風(fēng)能是人類開發(fā)的與化石燃料不同的新能源之一，已經(jīng)有悠久的利用歷史，如風(fēng)帆和風(fēng)車。1891年丹麥人發(fā)明了世界上第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，1973年發(fā)生石油危機(jī)后，世界各國(guó)用現(xiàn)代技術(shù)研究開發(fā)大型聯(lián)網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組取得重大進(jìn)展，可靠性提高，成本下降，開創(chuàng)了一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。由于良好的環(huán)境效益，特別是減排CO2 的作用，使開發(fā)風(fēng)能得到各國(guó)政府重視，成為發(fā)展最快的清潔能源之一。

　　那么什么是風(fēng)能，目前人們開發(fā)和利用風(fēng)能主要在哪些方面呢？

　　風(fēng)能是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水、助航、制冷和致熱等。風(fēng)力發(fā)電是主要的開發(fā)利用方式。風(fēng)能目前主要用于以下幾方面：

　　一、風(fēng)力提水

　　風(fēng)力提水自古至今一直得到較普遍的應(yīng)用。至20世紀(jì)下半時(shí)，為解決農(nóng)村、牧場(chǎng)的生活、灌溉和牲畜用水以及為了節(jié)約能源，風(fēng)力提水機(jī)有了很大的發(fā)展。現(xiàn)代風(fēng)力提水機(jī)根據(jù)用途可以分為兩類。一類是高揚(yáng)程小流量的風(fēng)力提水機(jī)，它與活塞泵相團(tuán) 提取深井地下水，主要用于草原、牧區(qū)，為人畜提供飲水。另一類是低揚(yáng)程大流量的風(fēng)力提水機(jī)，它與螺旋泵相配，提取河水。湖水或海水，主要用于農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖或制鹽。風(fēng)力提水機(jī)在我國(guó)用途廣闊，如“黃淮河平原的鹽堿改造工程”就可大規(guī)模 采用風(fēng)力提水機(jī)來(lái)改良土壤。

　　二、風(fēng)力發(fā)電

　　利用風(fēng)力發(fā)電已越來(lái)越成為風(fēng)能利用的主要形式，受到世界各國(guó)的高度重視，而且發(fā)展速度最快。風(fēng)力發(fā)電通常有三種運(yùn)行方式。一是獨(dú)立運(yùn)行方式，通常是一臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)向一戶或幾戶提供電力，它用蓄電池蓄能，以保證無(wú)風(fēng)時(shí)的用電。二是風(fēng)力發(fā)電與其他發(fā)電方式（如柴油機(jī)發(fā)電）相結(jié)合，向一個(gè)單位或一個(gè)村莊或一個(gè)海島供電。三是風(fēng)力發(fā)電并人常規(guī)電網(wǎng)運(yùn)行，向大電網(wǎng)提供電力；常常是一處風(fēng)場(chǎng)安裝幾十臺(tái)甚至幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這是風(fēng)力發(fā)電的主要發(fā)展方向。

　　三、風(fēng)帆助航

　　在機(jī)動(dòng)船舶發(fā)展的今天，為節(jié)約燃油和提高航速，古老的風(fēng)帆助航也得到了發(fā)展。航運(yùn)大國(guó)日本已在萬(wàn)噸級(jí)貨船上采用電腦控制的風(fēng)帆助航，節(jié)油率達(dá)15％。

　　四、風(fēng)力致熱

　　隨著人民生活水平的提高，家庭用能中熱能的需要量越來(lái)越大，特別是在高緯度的歐洲、北美取暖，煮水是耗能大戶。為解決家庭及低品位工業(yè)熱能的需要，風(fēng)力致熱有了較大的發(fā)展。

　　“風(fēng)力致熱”是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成熱能。目前有三種轉(zhuǎn)換方法。一是風(fēng)力機(jī)發(fā)電，再將電能通過(guò)電阻絲發(fā)熱，變成熱能。雖然電能轉(zhuǎn) 換成熱能的效率是 100％，但風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的效率卻很低，因此從能量利用的角度看，這種方法是不可取的。二是由風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成空氣壓縮能，再轉(zhuǎn)換成熱能，即由風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)一離心壓縮機(jī)，對(duì)空氣進(jìn)行絕熱壓縮而放出熱能。三是將風(fēng)力機(jī)直接轉(zhuǎn)換成熱能。顯然第三種方法致熱效率最高。風(fēng)力機(jī)直接轉(zhuǎn)換熱能也有多種方法。最簡(jiǎn)單的是攪拌液體致熱，即風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使液體（水或油）變熱（見下圖）。“液體擠壓致熱”是用風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)液壓泵，使液體加壓后再?gòu)莫M小的阻尼小孔中高速噴出而使工作液體加熱。此外還有固體摩擦致熱和渦電流致熱等方法。風(fēng)力機(jī)還有多種用途，表2給出了風(fēng)能利用裝置的不同用途、它們的類型和大小。

　　風(fēng)力熱水裝置示意圖

　　由于當(dāng)前世界油價(jià)仍在高位徘徊，使世界各國(guó)加快了對(duì)新能源的開發(fā)和利用，以減少人們對(duì)化石燃料的依賴，降低對(duì)環(huán)境的污染。風(fēng)能作為一種取之不盡的新能源，各國(guó)政府早以在政策上給予支持，2002年，歐盟國(guó)家的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量增加了33％，已達(dá)到23056兆瓦，占全世界風(fēng)力發(fā)電總量的70％。德國(guó)風(fēng)力發(fā)電滿足全國(guó)4.7％的電力需求。2002年，丹麥依靠風(fēng)力發(fā)電得到了13％的電力。他們還計(jì)劃2030年前將使這一指標(biāo)達(dá)到50％。按美國(guó)能源學(xué)會(huì)計(jì)算，風(fēng)能將保證國(guó)家20％的電力需求。2010年前，美國(guó)1000萬(wàn)套房屋將由風(fēng)力發(fā)電提供電能。我國(guó)風(fēng)能資源理論儲(chǔ)量為32.26億千瓦，而可開發(fā)的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億千瓦，因此開發(fā)潛力巨大。

　　展望未來(lái)，風(fēng)能必將成世界各國(guó)應(yīng)用最廣泛的清潔能源之一！

　　來(lái)源：江蘇化學(xué)網(wǎng)

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