项目一 风能资源测量与评估课件.ppt

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1、项目一风能资源测量与评估山东职业学院机电装备系新能源应用技术教研室《风力发电技术》主讲教师：张为宾1风的形成3风资源测量与评估2风的特征及测量主要内容任务1风的形成新能源介绍1风的特点2风的形成3一、新能源介绍指技术成熟且已被大规模利用的能源，如煤炭、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源。常规能源——指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大，前景广阔的特点。新能源——风能太阳能核能生物质能地热能海洋能氢能新能源一、新能源介绍风能利用二、风的特点风的特点1、风的变化

2、性和不稳定性。由于气候、时间及地理环境的影响，风的大小及方向都在瞬时变化着。风的不稳定性，使我们对风能利用是将会有很多问题需要解决。2、风力大小随海拔的升高而增大。其根本原因是，随着海拔的升高地球表面与空气摩擦阻力的影响越来越小。3、空气的密度随海拔的升高而减小。虽然海拔高出风比较大，但是由于空气密度小，风能量并不大。二、风的特点二、风的特点2）平流层从对流层顶到约50km的大气层为平流层。在平流层下层，即30—35knl以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。在30—35km以上，温度随高

3、度升高而升高。特点：一是空气没有对流运动；二是空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；三是在高约15—35km范围内，有厚约20km的—层臭氧层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，故使平流层的温度升高。二、风的特点3）中间层从平流层顶到80km高度称为中间层。这一层空气更为稀薄，温度随高度增加而降低。4）热层从80km到约500km称为热层。这一层温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大，热层下部尚有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜光云。二、风的特点5）逃逸层

4、热层以上的大气层称为逃逸层。逃逸层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同，故又常称为外大气层。由于空气受地心引力极小，气体及微粒可以从这层飞出地球致力场进入太空。逃逸层是地球大气的最外层。逃逸层的温度随高度增加而略有增加。三、风的形成风的形成大气的流动像水流一样，从压力高处向压力低处流动，气压差越大，风也就越大。太阳能正是形成大气压差的原因。由于地球自转轴与太阳的共转轴存在66.5°的夹角，因此对地球上的不同地点，太阳照射的角度是不同的，而且对同一地点1年中这个角度也是变化的。地球上某处所接受的太阳辐射能与该地

5、点太阳照射角的正弦成正比。三、风的形成三、风的形成1、气压梯度力由于高低纬度之间的温度差异，造成了南北向之间的气压梯度，由于气压梯度引起的力就叫气压梯度力。在气压梯度力的作用下，使空气做水平运动，并沿垂直于等压线的方向由高压向低压吹。在赤道和低纬度地区，太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度大，地面和大气接受热量多，温度较高；高纬度地区，太阳高度角小，日照时间短，太阳辐射强度小，地面和大气接受热量少，温度低。三、风的形成2、地转偏向力地球自转使空气运动发生偏向力，这种力称为“地转偏向力”。在赤道附近，地转偏向力

6、为零，随着纬度的增加而增大，在极地达到最大。在这种力的作用下，北半球气流向右偏转，南半球气流向左偏转。三、风的形成3、大气环流在地球上由于地球表面受热不均，引起大气层中空气压力不均衡，因此形成地面与高空的大气环流。这种环流在地球自转偏向力的作用下，形成了赤道到纬度30°N环流圈（哈德来环流）、纬度30°~60°N环流圈和纬度60°~90°N环流圈，这便是著名的“三圈环流”。三、风的形成1）纬度30°N环流圈在赤道附近，空气受热膨胀上升，造成赤道上空气压升高，空气向极地方向流动。以北半球为例，由于赤道附近地转偏向

7、力很小，空气基本受气压梯度力影响，因此赤道上空的空气由南向北流动。随着纬度的增加，地转偏向力逐渐加大，空气运动向右偏转。在纬度30°附近，偏角到达90°，地转偏向力与气压梯度力相当，空气运动方向与纬圈平行，所以在纬度30°附近上空，赤道来的气流受到阻塞而聚积，气流下沉，形成这一地区地面气压升高，就是所谓的“副热带高压”。三、风的形成1）纬度30°N环流圈副热带高压下沉气流分为两支，一支从副热带高压向南流动，指向赤道。在地转偏向力的作用下，北半球吹东北风，风速稳定且不大，约3~4级，这是所谓的信风，所以在南北纬3

8、0°之间的地带称为信风带。这一支气流补充了赤道上升气流，构成了一个闭合的环流圈，称此为哈德来环流，也叫做正环流圈。此环流圈南面上升，北面下沉。三、风的形成2）纬度30°~60°N环流圈副热带高压下沉气流的另一支从副热带高压向北流动的气流，在地转偏向力的作用下，北半球吹西风，且风速较大，这就是所谓的西风带。在60°N附近处，西风带遇到了由极地向南流来的冷空气，被迫沿冷空气上面爬升，在60