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风力发电被喻为垃圾电,为什么国家还大力推广风电呢?

日期:2020-09-07    来源:谭老师地理工作室

国际风力发电网

2020
09/07
11:03
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关键词: 清洁能源 风力涡轮机 风电场

风力发电,就地取、无污染、可再生,作为全球清洁能源之一,对绿色环境有着重要的意义。随着风电的快速发展,风电噪音这一大弊端也浮出水面,引起人们的关注。

风电机组的工作原理是,通过涡轮叶片转动来带动齿轮进行机械性转动,从而产生电力。但是齿轮在彼此咬合的过程中,会产生巨大的震动,从而产生的巨大噪音,简直是不可避免的。谭老师地理工作室综合整理,转载请注明

产生次声波危害大

17年前,ShinjuroKondo先生搬到现在的居住地——日本富士山的故乡静冈县,但今年76岁高龄的他却抱怨说“肩膀僵硬、头痛、失眠、手抖……自去年2月份以来,就在风力涡轮机试运行开始后不久,我就出现了各种症状。”而老人的住所距离一组风力涡轮机大概只有350米远。

据PhysOrg网站报道,在老人的大约100名邻居中,超过20%的人也抱怨类似的身体不适。邻居们说,当风力涡轮机由于机械故障或其他原因停转的时候,他们的症状会有所减轻。

此类身体不适和风力涡轮机之间的关系尚不清楚,但风力涡轮机产生的次声波可能是罪魁祸首。这种次声波每秒振动1到20次,由于频率太低,人耳无法听到。目前,类似的投诉在日本其他地区也有报道,但不知是否与风力涡轮机产生的噪音有关。谭老师地理工作室综合整理,转载请注明

风力涡轮机运营商对此非常关注,想了解应该采取哪些措施。据PhysOrg.com网站分析原因有以下几点第一,对次声波噪音的敏感度存在个体差异;第二,次声波对人的影响随着心理因素而改变,例如,即便是同样的音量,不愉快的声音比愉快的声音更能让人不舒服;第三,身体不适与次声波之间的因果关系尚未得到清晰。

2004年,日本环境省为当地政府制定了指导准则,用于处理由次声波噪音引起的问题。该准则的发布主要针对由工厂或建筑工地频率在20到200赫兹的次声波造成损害。然而,风力涡轮机产生的次声波频率太低,不受该准则的约束。

日本《噪音管制法》(NoiseRegulationLaw)规定了工厂和建筑工地的噪音水平,同时,《环境影响评价法》(LawforAssessmentofEnvironmentalImpacts)也规定大型发展项目启动之前,应该评估其对周围地区的影响。但是风力涡轮机不在两法的管辖范围之内。

无论是在日本国内还是在国外,目前还没有任何分析次声波和人类健康之间关系的。和歌山市(Wakayama)医生FumitakaShiomi研究次声波噪音问题长达30年,他表示“次声波噪音会损害人类健康。除非立即采取措施,否则将会出现严重问题。”

不同声音

加拿大卫生和统计机构,对风力涡轮机的噪声影响开展研究,以确认噪声是否会对人体的健康产生危害。

加拿大卫生部,从外部聘请了专门从事噪音、健康评估、临床医学和流行病学研究的专家,为此次研究进行设计。该研究最初在风电场附近的社区中,选取2000户居民作为研究对象,分别对这些居民住宅的内外进行噪声测量,样本住宅与风力涡轮机的距离在500米至5公里之间。

根据研究成果和现有的综合科学证据,加拿大风能协会表示,风力涡轮机不会对人们的健康产生影响。

对野生动物的影响不容小觑

对于海上风电而言,根据研究表明,仅仅是在一个海域的风电场降低噪音,海豚每年减少1%的风险就会降低66%。由此可见,只有噪音度降低级别,风电场对海洋生物的影响才会得到有效地缓解。

