风力发电风车转一圈可以发多少电(风力发电风车叶片多长)

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根据全球风能理事会发布的统计数据来看,2021年,全球风电装机新增并网装机容量为9360万千瓦,为历史第2高年份。而全球陆上风电新增装机容量前三名,分别是中国、美国和巴西,其中中国海上风电装机新增占比高达80%。

全球风能理事会发布的风电装机数据

由此可见,风力发电的势头很猛,毕竟这两年一直有“风车一转财源滚滚”的说法。那么,风力发电一圈能发几度电呢?一年又究竟能赚多少钱呢?

风力发电风车转一圈可以发多少电(风力发电风车叶片多长)

风力发电一圈能发几度电?

风力发电机组原动机的能量来源,就是自然界中风的“动能”,因此它也被称为是清洁能源。但是大家都知道,风的脾气比较古怪,这就导致风速具有极强的易变性和不可控性,最终使风力发电机组受到扰动。

在各种风的轮番操作之下,风力发电的情况会有所不同,但它实际能够获得的有用功率可以用“P=1/2πρR3v3Cp”这个公式来计算,这之中ρ代表空气密度、R代表风轮半径、v代表气流速度、Cp则是风能利用系数。

正在进行风力发电的风电机

具体来说说风能利用系数,它反映了风电机从自然风能中吸取能量的程度,数据一般由设计风电机的厂家给出。若是咱们根据贝兹极限值理论进行计算的话,就会发现理想风电机的最大风能利用系数约为0.593。

在了解了以上知识以后,再来看风力发电机转一圈能发几度电。这个问题从本质上来说是不存在固定答案的,因为它与风力发电机的功率有着密切的关系。

风力发电机输出功率的曲线图

以3兆瓦的风力发电机为例,它转完一圈之后大概能发2.9度电,如果一度电的售价为5毛的话,那么每转一圈就能赚1.45元,而风电机一般一分钟能转12圈左右。

若是继续算下去,让时间累积到一小时、一天,甚至是一年。你就会发现,风电机不眠不休转一年,还是可以赚将近“900万元”的。

而风电场当中,往往会有数台风电机在同时运转。这样的话,似乎真的是风车一转就财源滚滚。

风力发电厂当中往往有数台风力发电机

但问题是,真的有这么简单吗?

显然,理想很美好但现实很骨感。因为第一,风电机是做不到全年无休连轴转的,咱们在上文中提到了,由于能量的来源是风能,所以充满了不稳定性。这就意味着,一年8700多小时当中,风电机的运行时间只能占到1/3,有时候甚至连这个时间都达不到。

第二,风电机看起来确实很赚钱,但是购买、安装和后期的维护成本也很高,因此在转一圈所得的1.45元当中,我们能获得的净利润并不高。

正在对风电机进行维修的工作人员

第三,目前大部分风电场当中装有的风电机,往往达不到3兆瓦的功率,基本在1.5到2.5之间徘徊。在这种情况下,发出的电量又要大打折扣。

综上所述,在成本、实际运转时间,甚至电费浮动的影响之下,一台风电机每年赚得的纯利润应该在200万元左右。如果可以得到相关的财政补助,所得利益还会更多一些。不过有人可能会想,就不能让风电机多转几圈,以此来提高利润吗?

从理论上来说,转得越快就赚得越多确实没毛病,但是现实中的风电机如果转速过快,叶片就会被损坏,若是为了多转几圈让机器都“冒火星子”了,岂不是得不偿失?

风力发电机的叶片比较脆弱,不宜转太快

按照中国目前领先的装机量来看,我国的风力发电行业势头很猛。那么,它的发展到底如何?又存在着怎样的问题?

我国风力发电的发展现状究竟如何?

从全球风能理事会发布的数据来看,中国的风电机装机数量是处在上升之中的。装了这么多,到底有没有发出可观的电呢?

国家能源局发布的数据显示, 2021 年我国风电新增装机达到4757万kW。同时, 海上风电发展取得突破性进展,海上风电场建设成效显著。2021 年海上风电新增装机容量为1690万kW,累计装机容量高达2638万kW,位居全球榜首。

我国海上风电的装机数量突破新高

而根据《热力发电》期刊此前发表的文章《风力发电现状及叶片组成与回收利用综述》来看,2021年全国风力发电量已经达到了6526亿千瓦时,占总发电量的8%左右。

这个占比虽然不如大家期待中的那么高,但是风电的特性使其拥有可循环利用、潜在资源异常丰富的优点。毕竟风力发电的工作原理是,将风动能转化为机械动能,再转化为电能,只要有空气、有风,那么风力发电就可以一直进行下去。

风电的发电量与其他发电方式的数据对比

不过,我国的装机量虽然名列前茅,但整体的行业发展依旧存在一定的问题,不少地区存在“弃风现象”。

这一现象指的是,因为电网的接纳能力不足、风电场建设工期不匹配、风速不稳定等多种因素,使得风电机组无法正常发电并输送电力。

尤其是一些用电需求不高的地方,风电过度发展,就会造成它与电网接纳之间出现不协调的情况。简单来说,就是发出的电超过需要的电了,供需不平衡。

风电过度发展或导致供电超出需求

再者,风电利用的成本还是非常高的,所以很多时候人们也不愿意“贱卖”风电,就这样造成了一系列的问题。此外,在大部分地区,夜间的风能会更大一些,而这一时间却是电力消费的低谷期。

需要注意的是,风力发电发展到现在,也不止有我国出现了这样的问题,比如美国德克萨斯州在2009年,平均每天弃风100到2000兆瓦,全年的弃电量达到了潜在发电量的17.1%。

位于美国德克萨斯州的风电场

而若以我国2013年前三季度的情况来看,弃风率约为8.79%,这一做法损失的电量高达96.18千瓦时,相当于320万吨标煤的消耗,经济损失接近50亿。那么,如何才能改善这一问题呢?

如何提高风力发电的“经济性”?

想改变这一情况,要从几个方面来做。首先是高度重视规划,让风电厂的建设和电网配套,不要在发电已经很多的地方乱建风电场,避免盲目扩张产业规模。

其次完善风电价格,推动风电场进行“储能”升级。若是能将用不完的电存起来,等到有需求再卖出,经济性就会显著增强。

对风电场进行储能升级提高其经济性

值得一提的是,自从风力发电出现以来,有不少人说它会让全球变暖更加严重,或者说它的发电量很低,说其是智商税。这种言论基本算是凭空胡诌,大家不予理睬就好了。

部分人认为风力发电会让全球变暖恶化

在我国希望尽早完成“碳中和”的需求之下,风力发电是必不可少的,而且它在未来会向着智能化控制转变,风力发电机组的容量也会提升。若是有一天风力发电量占发电总量的比例过半了,那么我国的碳排放情况应该也已趋于良好了,就让我们一起期待那一天尽早到来吧!

风力发电是碳中和道路上关键的一环

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