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不同纬度的地球表面在太阳光的照射下会产生温度差异,于是有了气压的高低;当空气从高压地区向低压地区移动时,风就形成了。
在古代,航海家在风力的引导下探索世界;在农业社会,人们利用风力带动风车碾磨谷物;在当今,全世界越来越多的地方开始依靠风力发电供能。
过去十年中,全球风力发电装机量年增长率超过25%。有人曾经估计过,地球上可以用来发电的风力资源约100亿千瓦,相当于目前全世界每年燃烧煤所获得能量的3倍。
记者走进我国可再生能源领域的第一批国家重点实验室,也是浙江省第一个依托企业建设的国家重点实验室——浙江运达风电股份有限公司杭州制造中心,讲述风力发电的发展。
一年产生的电量够370万普通家庭使用
运达风力发电系统国家重点实验室,2010年12月由科技部批准建立。实验室的现场就位于钱塘江口的平湖独山港海边。运达风电在全国有100多个风场,平湖独山港风电场是其中的一个。
在实验室的远程监控室里,运达风电副总、实验室主任叶杭冶请工程师为记者展示了一个画面,那是正在海边工作的一台风电机组:“运达5MW(兆瓦)海上风电机组”。
从监控镜头里看,它就像一个没有罩子的电扇,三片叶片悠闲地转。整个机组的高度超过170米,总重1000吨,叶轮直径长约140米,“头顶蓝天白云,俯瞰畦田海浪”。
不过它们的使命,就没有这么惬意了。
叶杭冶说,别看巨大的叶片貌似转得不快,其实叶尖转速达到了87.3米/秒。这个速度换算过来是314公里/小时,相当于轿车在高速公路上车速的3倍。风力发电机组能够在12~25米/秒的风速下全功率发电,还能承受70米/秒的台风。作为对照,今年夏天的第1号台风尼伯特在陆地曾经达到过超强台风风力级别,它当时的中心最大风速也不过是50米/秒。
风电机组系统是一个AI(人工智能),它能够实现自我学习——经过一段时间运行后,风电机组控制系统会自主寻找最佳运行方式。
比如,当风向改变时,机组经过一段时间的确认后就会自动偏航到最佳位置;当风力增大到叶片无法承受时,叶轮将自动扭转叶片,调成顺风姿势;如果面临会危及系统的强烈风场,它甚至会“壮士断腕”——自行折断叶片,避免整个机组受损。
目前,按年可利用小时数2000小时计算,这个大家伙全年发电量达到1000万度,足够6000户普通家庭的年耗电量。
在运达风电的官网首页上,有两个数字时刻在跳动增长,它们显示了运达风电在全国各地的几千台风电机组共同创造的成果。
第一个数字,是运达风电在全国所有的发电机组至今的总发电量。截至北京时间2016年8月3日19:00,累计清洁能源发电16008573480kwh(千瓦时),160多亿度电。
叶杭冶给我解读了这个数据:“按照运达风电目前在全国的累计装机容量400万千瓦时算,年发电量达到88亿度。以平均家庭每月200度用电量,足够370万普通家庭使用。”
第二个数字,是累计减排二氧化碳量。截至北京时间2016年8月3日16:31,这个数字是:14857695.28吨。“
如果通过火力发电,也就是煤炭发电的方式,产生1度电需要燃烧400克(0.0004吨)标准煤。”叶杭冶说,通常1吨标煤估计排放二氧化碳为2.66~2.72吨。
也就是说,运达风电每年可以节约标准煤352万吨,减排二氧化碳877万吨,这相当于35.8万亩林地的年二氧化碳吸收量。
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