风 能
命题方向
风能是目前可再生能源中一项最有效的能源技术，风能既可以化解温室效应带来的气候危机，而且也可以解决并提供稳定的能源供应。高考地理中一般从风能资源的丰歉程度，地价，市场，技术等角度结合当地实际情况进行分析
认识风能
① 含义：风能(wind energy) 空气流动所产生的动能。太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀，引起大气层中压力分布不平衡，在水平气压梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成风。
② 特点：风能资源的总储量非常巨大，一年中技术可开发的能量约5.3X10^13千瓦时。风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，但它的能量密度低（只有水能的1/800），并且不稳定。在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风能利用是综合性的工程技术，通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等
影响风的因素有以下几种：
1.海陆位置（沿海地区风能资源较内地丰富）
2.下垫面（粗糙程度，植被密集程度，地形）
3.大气环流，季风影响（某些地区距风源地较近或受某季风影响强烈）
4.峡谷地形造成狭管效应（风在谷口吹入被挤压使得等压线密集风力变大）
5.再者就是风带（比如南极有强烈的极地东风）
优缺点
优点
风能为洁净的能量来源。
风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于其它发电机。
风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 [3]
风力发电是可再生能源，很环保，很洁净。
风力发电节能环保。
限制及弊端
风能利用存在一些限制及弊端
1)风速不稳定，产生的能量大小不稳定；
2)风能利用受地理位置限制严重；
3)风能的转换效率低；
4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟。
5)在地势比较开阔，障碍物较少的地方或地势较高的地方适合用风力发电
中国的风能资源
我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。据国家气象局估算，全国风能密度为100W/m2，风能资源总储量约1.6X105MW,
1东南沿海及附近岛屿为我国最大风能资源区
2内蒙古和甘肃走廊北部，为我国次大风能资源区
3东北地区 黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大
4青藏高原、三北地区的北部和沿海，为风能较大区
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。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。
我国风能资源的分布与天气气候背景有着非常密切的关系，我国风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两个大带里。第一是三北地区丰富带；第二是沿海及其岛屿地丰富带。
沿海风能丰富带，其形成的天气气候背景与三北地区基本相同，所不同的是海洋与大陆由两种截然不同的物质所组成，两者的辐射与热力学过程都存在着明显的差异。与大陆相比，大气与海洋间的能量交换大不相同。海洋温度变化慢，具有明显的热惰性；大陆温度变化快，具有明显的热敏感性。所以，冬季海洋较大陆温暖，夏季较大陆凉爽。在这种海陆温差的影响下，在冬季每当冷空气到达海上时风速增大，再加上海洋表面平滑、摩擦力小，一般风速比大陆增大2—4m/s。
1、我国风能资源丰富的地区
我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。
①东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区。
②内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区。
③黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大。
④青藏高原、三北地区的北部和沿海，为风能较大区。
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。
⑥在④和⑤地区以外的广大地区，为风能季节利用区。
2、我国风能资源丰富的地区主要有西北内蒙古高原地区和东南部沿海区。
内蒙古高原风能资源丰富的原因：
①内蒙古高原地区地形平坦，植被稀疏，地形阻挡作用小；
②靠近冬季风源地，冬季风势力强劲。
东南沿海地区风能资源丰富的原因：
