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风能
一般对风能是这样定义的
风能是空气流动所产生的动能
是太阳能的一种转化形式
属于可再生能源(包括水能,部分生物能等)
也是一种清洁能源
空气流速越高
动能越大
2
风能使用史
人类利用风能的历史可以追溯到公元前
数千年来风能技术发展缓慢
没有引起人们足够的重视
所以风能也被人们划分到新能源中
古埃及、中国、古巴比伦是世界上
最早利用风能的国家之一
最早仅用风力提水、灌溉、磨面、舂米
用风帆推动船舶前进等
自年世界石油危机以来
在常规能源告急和全球生态环境恶化
的双重压力下
风能作为新能源的一部分
才重新有了长足的发展
通过风力机
将风的动能转化成机械能、电能和热能等
风能作为一种无污染和可再生的新能源
有着巨大的发展潜力
特别是对沿海岛屿
交通不便且风大的边远山区
地广人稀的草原牧场
以及远离电网和近期内电网
还难以达到的农村、边疆
作为解决生产和生活能源的一种可靠途径
有着十分重要的意义
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风能的发展现状
△美国风能产业最繁盛的德克萨斯州
目前美国已成为世界上
风力机装机容量最多的国家
现在世界上最大的新型风力发电机组
已在夏威夷岛建成运行
丹麦在年即建成了日德兰风力发电站
德国年就在易北河口建成了一座风力电站
英国英伦三岛濒临海洋
风能十分丰富
日本年10月轻津海峡青森县的
日本最大的风力发电站投入运行
5台风力发电机可为户家庭提供电力
新疆达坂城的风力发电场
装机容量已达kw
是全国目前最大的风力发电场
中国目前则成为
世界规模最大的风能生产国
德国是全球风电技术
最为先进的国家
美国德克萨斯州风能产业旺盛
主要因为
德克萨斯州地势平坦开阔
德州地理位置优越
临墨西哥湾
海陆风作用明显
海面摩擦力小
飓风活动频繁等
造成该地风速大、风力资源丰富
再加上风能为清洁能源污染小
政策支持
风能产业成本小
能源需求量大
等原因综合影响而致
4
风能资源优缺点
优点主要包括以下几点:
风能是可再生的清洁能源
随着科技发展
风能生产成本逐步降低
风能设施对生态环境的破坏较小
缺点主要体现在以下几点
风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类
风力有间歇性、风速不稳定
兴建风力发电场会占用大量土地
会产生噪音
风力发电区远离市场
地势开阔、障碍物少的地方
一般距市场较远
国外的研究称
大型的风力发电场能在很大程度上
通过增加夜间的温度
来影响当地的气候
在夜间
当地面的空气要比几十米高处的空气凉爽时
由风力涡轮机产生的大气湍流
会搅动温暖的空气向下流动
从而将地面加热
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哪些情况风力资源丰富
如果从风本身来看
距风的源头近
风的叠加或受其它风的影响
海陆风、季风、台风(飓)风、山谷风等
受地形影响比如
地形的“狭管效应”可以加大风力
两地气压差大
以上各种原因可能导致风大
从摩擦力的角度去考虑
地形平坦,植被稀疏
摩擦力小,风大
地形崎岖,地表物体多
摩擦力大
海面上摩擦力小风大
城市建筑物密集风较小
乡村的风较大
但城市街道风较大
我国西北地区
特别是内蒙古高原地区
和东南沿海地区风能资源丰富
原因是:
西北地区接近冬季风源头地
植被稀疏
地势多平坦开阔
地表摩擦力小
东南沿海地区
距夏季风源头地近
临海,海陆风影响明显
海面摩擦力小
多台风等
如果遇到分析风电站建设的区位因素
一般要考虑
所在地风力资源丰富
所在地应有大片开阔的空旷土地或闲置土地
尽可能的离市场消费地近一些
有足够的资金和技术等
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地理题中的风能
(全国丙卷)阅读图文材料,完成下列要求。
为建设生态文明,我国大力开发风能等清洁能源。风电建设成本高于煤电、水电。年5月,甘肃酒泉有“陆上三峡”之称的万千瓦级风电基地建设项目获国家批准,其中的80%集中在被称为“世界风库”的瓜州县。下图示意瓜州等地年大风(≥8级)日数。
(1)分别与煤炭、水能相比,指出开发风能的优势。
(2)说明瓜州建设大型风电场有利的自然条件。
(3)分析瓜州建设大型风电场的不利区位条件。
(4)为保障电网的稳定性,还规划在瓜州建设规模较大的热电站作为调节电站。试解释为大型风电场配建调节电站的原因。
第(1)问,考查常见能源的特征,需要注意题目中的“分别”二字,即风能要分别与煤炭和水能进行比较,得出其优势。
第(2)问,注意题目中的限定词“自然条件”,即只能从自然因素入手分析。风力发电对风电场面积、风能密度等要求较高。分析时应结合瓜州的地形、气候及可利用土地等进行考虑。
