風(fēng)能利用的歷史

風(fēng)是地球上的一種自然現象，它是由太陽(yáng)輻射熱引起的。太陽(yáng)照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運動(dòng)形成風(fēng)。據估計到達地球的太陽(yáng)能中雖然只有大約2％轉化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀(guān)的。全球的風(fēng)能約為2.74X109MW，其中可利用的風(fēng)能為2X107MW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

人類(lèi)利用風(fēng)能的歷史可以追溯到公元前。我國是世界上最早利用風(fēng)能的國家之一。公元前數世紀我國人民就利用風(fēng)力提水。 灌溉、磨面、舂米，用風(fēng)帆推動(dòng)船舶前進(jìn)。到了宋代更是我國應 用風(fēng)車(chē)的全盛時(shí)代，當時(shí)流行的垂直軸風(fēng)車(chē)，一直沿用至今。在國外，公元前2世紀，古波斯人就利用垂直軸風(fēng)車(chē)碾米。 10世紀伊斯蘭人用風(fēng)車(chē)提水，11世紀風(fēng)車(chē)在中東已獲得廣泛的 應用。13世紀風(fēng)車(chē)傳至歐洲，14世紀已成為歐洲不可缺少的原 動(dòng)機。在荷蘭風(fēng)車(chē)先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水，以后又用于榨油和鋸木。只是由于蒸汽機的出現，才使歐洲風(fēng)車(chē)數目急劇下降。

數千年來(lái)，風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢，也沒(méi)有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機以來(lái)，在常規能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，風(fēng)能作為新能源的一部分才重新有了長(cháng)足的發(fā)展。風(fēng)能作為一種無(wú)污染和可再生的新能源有著(zhù)巨大的發(fā)展潛力，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠山區，地廣人稀的草原牧場(chǎng)，以及遠離電網(wǎng)和近期內電網(wǎng)還難以達到的農村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著(zhù)十分重要的意義。 即使在發(fā)達國家，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視。美國早在1974年就開(kāi)始實(shí)行聯(lián)邦風(fēng)能計劃。其內容主要是：評估國家的風(fēng)能資源；研究風(fēng)能開(kāi)發(fā)中的社會(huì )和環(huán)境問(wèn)題；改進(jìn)風(fēng)力機的性能，降低造價(jià)；主要研究為農業(yè)和其他用戶(hù)用的小于100kw的風(fēng)力機；為電力公司及工業(yè)用戶(hù)設計的兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電機組。

美國已于80年代成功地開(kāi)發(fā)了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6種風(fēng)力機組。目前美國已成為世界上風(fēng)力機裝機容量最多的國家，超過(guò)2X104MW，每年還以10％的速度增長(cháng)?，F在世界上最大的新型風(fēng)力發(fā)電機組已在夏威夷島建成運行，其風(fēng)力機葉片直徑為97.5m，重144t，風(fēng)輪迎風(fēng)角的調整和機組的運行都由計算機控制，年發(fā)電量達1000萬(wàn)kw·h。根據美國能源部的統計至1990年美國風(fēng)力發(fā)電已占總發(fā) 電量的1％。 在瑞典、荷蘭、英國、丹麥、德國、日本、西班牙，也根據各自國家的情況制定了相應的風(fēng)力發(fā)電計劃。如瑞典1990年風(fēng)力機的裝機容量已達350MW，年發(fā)電10億kw·h。丹麥在1978年即建成了日德蘭風(fēng)力發(fā)電站，裝機容量2000kw，三片風(fēng)葉的掃掠直徑為54m，混凝土塔高58m，預計到2005年電力需求量的10％將來(lái)源于風(fēng)能。

德國1980年就在易北河口建成了一座風(fēng) 力電站，裝機容量為3000kw，到本世紀末風(fēng)力發(fā)電也將占總發(fā)電量的8％。英國，英倫三島瀕臨海洋，風(fēng)能十分豐富，政府對風(fēng)能開(kāi)發(fā)也十分重視，到1990年風(fēng)力發(fā)電已占英國總發(fā)電量的2％。在日本， 1991年10月輕津海峽青森縣的日本最大的風(fēng)力發(fā)電站投人運行，5臺風(fēng)力發(fā)電機可為700戶(hù)家庭提供電力。

我國位于亞洲大陸東南、瀕臨太平洋西岸，季風(fēng)強盛。季風(fēng)是我國氣候的基本特征，如冬季季風(fēng)在華北長(cháng)達6個(gè)月，東北長(cháng)達7個(gè)月。東南季風(fēng)則遍及我國的東半壁。根據國家氣象局估計，全國風(fēng)力資源的總儲量為每年16億kw，近期可開(kāi)發(fā)的約為1．6億kw，內蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風(fēng)能儲量居我國前列，年平均風(fēng)速大于3m／s的天數在200天以上。

我國風(fēng)力機的發(fā)展，在50年代末是各種木結構的布篷式風(fēng)車(chē)，1959年僅江蘇省就有木風(fēng)車(chē)ZO多萬(wàn)臺。到60年代中期主要是發(fā)展風(fēng)力提水機。70年代中期以后風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用列入“六五”國家重點(diǎn)項目，得到迅速發(fā)展。進(jìn)人80年代中期以后，我國先后從丹麥、比利時(shí)、瑞典、美國、德國引進(jìn)一批中、大型風(fēng)力發(fā)電機組。在新疆、內蒙古的風(fēng)口及山東、浙江、福建、廣東的島嶼建立了8座示范性風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。1992年裝機容量已達8MW。新疆達坂城的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)裝機容量已達3300kw，是全國目前最大的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。至1990年底全國風(fēng)力提水的灌溉面積已達2．58萬(wàn)畝。1997年新增風(fēng)力發(fā)電10萬(wàn)kw。目前我國已研制出100多種不同型式、不同容量的風(fēng)力發(fā)電機組，并初步形成了風(fēng)力機產(chǎn)業(yè)。盡管如此，與發(fā)達國家相比，我國風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用還相當落后，不但發(fā)展速度緩慢而且技術(shù)落后，遠沒(méi)有形成規模。在進(jìn)入21世紀時(shí)，我國應在風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用上加大投入力度，使高效清潔的風(fēng)能能在我國能源的格局中占有應有的地位。