濒临太平洋且地形屏障作用小，夏季风势力强劲。
风电发展应考虑的因素
① 风能资源 了解风能资源情况对估算风电场发电量以及评估潜在的效益非常重要
② 电网条件 一般风能丰富的风场距离现有电网较远，规划时应考虑接入系统的成本，与电网的发展相协调。
③ 交通 风能资源丰富的地区一般都在比较偏远的地区，比如山脊、戈壁滩、草原和海岛等，必须拓宽现有道路并新修部分道路以满足大部件运输
④ 经济问题 虽然风能可以保护环境，但对那些经济发展缓慢、电网比较小、电价承受能力差的省份和自治区，过多发展风电将会造成严重的负担。
⑤ 环境问题 风电场产生的噪音和景观问题的影响也值得重视，因此风电机组应远离居民点。
⑥ 政策支持 激励风电发展，以利于有效开发风能资源，降低成本。
风力发电，就地取、无污染、可再生，作为全球清洁能源之一，对绿色环境有着重要的意义。随着风电的快速发展，风电噪音这一大弊端也浮出水面，引起人们的关注。
风电机组的工作原理是，通过涡轮叶片转动来带动齿轮进行机械性转动，从而产生电力。但是齿轮在彼此咬合的过程中，会产生巨大的震动，从而产生的巨大噪音，简直是不可避免的。谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
产生次声波危害大
17年前，ShinjuroKondo先生搬到现在的居住地——日本富士山的故乡静冈县，但今年76岁高龄的他却抱怨说“肩膀僵硬、头痛、失眠、手抖……自去年2月份以来，就在风力涡轮机试运行开始后不久，我就出现了各种症状。”而老人的住所距离一组风力涡轮机大概只有350米远。
据PhysOrg网站报道，在老人的大约100名邻居中，超过20%的人也抱怨类似的身体不适。邻居们说，当风力涡轮机由于机械故障或其他原因停转的时候，他们的症状会有所减轻。
此类身体不适和风力涡轮机之间的关系尚不清楚，但风力涡轮机产生的次声波可能是罪魁祸首。这种次声波每秒振动1到20次，由于频率太低，人耳无法听到。目前，类似的投诉在日本其他地区也有报道，但不知是否与风力涡轮机产生的噪音有关。谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
风力涡轮机运营商对此非常关注，想了解应该采取哪些措施。据PhysOrg.com网站分析原因有以下几点第一，对次声波噪音的敏感度存在个体差异;第二，次声波对人的影响随着心理因素而改变，例如，即便是同样的音量，不愉快的声音比愉快的声音更能让人不舒服;第三，身体不适与次声波之间的因果关系尚未得到清晰。
2004年，日本环境省为当地政府制定了指导准则，用于处理由次声波噪音引起的问题。该准则的发布主要针对由工厂或建筑工地频率在20到200赫兹的次声波造成损害。然而，风力涡轮机产生的次声波频率太低，不受该准则的约束。
日本《噪音管制法》(NoiseRegulationLaw)规定了工厂和建筑工地的噪音水平，同时，《环境影响评价法》(LawforAssessmentofEnvironmentalImpacts)也规定大型发展项目启动之前，应该评估其对周围地区的影响。但是风力涡轮机不在两法的管辖范围之内。
无论是在日本国内还是在国外，目前还没有任何分析次声波和人类健康之间关系的。和歌山市(Wakayama)医生FumitakaShiomi研究次声波噪音问题长达30年，他表示“次声波噪音会损害人类健康。除非立即采取措施，否则将会出现严重问题。”
不同声音
加拿大卫生和统计机构，对风力涡轮机的噪声影响开展研究，以确认噪声是否会对人体的健康产生危害。
加拿大卫生部，从外部聘请了专门从事噪音、健康评估、临床医学和流行病学研究的专家，为此次研究进行设计。该研究最初在风电场附近的社区中，选取2000户居民作为研究对象，分别对这些居民住宅的内外进行噪声测量，样本住宅与风力涡轮机的距离在500米至5公里之间。
根据研究成果和现有的综合科学证据，加拿大风能协会表示，风力涡轮机不会对人们的健康产生影响。
对野生动物的影响不容小觑
对于海上风电而言，根据研究表明，仅仅是在一个海域的风电场降低噪音，海豚每年减少1%的风险就会降低66%。由此可见，只有噪音度降低级别，风电场对海洋生物的影响才会得到有效地缓解。
风力发电对鸟类也构成了威胁，鸟类常常撞死在涡轮机旋转的叶片上。日本环境省证实，从2003年开始，13只罕见物种白尾雕就这样被夺去生命。日本野鸟协会(WildBirdSocietyofJapan)自然保护办公室副主任YukihiroKominami认为，这些例子仅是冰山一角。他说“我们必须尽快找出各个地区存在的类似问题，否则我们将看到鸟类继续受到伤害。”谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
而现在，科学家们利用一个失败的太空项目——欧洲航天局达尔文项目的行星发现技术，来帮助消除风电机组在工作中发出的巨大噪音。
