风能除蕴藏量丰富之外,还具有可以再生、永不枯竭、清洁无污染等众多优点,另一方面,风能也具有风能密度低、风力不稳定、风能分布地区差异大、面临一定环境问题等缺点:
1、风能密度低
这是风能的一个重要缺陷,由于风能来源于空气的流动,而空气的密度是很小的,因此风力的能量密度也很小,给其利用带来一定的困难。
2、风力不稳定
由于气流瞬息万变,因此风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化都十分明显,波动很大,极不稳定。
正是由于风力的这一特性,造成了风机利用小时数明显低于水电或火电机组。我国风电场的利用小时数一般为2300-2700小时/年,部分地区能够达到3100小时/年。
3、风能分布地区差异大
由于地形的影响,风力的地区差异非常明显。邻近的区域,有利地形下的风力往往是不利地形下的几倍甚至几十倍。因此,风电场的选址非常重要。
4、环境问题
风电最大的环境问题主要有噪音、观瞻、鸟类三个方面。1台1兆瓦的风机,在方圆300米内的噪音是45分贝。有一些人坚持认为风电有碍观瞻。尽管缓慢转动的叶片很少伤及鸟类,但是在候鸟大批经过时难免发生事故。
针对风能的以上优缺点,随着科学技术的不断发展,人们对风机使用的要求也愈来愈高,就目前国外风机技术发展趋势而言,将朝着风机容量不断增大、高效化、高速小型化和低噪音方向发展。
风机技术发展趋势及竞争格局
相对于其他的能源,风电是一种新的技术。不过,现代风电场已具备成熟的技术,建造过程相对简单,而其设计和运营却相对复杂。
图3:风机主要组成结构
资料来源:《风力广东》
这一行业用到了多种发展成熟的科学技术,包括航空设计、重型钢板工程学、玻璃和木材的环氧化合物(用于飞机、轮船和汽车)以及电场检测和控制等。
经过多年的应用及发展,带有三叶片、带变速驱动器、偏航轴承的风机成为当今的主流。风电技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:
图4:风机配置技术发展趋势
资料来源:《风力广东》
1、风力发电机组的单机容量继续增大
20年前,风电机组单机容量仅为25千瓦,今天商业化机组的容量一般为750-2500KW。未来海上机组的容量将更大,目前德国已经生产出5MW的机组,10MW以上的机组正在研发中。
2、海上风电悄然兴起
海上风电场是国际风电发展的新领域。开发海上风电场的主要动机是因为海上风速更高且更易预测,海上风电场的发电量比陆地高出20%-40%。且随着风力发电的迅速发展,土地资源稀缺性已经有所显现。

