第一篇第四十二章风能简介
风能利用的历史
风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面
各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计，到达地球的太阳能中
然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为274×109M
W，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前
数世纪，我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，用风帆推动船舶前进。宋代更
是我国应用风车的全盛时代，当时流行的垂直轴风车，一直沿用至今。在国外，公元前2世
纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东已
获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲，14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰，风
车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水，以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出
现，才使欧洲风车数目急剧下降。
数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以
来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有
了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海
岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到
的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在
发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在1974年就开始实行联
邦风能计划。其内容主要是：评估国家的风能资源；研究风能开发中的社会和环境问题；改
进风力机的性能，降低造价；主要研究为农业和其他用户用的小于100千瓦的风力机；为电
力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。美国已于80年代成功地开发了100、200、
2 000、2 500、6 200、7 200千瓦的6种风力机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量
最多的国家，超过2×104MW，每年还以10％的速度增长。现在世界上最大的新型风力发电
机组已在夏威夷岛建成运行，其风力机叶片直径为975米，重144吨，风轮迎风角的调整和
机组的运行都由计算机控制，年发电量达1 000万千瓦时。根据美国能源部的统计，至1990
年美国风力发电已占总发电量的1％。瑞典、荷兰、英国、丹麦、德国、日本、西班牙，也
根据各自国家的情况制定了相应的风力发电计划。如瑞典1990年风力机的装机容量已达350M
W，年发电10亿千瓦时。丹麦在1978年即建成了日德兰风力发电站，装机容量2 000千瓦，三
片风叶的扫掠直径为54米，混凝土塔高58米，预计到2005年电力需求量的10％将来源于风能
。德国1980年就在易北河口建成了一座风力电站，装机容量为3 000千瓦。
风力发电前景展望
我国有丰富的风能资源，又有国外成熟的技术可以借鉴，大规模开发风电的条件已经具备，
应该积极发展。
一、发展风电是实施能源可持续发展战略的重要措施
我国改革开放以来，电力发展一直保持着高速增长的势头，装机容量和发电量己分别位居世
界第三和第二，有力地支持了国民经济发展和人民生活水平的提高。在电力发展过程中，以
燃煤发电为主的电力生产结构导致有害物质的排放也在逐年增加，如不采取有效措施，将成
为电力持续发展的制约因素。为逐步改变这种状况，一方面在发展煤电时，必须与环境保护
相结合，采用洁净煤燃烧技术和有效的污染控制措施；另一方面要加强电源结构的调整，除
大力发展水电外，还应该积极发展风能等新能源发电，努力实现能源资源的合理开发利用和
优化配置。
我国风能资源丰富，具有大规模发展风电的可能性
我国风能资源丰富，这十几年来，对风能资源状况作了深入的勘测调查，全国可开发利
用的风能资源总量为253亿千瓦。资源分布也很广，在东南沿海、山东、辽宁沿海及其岛
屿年平均风速达到6～9米／秒，内陆地区如内蒙古北部、甘肃、新疆北部以及松花江下游也
属于风资源丰富区，在这些地区均有很好的开发利用条件。这几年我国的交通条件得到极
大的改善，电网覆盖程度有了很大的提高，许多风资源丰富地区已置于电网覆盖之下，也为
我们建设大型风电场提供了更有利的条件。
三、让人们了解和认识风电是推进风电发展的重要工作
发展风电，首先要解决认识问题。认识包括两方面内容。
一个是对其重要意义的认识，应当认识到发展新能源是经济发展和环境保护的需要，也是电
力实施可持续发展战略的需要，电力的发展不能以浪费资源和牺牲环境为代价。当前风电等
新能源发电刚刚起步，和其他发电手段相比，装机容量和发电量都很小，但它是未来能源，
发展潜力巨大，这就要求我们处理好近期利益和长远利益的关系，局部利益和全局利益的关
系。
再一个认识问题来自技术和经济方面，比如，认为“风电形不成规模”，“风电成本太高”
，“风电电量不稳定”等。由于风电是一种新的发电方式，许多人还不了解，提出这些问题
是很自然的，需要有针对性地答复这些问题，让更多的人了解风电，认识风电。
中国的风能资源
据国家气象局估算，全国风能密度为100瓦／平方米，风能资源总储量约16×105兆瓦。
有关专家根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率，以及大于等于3米／秒和6米／
米风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。
1东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区
这一地区，有效风能密度大于、等于200瓦／平方米的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风
能密度在300米／平方米以上，有效风力出现时间百分率达80%～90％，大于、等于8米／秒
的风速全年出现时间7 000～8 000小时，大于、等于6米／秒的风速也有4 000小时左右。
2内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区。
这一地区，终年在西风带控制之下，而且又是冷空气入侵首当其冲的地方，风能密度为
200～300瓦／千米，有效风力出现时间百分率为70％左右，大于、等于3米／秒的风速全年
有5 000小时以上，大于、等于6米／秒的风速在2 000小时以上，从北向南逐渐减少，但不
像东南沿海梯度那么大。这一地区的风能密度，虽较东南沿海为小，但其分布范围较广，是
我国连成一片的最大风能资源区。
3黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大。
风能密度在200瓦／平方米以上，大于、等于3米／秒和6米／秒的风速全年累积时数分别为5
000～7 000小时和3 000小时。
4青藏高原、三北地区的北部和沿海，为风能较大区
这个地区，风能密度在150～200瓦／平方米之间，大于、等于3米／秒的风速全年累积为4 0
00～5 000小时，大于、等于6米／秒风速全年累积为3 000小时以上。所以，如果仅按大于
、等于3米／秒和大于、等于6米／秒的风速的出现小时数计算，青藏高原应属于最大区
，而实际上这里的风能却远较东南沿海岛屿为小。
从三北北部到沿海，几乎连成一片。大陆上的风能可利用区，也基本上同这一地区的界限相
一致。
5云贵川，甘肃、陕西南部，河南、湖南西部，福建、广东、广西的山区，以及塔里木盆
地，为我国最小风能区
有效风能密度在50瓦/平方米以下，可利用的风力仅有20％左右，大于、等于3米／秒的风速
全年累积时数在2 000小时以下，大于、等于6米／秒的风速在150小时以下。所以，这一地
区除高山顶和峡谷等特殊地形外，风能潜力很低，无利用价值。
6在4和5地区以外的广大地区，为风能季节利用区
有的在冬、春季可以利用，有的在夏、秋季可以利用。这一地区，风能密度在50～100瓦
／平方米之间，可利用风力为30%～40％，大于、等于3米／秒的风速全年累积在2 000～4
000小时，大于、等于6米／秒的风速在1 000小时左右。