物理学与社会-风能省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

取之不尽能源——风能09级科学教育一班姓名：闫春梅学号：40907373第1页一、认识风能风是地球上一个自然现象.风能(windenergy)地球表面大量空气流动所产生动能。因为地面各处受太阳辐照后气温改变不一样和空气中水蒸气含量不一样，因而引发各地气压差异，在水平方向高压空气向低压地域流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可取得风功率，与风速三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界风能总量约1300亿千瓦，中国风能总量约16亿千瓦。第2页

人类对风能认识能够说是源远流长，从远古时期鼓帆行船，到风车出现，再到风力发电，都是人类对风能这种取之不尽、用之不竭“空中隐形能源”合理使用。风力发电是现在风能利用主要方向，丹麦是世界上最早利用风能国家，是当前仅次于美国和墨西哥第三号风力发电大国。现在最具商业价值是建立风力发电厂，即将几十台或几百台甚至上万台发电机组成风力发电机群。美国、英国、荷兰、意大利、德国等都建立了含有一定规模风力发电厂。

我国是一个季风盛行国家，风力资源十分丰富。近十几年来，我国风力发电发展也很快速，当前约有百万瓦级风力发电机3万余台在内蒙、甘肃、青海等地运行，还有一些10KW级以下小型风力发电机，主要用于牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏僻农村生活用电和少许上产用电。第3页丹麦——凭借风能崛起国家第4页美国风能利用第5页墨西哥风能利用第6页二、风能利用优势和困难

风能利用与其它资源相比，现有显著优点，又有其不足。风能优势可归纳为以下五点。1.能够用风能巨大。普通5级风吹到物体表面上力，每平方米面积上约有100N力，9级大风可达500N左右，而台风竟可高达N以上。汹涌澎湃海浪，就是被风激起，他更是蕴含着巨大能量。2.开发利用风能设备简单，投资少，成本低，便于普及和管理。风力发电场建设工程期短，单台机组安装仅需几周，从土建、安装、到投产，只需六个月至一年时间，是煤电、核电和水电无可比拟。投资规模灵活、有多少钱装多少机。

第7页3.风能发点非常安全，它是一个洁净可再生能源。不像其它电站那样产生有害物质污染。另外，他还能够变害（风灾）为宝，降低沙尘暴，降低荒漠化速度。4.风力发电经济性日益增高，发电成本已靠近煤电，低于油电和核电，若计及煤电环境境保护与交通运输而间接投资，则风电经济性将优于煤电。第8页不过风能使用与开发也碰到许多困难。1.风能能量密度低，是风能利用一个主要缺点。因为风能起源于空气流动，而空气密度是很小，所以风力平均能量密度也很小（只有水力1比816），风力发电场装机都不太大，给其利用带来一定困难。2.因为气流瞬息万变，风速、风向、风力大小多变，所以风脉动、日改变、季改变以至年际改变都十分显著，波动很大，极不稳定。3.因为地形影响，各地域风力资源差异非常显著。第9页三、我国风能资源我国版图辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。我国风能资源较大区域以下。东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区。内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能源区。这一地域，终年在西风带控制下，而且又是冷空气入侵首当其冲地方，这一地域风能密度，虽较东南沿海为小，但其分布范围广，是我国连成一片最大风能资源区。黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大。第10页四、风力发电原理：把风动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转速度提升，来促使发电机发电。依据当前风车技术，大约是每秒三米微风速度（微风程度），便能够开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。第11页风力发电所需要装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大致上可分风轮(包含尾舵)、发电机和铁塔三部分。风轮是把风动能转变为机械能主要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶材料要求强度高、重量轻，当前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。第12页因为风轮转速比较低，而且风力大小和方向经常改变着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提升到发电机额定转速齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮一直对准风向以取得最大功率，还需在风轮后面装一个类似风向标尾舵。铁塔是支承风轮、尾舵和发电机构架。它普通修建得比较高，为是取得较大和较均匀风力，又要有足够强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响情况，以及风轮直径大小而定，普通在6-20米范围内。发电机作用，是把由风轮得到恒定转速，经过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。第13页第14页五、我国风力发电前面已经提到，我国有丰富风能资源，这为发展我国风电事业创造了十分有利条件。但就我国当前电力事业而言，火力发电仍是我国主力电源。以燃煤为主火电厂，正在大量排放co2和so2等污染气体，这对我国环境保护极为不利。而发展风电，首先有利于我国电源结构调整；另首先又有利于降低污染气体排放而缓解全球变暖威胁。同时，又有利于降低能源进口方面压力，对提升我国能源供给多样性和安全性将作出主动贡献。第15页据不完全统计，年年初在建项目标装机容量约为60多万kw，其中正在施工约有10万kw，可研批复有22万kw，项目提议书批复有32万kw，包含两个特许权项目。假如这些项目能够准期完成，那么到年底累计装机可超出100万kw。预计"十一五"计划期间(～年)，全国新增风电装机容量可达280万kw，因而累计装机总容量约可达400万kw。风力发电是一个集计算机技术、空气动力学、结构力学和材料科学等综合性学科技术。我国有丰富风能资源，所以风力发电在我国有着辽阔发展前景，而风