欧洲航天局开设了达尔文项目，该项目是利用望远镜去观测新的行星。为了减少微小的振动对望远镜精确度的定位，硬工程师Nicolas Loix，专门研制出了望远镜制动器，可以抵抗达尔文望眼镜的震动，从而使望远镜来保持稳定。
这个技术确实起到了作用，但是欧洲航天局认为耗费太大，搁置了达尔文项目……
而一个德国风电涡轮机生产公司找到了Loxi，表示自己极度需要减少风机涡轮运作时产生的大量噪音。
由于在达尔文项目上的经验，Loix的公司已经有了基础的技术框架，来抵消风机涡轮产生的震动，包括仿真工具，工程工具和电子产品。“我们只需要几周，就可以实现多兆瓦风力发电系统无噪音的构想，如果没有先前达尔文项目的经验，可能还需要两年。”Loix说。
此次技术上的改革，对改良风机噪音有着较好的推动作用，从而还海洋生物一个更好的家园，也给人类一个更温馨的环境。
风能(wind energy):地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。
世界风能资源总量排名
欧洲西部风能资源丰富的原因
①温带海洋气候 西风带，常年盛行西风，风力强劲；
②周围海洋空气阻力小，沿海风力大；
③西侧位于盛行西风的迎风侧，风力资源丰富；
④欧洲西部总体地势较低缓，对西风的阻挡有限，所以东侧海域风能也丰富。
我国风能资源分布
我国地域辽阔，风能资源丰富。根据年有效风能密度大小和风速≥3m/s的年累计小时数两个指标，我国风能资源分为丰富区、较丰富区、可利用区和贫乏区。表1为我国风能资源分布情况。
表1 风能资源比较丰富的省区
省区 风能资源（10,000KW） 省区 风能资源（10,000KW）
内蒙古 6178 山东 394
新疆 3433 江西 293
黑龙江 1723 江苏 238
甘肃 1143 广东 195
吉林 638 浙江 164
河北 612 福建 137
辽宁 606 海南 64
风力发电的其他弊端
1、风力发电场道路设计问题
滩涂风电场濒临大海，缺乏建筑材料，受海洋水文气象因素影响较大，因此，滩涂风电场建设中，道路的投资占的比重偏大。作为风电场施工道路，为了保证施工的连续性，道路应具有一定的高程，防止潮水侵袭；作为风电场检修道路，道路应具有一定年限的寿命。在缺乏建筑材料的滩涂区域，修建能满足上述要求的道路应该以怎样的潮水位标准来设计，才能保证其安全性、经济性呢？2009年11月，水电水利规划设计总院出台了《关于印发<海上风电场工程施工组织设计技术规定（试行）>的通知》明确了施工围堰的标准及型式，但是道路标准却仍然空白。 谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
2、风电设备运输不便
风力发电设备大型化给客户造成的主要不便之一是运输和安装。发电机增大，塔体就要相应增大，这些都受到运输的要求限制。大型风力发电塔，一般以圆锥型管状结构为主，受到运输的限制，因为底节直径超过4 米、重量超过40,000kg、长度超过20 米，这样的尺寸在运输中已经属于超长、超高、超宽和超重。同时，现代风力发电机主要零部件也受到了限制，风力发电机舱超重，宽度也属于特殊规格，需要重型拖车和特别安全驾驶。相比较而言，叶片仍以轻取胜，但由于叶片长度的增加，仍需要超常运输。
3、风电设备和制造技术落后
风电机组制造技术，这是风电发展的核心。目前我国风电建设远远落后于世界发展，其主要原因是，没有加大力度依靠国内雄厚的机电制造业基础，吸收引进国外先进技术对风电成套设备进行自主开发。随着世界风力发电设备制造水平提高，更大的单机容量已经是全球风能技术发展的趋势。据了解，国外风电机组目前已达到兆瓦级，如美国主流1.5兆瓦，丹麦主流2.0～3.0兆瓦，在2004年的汉诺威工业博会上4.5兆瓦的风电机组也已面世。而迄今为止，我国在这一技术上处于落后位臵，尚不具备自行开发制造大型风电机组的能力，且在机组总体设计技术，特别是桨叶和控制系统及总装等关键性技术上落后于欧美发达国家，且机组质量普遍不高，易出现故障。国内整体的风电制造水平比国外发达国家至少晚10年，而且技术差距还在拉大。
4、风力发电设备的寿命短 风力发电机是整个风力发电行业的最核心装备，而滩涂的空气含盐量和湿度都相对较高，加上国内风电设备和技术的落后，使得风力发电机的使用寿命普遍达不到设计值，目前全国最高使用寿命的新疆达坂城风电场也只有20年。寿命短，导致成本投入大于风电收益。 谭老师地理工作室综合整理
5、风力发电成本高 风力发电的成本主要是固定资产投资成本，约占总投资的85%以上。按照我国增值税抵扣政策，固定资产投资的增值税不能抵扣。风力发电执行17%的增值税税率，因为没有购买燃料等方面的抵扣，因此风力发电实际税负明显高于火力发电。另外，国内已经建成的微不足道的风电容量几乎全部为进口的成套设备，导致风电场投资高、电价高，与火电、水电比，缺乏市场竞争能力。国产的风电设备可以显著地降低风电成本，但由于现在国内设备制造水平较低，应用规模小，国产设备的价格并不低于进口设备。谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