风力发电对鸟类也构成了威胁,鸟类常常撞死在涡轮机旋转的叶片上。日本环境省证实,从2003年开始,13只罕见物种白尾雕就这样被夺去生命。日本野鸟协会(WildBirdSocietyofJapan)自然保护办公室副主任YukihiroKominami认为,这些例子仅是冰山一角。他说“我们必须尽快找出各个地区存在的类似问题,否则我们将看到鸟类继续受到伤害。”谭老师地理工作室综合整理,转载请注明

而现在,科学家们利用一个失败的太空项目——欧洲航天局达尔文项目的行星发现技术,来帮助消除风电机组在工作中发出的巨大噪音。

欧洲航天局开设了达尔文项目,该项目是利用望远镜去观测新的行星。为了减少微小的振动对望远镜精确度的定位,硬工程师Nicolas Loix,专门研制出了望远镜制动器,可以抵抗达尔文望眼镜的震动,从而使望远镜来保持稳定。

这个技术确实起到了作用,但是欧洲航天局认为耗费太大,搁置了达尔文项目……

而一个德国风电涡轮机生产公司找到了Loxi,表示自己极度需要减少风机涡轮运作时产生的大量噪音。

由于在达尔文项目上的经验,Loix的公司已经有了基础的技术框架,来抵消风机涡轮产生的震动,包括仿真工具,工程工具和电子产品。“我们只需要几周,就可以实现多兆瓦风力发电系统无噪音的构想,如果没有先前达尔文项目的经验,可能还需要两年。”Loix说。

此次技术上的改革,对改良风机噪音有着较好的推动作用,从而还海洋生物一个更好的家园,也给人类一个更温馨的环境。

风力发电的其他弊端

1、风力发电场道路设计问题

滩涂风电场濒临大海,缺乏建筑材料,受海洋水文气象因素影响较大,因此,滩涂风电场建设中,道路的投资占的比重偏大。作为风电场施工道路,为了保证施工的连续性,道路应具有一定的高程,防止潮水侵袭;作为风电场检修道路,道路应具有一定年限的寿命。在缺乏建筑材料的滩涂区域,修建能满足上述要求的道路应该以怎样的潮水位标准来设计,才能保证其安全性、经济性呢?2009年11月,水电水利规划设计总院出台了《关于印发<海上风电场工程施工组织设计技术规定(试行)>的通知》明确了施工围堰的标准及型式,但是道路标准却仍然空白。 谭老师地理工作室综合整理,转载请注明

2、风电设备运输不便

风力发电设备大型化给客户造成的主要不便之一是运输和安装。发电机增大,塔体就要相应增大,这些都受到运输的要求限制。大型风力发电塔,一般以圆锥型管状结构为主,受到运输的限制,因为底节直径超过4 米、重量超过40,000kg、长度超过20 米,这样的尺寸在运输中已经属于超长、超高、超宽和超重。同时,现代风力发电机主要零部件也受到了限制,风力发电机舱超重,宽度也属于特殊规格,需要重型拖车和特别安全驾驶。相比较而言,叶片仍以轻取胜,但由于叶片长度的增加,仍需要超常运输。

3、风电设备和制造技术落后

风电机组制造技术,这是风电发展的核心。目前我国风电建设远远落后于世界发展,其主要原因是,没有加大力度依靠国内雄厚的机电制造业基础,吸收引进国外先进技术对风电成套设备进行自主开发。随着世界风力发电设备制造水平提高,更大的单机容量已经是全球风能技术发展的趋势。据了解,国外风电机组目前已达到兆瓦级,如美国主流1.5兆瓦,丹麦主流2.0~3.0兆瓦,在2004年的汉诺威工业博会上4.5兆瓦的风电机组也已面世。而迄今为止,我国在这一技术上处于落后位臵,尚不具备自行开发制造大型风电机组的能力,且在机组总体设计技术,特别是桨叶和控制系统及总装等关键性技术上落后于欧美发达国家,且机组质量普遍不高,易出现故障。国内整体的风电制造水平比国外发达国家至少晚10年,而且技术差距还在拉大。谭老师地理工作室综合整理

4、风力发电设备的寿命短 风力发电机是整个风力发电行业的最核心装备,而滩涂的空气含盐量和湿度都相对较高,加上国内风电设备和技术的落后,使得风力发电机的使用寿命普遍达不到设计值,目前全国最高使用寿命的新疆达坂城风电场也只有20年。寿命短,导致成本投入大于风电收益。

