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风能的作用?

  风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的开发利用方式。风能目前主要用于以下几方面:

  一、风力提水

  风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。至20世纪下半时,为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源,风力提水机有了很大的发展。现代风力提水机根据用途可以分为两类。一类是高扬程小流量的风力提水机,它与活塞泵相团提取深井地下水,主要用于草原、牧区,为人畜提供饮水。另一类是低扬程大流量的风力提水机,它与螺旋泵相配,提取河水。湖水或海水,主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。风力提水机在我国用途广阔,如“黄淮河平原的盐碱改造工程”就可大规模采用风力提水机来改良土壤。

  二、风力发电

  利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式,受到世界各国的高度重视,而且发展速度最快。风力发电通常有三种运行方式。一是独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电。二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合,向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。三是风力发电并人常规电网运行,向大电网提供电力;常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向。

  三、风帆助航

  在机动船舶发展的今天,为节约燃油和提高航速,古老的风帆助航也得到了发展。航运大国日本已在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航,节油率达15%。

  四、风力致热

  随着人民生活水平的提高,家庭用能中热能的需要量越来越大,特别是在高纬度的欧洲、北美取暖,煮水是耗能大户。为解决家庭及低品位工业热能的需要,风力致热有了较大的发展。

  “风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。虽然电能转换成热能的效率是100%,但风能转换成电能的效率却很低,因此从能量利用的角度看,这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动一离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热,即风力机带动搅拌器转动,从而使液体(水或油)变热(见下图)。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵,使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。风力机还有多种用途,表2给出了风能利用装置的不同用途、它们的类型和大小。