6、风电设备不易维护 为使风电设备经得住时间和自然风蚀的考验，必须要进行表面处理。如今，表面处理技术以喷漆处理为主。尽管喷漆效果不错而且操作简单，但在安装时就会暴露很多问题。比如喷漆的表面容易被划伤，导致生锈，而且，风电设备一旦安装完成，修补划伤的表面会有很多困难。经过风蚀日晒后的喷漆易发生碎片脱层，不易于维护。
7、风电噪音污染大 叶片与风相切产生噪音、风电机组发出的噪音都无法去除。风力发电机一般高度在20米左右，加上风机“嗡嗡”作响的巨大声音，迁徙的候鸟不敢降落觅食休息，生活在当地和附近的海鸟纷纷“搬家”。噪音不仅影响动植物的正常生长，还影响渔民的鱼类作物，使生态环境不可避免地受到影响。
8、风电电磁干扰 风力发电机风轮机叶的接收装臵既可以接受信号，也可以发射信号。对调幅无线电系统影响很大，具有强发射能力的金属材料所造成的电磁干扰问题突出。 许多通信频率都会受到风轮机潜在的影响。在低频段，波长远大于风轮机的特征尺寸时，风轮机的几何总参数才具有重要影响；在高频段，波长小于或与风轮机部件具有相同的数量级时，叶片的详细几何形状也有相当重要的影响；当波长大于风轮机总高度的4倍以上时，通信系统就基本上不受影响了。 可能受到风轮机干扰的通信类型有：电视广播、微波通信、高频全向无线电信标VOR（用于飞机导航）及仪表引导着陆系统。
风力发电电场选址的一般要求和考虑
1：一般要求年平均风速在6米/秒以上（60-70米高度），山区在5.8米/秒以上。
2： 年3-25米/秒的风速累计小时数在2000小时以上（3000-5000）。
3：年平均有效风能功率密度在150瓦/平方米以上。
4：每台机的平均间距为叶片直径的4-6倍。
5：并网条件好，要求风电场离接入的电网不超过20公里。
6：离居民区300米以上的距离。
7：目前，风力发电项目的单位投资为7000-10000元/千瓦，一座5万千瓦的风力发电厂的投资约为4-5亿元。
8：风电厂的开发首先由当地市级政府与拟投资开发的企业签订合作协议，企业根据协议明确的范围开展前期的测风工作。在取得测风资料后，开展项目的论证工作，论证能满足开发的要求，便可启动相应的报批程序，开展预可研的编制工作，及相关的前期工作。预可研审查通过后，就可以开展可研报告的编制及其它专题报告的编制工作，完成后向省或自治区发改委申报项目，由省统一向国家能源局申请核准。在得到核准后，便可以开展项目的建设。整个项目从开始到投产周期约为四年左右。
9：另外，还需要考虑电价、风向、地形、地质、气候、环境以及道路交通等一系列因素。谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
需要收集的资料：收集风电场附近气象台海洋站等长期测站的测风数据，如风速、风向、温度、气压及湿度等，具体有：
a）30年的逐年逐月平均风速；
b）代表年的逐小时风速风向数据；
c）与风电场测站同期的逐小时风速风向数据；
d）累年平均气温气压数据；
e）最大风速、极端风速、极端气温及雷电等数据。
f）整理风速频率曲线、风向玫瑰图、风能玫瑰图、年日风速变化曲线、风能密度和有效风速小时等主要参数。
另外，还需要明确电价、电网接入的可能性、电网接入的变电站离可能选择的风场的距离、当地对生态的保护和环境保护的要求、土地政策以及林地保护问题、道路交通等。
广东省沿海及岛屿风速大，面积广，风能蕴藏量大，风力资源潜力巨大，3300多公里的海岸线是风能资源最丰富的地区。估计全省风能贮量约9700万千瓦，潜在发电装机容量可达约3000万千瓦以上，大于2000年全省现有有效发电装机容量总量。
广东沿海属风能资源属丰富区，年平均风速6-7米/秒或以上，有效风能密度普遍在200-300瓦/米2以上，有的地区达400-500瓦/米2，有效发电时间约7500小时，约占全年时间的85%，可装风机面积达539平方公里，近期可装机容量达550-600万千瓦，相当于全省水力发电的装机容量（660万千瓦），每年可发电100-120亿千瓦时，开发潜力相当大。谭老师地理工作室综合整理，转载请注明
广东省风能资源丰富，一个风电场一般建成后5-7年便可还本付息，有13-15年的净收期，每台600千瓦风机净收入约0.2-0.3亿元左右，经济效益显著。
风电是可再生、不需要运输、取之不尽、用之不竭的优质能源。广东沿海风电可开发量年折合标准煤6.08亿吨，占全省一次能源的20.6%.风电开发不但节省了大量能源，而且大大减轻了煤炭的不可再生能源开采、运输、使用等环节的污染，具有巨大的社会、经济和环保效益。风电还有用地少，土地综合利用率高、建设周期短、工作人员少和便于管理等优点。风电与水电可以互补；我省为季风气候，4-9月为雨季，水量足，发电量大，但相对风力小；而旱季10-3月的雨量少，水电不足，但风力大，风电量大；两者可以互补，调节全省电力供应，对经济建设也有积极意义。
目前广东省已发展有南澳、惠来两个大型风电场，总装机容量6.69万千瓦，居全国第二位，占全国总装机容量的近20%，其中南澳风电装机达5.4万千瓦，已成为全国第二大风电场。