5、风力发电成本高 风力发电的成本主要是固定资产投资成本,约占总投资的85%以上。按照我国增值税抵扣政策,固定资产投资的增值税不能抵扣。风力发电执行17%的增值税税率,因为没有购买燃料等方面的抵扣,因此风力发电实际税负明显高于火力发电。另外,国内已经建成的微不足道的风电容量几乎全部为进口的成套设备,导致风电场投资高、电价高,与火电、水电比,缺乏市场竞争能力。国产的风电设备可以显著地降低风电成本,但由于现在国内设备制造水平较低,应用规模小,国产设备的价格并不低于进口设备。谭老师地理工作室综合整理,转载请注明

6、风电设备不易维护 为使风电设备经得住时间和自然风蚀的考验,必须要进行表面处理。如今,表面处理技术以喷漆处理为主。尽管喷漆效果不错而且操作简单,但在安装时就会暴露很多问题。比如喷漆的表面容易被划伤,导致生锈,而且,风电设备一旦安装完成,修补划伤的表面会有很多困难。经过风蚀日晒后的喷漆易发生碎片脱层,不易于维护。

7、风电噪音污染大 叶片与风相切产生噪音、风电机组发出的噪音都无法去除。风力发电机一般高度在20米左右,加上风机“嗡嗡”作响的巨大声音,迁徙的候鸟不敢降落觅食休息,生活在当地和附近的海鸟纷纷“搬家”。噪音不仅影响动植物的正常生长,还影响渔民的鱼类作物,使生态环境不可避免地受到影响。

8、风电电磁干扰 风力发电机风轮机叶的接收装臵既可以接受信号,也可以发射信号。对调幅无线电系统影响很大,具有强发射能力的金属材料所造成的电磁干扰问题突出。 许多通信频率都会受到风轮机潜在的影响。在低频段,波长远大于风轮机的特征尺寸时,风轮机的几何总参数才具有重要影响;在高频段,波长小于或与风轮机部件具有相同的数量级时,叶片的详细几何形状也有相当重要的影响;当波长大于风轮机总高度的4倍以上时,通信系统就基本上不受影响了。 可能受到风轮机干扰的通信类型有:电视广播、微波通信、高频全向无线电信标VOR(用于飞机导航)及仪表引导着陆系统。

风力发电电场选址的一般要求和考虑

1:一般要求年平均风速在6米/秒以上(60-70米高度),山区在5.8米/秒以上。

2: 年3-25米/秒的风速累计小时数在2000小时以上(3000-5000)。

3:年平均有效风能功率密度在150瓦/平方米以上。

4:每台机的平均间距为叶片直径的4-6倍。

5:并网条件好,要求风电场离接入的电网不超过20公里。

6:离居民区300米以上的距离。

7:目前,风力发电项目的单位投资为7000-10000元/千瓦,一座5万千瓦的风力发电厂的投资约为4-5亿元。

8:风电厂的开发首先由当地市级政府与拟投资开发的企业签订合作协议,企业根据协议明确的范围开展前期的测风工作。在取得测风资料后,开展项目的论证工作,论证能满足开发的要求,便可启动相应的报批程序,开展预可研的编制工作,及相关的前期工作。预可研审查通过后,就可以开展可研报告的编制及其它专题报告的编制工作,完成后向省或自治区发改委申报项目,由省统一向国家能源局申请核准。在得到核准后,便可以开展项目的建设。整个项目从开始到投产周期约为四年左右。

