电网卖钱。或者任何人买了我的1kW冷热电机组，要允许他发电上网卖钱。这个国家电网、西门子和长沙威盛已经合作在搞了。目前是不能个人卖电的，若我现在家里装MCHP或太阳能发电家里用不完给别人用时，智能电表会认为我在偷电，把我发出给别人用的电量累加到我消费的电量中，不仅不给我钱，还要罚我款，给别人用得越多罚款越多，且并不因此发电免费给别人用评我是学雷锋先进个人。

[ 本帖最后由 uesoft 于 2012-10-22 13:44 编辑 ]

通流

蓄电池还是有用的。我国的幅员辽阔，也就是4到5个时区，所以还是有白天晚上的问题。或者说，要达到用电平衡，还要从系统上，政策上来支持。即使那样，总有那么几个小时，几个月，电不是太多就是太少。
不过如果有人真的有了这样的技术，能够很便宜的制造大容量蓄电池，那么这个人很快就更盖茨一样富有了。
我看到网上MIT的一个教授说，他有了这样的技术。不过他还没有盖茨富有，所以他的技术大概还是差一点。

uesoft

这个可再生能源时代就不能像工业革命那样没日没夜大干快上大跃进那样搞了，而是要像原始人那样日出而作日落而休息，春夏秋拼命干活，冬天坐在家里围火炉打麻将，或北南半球互相跑动跟着太阳能跑了。
联合国可以每年搞两次全球人类迁徙行动，发动美国、中国那些喜欢造航母的公司造几艘可乘坐1亿人的诺亚方舟，看他们造武器厉害，搞这个有能耐没有。每年1月坐船去南非、澳大利亚、南美用太阳能，每年3月返回搞农业生产。

chen3372

答复uesoft:
1、我从来没有说过轴流式风力机的效率会高于离心机，垂直轴风力机不是轴流式的。
2、电力网配以大容量蓄能装置也是美国的方向，美国也没有很好解决。靠输电不是根本办法，因为线路损失很可观。浙江的天荒坪抽水蓄能发电站在解决峰谷电上是起了很大的作用的，这说明储能是重要的。
3、风电上网的瓶颈是公认存在的。

答复通流：
大容量储存电力确实不是很容易做到的。我的计算表明我们能够做到储存1兆瓦-小时的电力储存装置，交流电的工作频率在±10%（对工频来说）。当然是理论值，但设计应用了技巧也是有的。一般说，对于风力机不要这么大的容量。此外，造价也较高，但我相信是有前途的。

uesoft

1，若你没说过轴流式风力机的效率会高于离心机，只能证明你更加错误。请重新学习大学流体力学课程。
2，电力网配以大容量蓄能装置，是完全错误的。若美国这样搞，是完全错误的。中国这样搞，也是瞎搞。比如大亚湾核电站配套广东抽水蓄能电站，就是典型的劳民伤财，是中国电网缺乏科学调度、条块分割、各自为政的表现。
3，依靠电网消纳各地不均衡的能量是发展的方向。在可再生能源时代，可以证明整个电网和生物质能、风、水、光总能量是守恒的，且这些能量依靠大气、水、生物质循环保持能量流动和守恒，根本无需人类调节。太阳能导致南北半球大气循环、水循环，形成季节之间的能量调节：空气的风能、季节的水能。夏天导致生物质疯长，把充足的太阳能储存在生物质里，秋冬收割以后，正好成为动物的能量来源。看来根本没必要搞南北半球人口迁移，能量自然平衡。还有那些大量使用的电动车，夜晚充电也是一个蓄电池，没必要再单独建设蓄电池。抽水蓄能浪费大量电力，即3kW换2kW，或4kW换3kW，且冬天正好需要能量时，水已经抽干了，没水发电了。
这些道理，并不难，仔细想想就知道了。我也是仔细想过，才知道的。否则人云亦云，永远学不到东西。

uesoft

http://www.uesoft.com/forum.php?mod=viewthread&tid=15078&extra=&page=2

chen3372

uesof：
我注意到你“在白兔湾老家安装一个风力发电机、太阳能发电装置、生物质能源与化工分布式全自动微型工厂，要允许我发电送到电网卖钱。”，并且也看了你的帖子。从中没有看到关于风力机或其它流体动能转移的技术文章，不知你是否自己作过计算，因为我不知道你怎么会说“若你没说过轴流式风力机的效率会高于离心机，只能证明你更加错误。请重新学习大学流体力学课程。”（离心机？）。需要说明的是我早年就是学习水力发电的。

uesoft

我早年是学火力发电的，蒸汽跟水只有密度差千倍，流体机械原理是一样的。