9:另外,还需要考虑电价、风向、地形、地质、气候、环境以及道路交通等一系列因素。谭老师地理工作室综合整理,转载请注明

需要收集的资料:收集风电场附近气象台海洋站等长期测站的测风数据,如风速、风向、温度、气压及湿度等,具体有:

a)30年的逐年逐月平均风速;

b)代表年的逐小时风速风向数据;

c)与风电场测站同期的逐小时风速风向数据;

d)累年平均气温气压数据;

e)最大风速、极端风速、极端气温及雷电等数据。

f)整理风速频率曲线、风向玫瑰图、风能玫瑰图、年日风速变化曲线、风能密度和有效风速小时等主要参数。

另外,还需要明确电价、电网接入的可能性、电网接入的变电站离可能选择的风场的距离、当地对生态的保护和环境保护的要求、土地政策以及林地保护问题、道路交通等。

风电不算垃圾电,前提是必须有其他能源来辅助。在我国,是由火电完成的。

火电:出最大的力,干最脏最累的活,还要给风电收拾烂摊子。最难的是受各种气和误解。

我为火电争取名声。

火电才是你们岁月静好的强力保障。

为了让大家能看的明白,我给大家举个例子吧。

如果电力是一家子

那么大致类似这样:

火电:大哥

水电:大姐

核电:二哥

光电:小弟

风电:小妹

火电大哥衣着朴实,工作辛苦,扛起了家里面6成的收入,常年穿着工作服,每天四班三倒,兢兢业业,恪尽职守。1995-2000年左右,电荒的时候,大哥一个人扛起了家,每天加班加点工作。电不慌了,大家忘记了,开始评论火电大哥。

说是火电大哥不好看,说大哥太老土,说大哥衣服脏,总是有一股味。

解析:大家觉得火电污染重,落后。但是却是我国发电的主力能源,(部分)火电员工远离市区,四班三倒地过日子(就是周一早班0:00-08:00,周二白班08:00-16:00,周三夜班16:00-24:00,周四休息,周五循环)

(评论有业内人指出有的电厂偷关除尘系统的事情,我个人觉得这的确是很大问题。但是行业和监管问题,火力发电的技术还是好的)

水电大姐不一样,大姐年轻的时候就才貌双全,气质出众。更何况大姐还有一份事业单位的工作,吃穿不愁,大家说起来大姐,都赞不绝口。大姐在三峡的工作,可以津津乐道一辈子。牛就是牛,天生的,可是大姐不适应外企和私企的工作。

解析:水电环保,资源蕴藏量很大。但是受制于地形,资源分布不均匀,而且数量有限。而且水电投资巨大。

核电二哥高学历,干的特种工作,大家觉得很危险,但是二哥知道这些都是可控的。二哥业务能力长进很快,很快由一代升级到二代。核电二哥经常说,以后如果我们掌握了更尖端的技术,大哥就能退休享福了,而且核电二哥还是未来人类科技树的希望。因为核电二哥的背后是以爱因斯坦为首的科学大佬们。

解析:核电比想象中的清洁。而且不像想象中那么危险,当前核电技术也比较先进;另外,核聚变是核电最终形态,也是人类资源的最终形态(超出核聚变的能力,对地球来说是一种极大的负担)

太阳能小弟还未成年。不过大家都很看好他。而且小弟能力强,多面手,虽博而不精,但却做到其他几个人做不到的。

大到沙漠太阳能矩阵,小到儿童玩具,朴实如民居屋顶,高端发展到航天器,小弟都能玩的转。只是太阳能小弟工作性质导致,其效率始终不高,与其让小弟赚钱养家,还不如让他维护家庭形象来的好,因为哥哥姐姐们说起来小弟,都是很骄傲的。

解析:太阳能的发电单元较小,灵活性极高,但是转换率较低。20%上下。参考值:华北地区正午太阳能热量约为1千瓦/平方米,实际转换电能为 0.2度电/小时。这样,一平米的太阳能,每天能产生约1.5度电。。。9毛钱

风电小妹不一样,小妹是个文艺范。平时工作不稳定,上班看心情,高兴的时候,说走就走去旅行,一个星期不上班也是正常的,风电小妹又不是那种能把工作往前赶的人。

小妹认识几个有技术的洋人,还认识了很多大佬,所以大家都说风电小妹有出息。

解析:风电极其不稳定,对于稳定性有极高要求的电网来说,这是个致命的缺点,电能不能存储,风塔一停,发电为零。但是在国际上是政治正确。

可是村子最近风气却不似以前

隔壁村的大妈,看见大哥就不顺眼,说是大哥把整个村里的形象都带坏了,

隔壁村的大妈们,生的孩子比较少,有的没有火电大哥,有的没有水电大姐,所以他们更寄希望于核电二哥、太阳能小弟和风电小妹,每次对小妹都是赞赏有加。村里面所有的人都觉得小妹未来的出息一定是最好的,比起来老土的火电大哥,适应能力有限的水电大姐,不走正常路的小弟来说,小妹才是最棒的,最有潜力的。

解析:欧洲是摒弃煤电战略的主要区域。除了他们为了环境考虑以外,还有他们并没有煤。

但是你们知道吗?

大哥的工作服,每天都是洗的,大哥的衣服虽然旧,但是很干净。

解析:传统锅炉炉后的净化设备效率非常好,空气预热器吸收尾气热能。除尘器过滤灰尘。脱硫脱硝来处理 二氧化硫和氮氧化合物。谭老师地理工作室综合整理另外,最重要的是,大家所看到的火力发电厂冒出来的,是水蒸气(水汽),不是烟气。那个最大的圆通,也不是烟囱。而是冷却水塔。是冷却水塔,是冷却水塔。

最重要的就是,小妹的老板也不是圣母,员工不来工作,企业要破产的。为了让风电小妹不被开除,小妹出去玩的时候,不会往前赶工作,偏偏小妹工作一分钟都不能断。火电大哥过来救场,风风火火的来帮助她完成她的工作的。每次风电小妹收心回来上班了,看见忙碌的火电大哥说,平淡地说你可以回去了。。。。

解析:各种电力用户,对供电质量要求极高,而且需要电力平稳供应。当风电工作时,为了防止电量供应过多,火电就要降低燃煤如数量来调整发电量;当风电停止时,火电就要及时补充上风电造成的电力空缺。一般火电的反应时间要超过1小时,而且火电的调整能力有限,60%-100%之间调整负荷,也就是说,1度风电装机容量,约需要3度火电装机容量来调节。

扫地僧说过,武功需要佛法来化解,不然就会像鸠摩智施主一样会走火入魔。

所以,看人不能太片面。隔壁寸大妈当时的儿子,比大哥邋遢多了,而且他儿子对村子的坏影响,比这多多了,但是现在大妈的儿子富起来,低调了,他们对别人家评头品足。

忘记说了,隔壁大妈还有一个孩子,叫天然气。。。。

解析:西方国家主力也不是清洁能源(法国除外),大部分国家都通过燃气发电来弥补缺少煤炭的窘境。当然燃气发电的排放,明显好于煤电。

虽然大哥火电始终是大哥,虽然大哥还是中流砥柱。但终究是时代不同,能力不同,让位给弟弟妹妹,培养弟弟妹妹是必然的。

倒是水电大姐,她似乎永远都不会老

这个是发电的构成

1973年 - 2016年来,火电占比几乎没有变过。

看一眼世界能源构成。

化石燃料依然是主力,(英法两国把能挖的煤都挖了… 英国在海上,风能比较丰富。可怜的法国,只有走核电一条路了…)

至于为什么很多国家不提倡煤,有一条不能忽视的就是,自家矿产资源有很大关系。毕竟欧洲那碎成一地的国家们,谁也不能保证自己下面有煤,所以他们更多用燃气。山姆大叔,正自由地烧着他们的煤,油,气和玉米………

而极端如日本,用煤发电,成本+运费也高到让他们向核电倾斜。

说起来天朝,我们能看见的,我们的相关部门大佬们都看见了。从核电,风电到燃气发电。我们国家的进步都是非常大的。

其中燃气方面:

战略层面,一带一路,俄罗斯天然气引进,西气东输,还有海上的 LNG天然气运输船,从零开始,太不容易了,但是我们也都走出来。

风电与时俱进。

核电稳健又不失速度。

我们感受到这个东方巨人,拥有着古稀老人的经验和阅历,却有着年轻人的精力和体力。

有着睿智的头脑,却又有虚心务实的态度

就像我们对抗新冠病毒。

力量与速度这两个互相冲突的属性。在我们中国上面,空前的统一…力速双A!


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