第(3)问,可从需求、交通、市场及距离、资金和技术等角度考虑。第(4)问,注意题目中的关键词“保障电网的稳定性”,由此可以看出为大型风电场配建调节电站主要是为了避免风电不稳定而导致的电力不稳的情况。
(1)与煤炭相比,风能为清洁能源、可再生能源;与水能相比,开发风能不产生库区淹没等问题。
(2)有风:风能资源丰富(有“世界风库”之称),年大风日数多(近70天)。
有地:可供建设风电场的土地广阔(充足)或戈壁(难利用土地)广布,地形平坦。
(3)当地(经济落后,人口稀少)电能需求少;离东部(用户)较远(需长距离输电);当地基础设施(如电网等)不足;建设成本高(投资大),当地资金不足。
(4)风电极不稳定,配建热电站等可以调节、控制,以使电网输电平稳(当风力减弱时以热电站补充电量,当风力强劲时减少热电站发电量)。
(福州市质检37分)读下列图文资料,回答问题。
图11示意我国新疆某地区地形状况及风向频率,甲地有大片的绿洲,每年大风日数约天左右,年平均风速达到6.2米/秒,是我国最早进行风能开发的区域。
(1)结合热力环流的原理,分析甲乙之间夏季盛行西北风的原因。(8分)
(2)从地形特征的角度,分析甲地多大风的主要原因。(8分)
(3)评价甲地发展风力发电的条件。(12分)
答案:(1)甲地以绿洲分布为主(1分),乙地以沙漠分布为主(1分),由于沙漠的热容量较绿洲小(2分),夏季增温较绿洲快(2分),在乙地附近形成热低压,即甲地(海平面)气压高于乙地,风从甲地吹向乙地(2分)。
(2)甲地位于两山之间的谷地(2分),且谷地为西北—东南走向(2分)。盛行的西(北)风(或答“与谷地走向一致的气流”,2分)受狭管效应的影响,速度在谷地加快,导致风大(2分)。
(3)有利:风能资源丰富;地价低;人口稀少,移民费用低;风电开发历史悠久;离北部电力需求地(市场)较近。(每点3分,任答3点即可,共9分。)不利:资金缺乏:技术落后;生态环境较脆弱。(任答1点即可,3分。)
(上海卷)新西兰是大洋洲最美丽的国家之一,被誉为“绿色之国”。读图文资料,回答问题。
新西兰地理简图
材料一 对外贸易在新西兰经济中占有重要地位。中国已是新西兰最大的贸易伙伴,新西兰从中国进口的产品以服装、电信设备、电子数据处理与办公设备、金属制品、化学成品等为主;新西兰出口到中国的产品主要有肉类、鱼类、水果、乳制品、林产品、毛毯、食品、造纸、木材等。
材料二 畜牧业是新西兰农业的主要部门。第三产业以金融业、进出口贸易、通信邮电、旅游业为主。
(1)新西兰享有“绿色生态”,植被覆盖率约80%。万公顷森林中,原始森林约占78%,拥有丰富的珍稀动植物资源。从自然地理角度分析其原因。
(2)新西兰拥有“绿色能源”,生产生活用电多来自清洁能源。推测其主要能源,并说明理由。
本题主要考查区域环境特征的成因、区域产业活动特征等,意在考查考生获取和解读信息、调动和运用知识、描述和阐释事物的能力。
(1)新西兰的自然地理环境特征如湿润的气候、多山地丘陵的地形,非常有利于森林植被的发育;同时,新西兰与大陆距离较远,受外界影响小,有利于植被保护和生长。
(2)从新西兰的自然地理特征来看,其地处板块边界,岩浆活动频繁,故地热资源丰富;同时多数国土位于南半球西风带,风力强劲,可开发风能资源;其中部为多山地丘陵的地形,加上湿润的气候,使新西兰境内的河流水量大、流程短、落差大,水流湍急,水能资源丰富。
(1)新西兰气候终年温和多雨;地形以山地丘陵为主;新西兰为南太平洋岛国,远离大陆,受外界的影响小,有利于植被保护和生长。
(2)能源:地热能、水能、风能。
理由:新西兰位于太平洋板块与印度洋板块的碰撞地带,断裂多,岩浆活动频繁,因此地热能丰富;新西兰全年降水丰富且均匀,国土狭长,中部为山脉,河流多向东西两侧流入海洋,河流短,落差大,水流湍急,因此水能资源丰富;多数国土位于西风带,风力较大,因此风能资源丰富。
[·四川卷]风功率密度等级可以反映风能资源丰富程度,等级数越大风能资源越丰富。图2为南海全年风功率密度等级图。读图回答1~2题。
1.结合南海风功率密度等级冬季高于夏季判断,对该海域风能资源总量形成作用最大的风是()
A.东北风B.东南风
C.西南风D.西北风
答案:A[解析]主要考查读图分析能力。风功率密度等级数越大,风能资源越丰富。读图,结合图例可知,南海东北部等级最高,为Ⅴ级,向南逐渐降低,西南部等级最低,所以对该海域风能资源总量形成作用最大的风是东北风。
2.从资源利用角度考虑,目前在下列四地建大型风力发电站最合理的是()
A.①地B.②地
C.③地D.④地
答案:B[解析]主要考查风力发电站的选址。①②③④四地中,②④两地风功率密度等级高,说明风能资源丰富;与④地相比,②地距陆地较近,易于开发,且陆地地区经济发达,能源市场需求量大。所以,从资源利用角度考虑,建大型风力发电站最合理的是②地。
(年普通高等学校招生全国统一考试四川卷,39)读下列材料和图表,回答问题:
材料三:
燃烧煤、石油、天然气等化石能源产生的废气,影响气候、危及人体健康的问题日益严峻。因而,太阳能、核能、风能、潮汐能等新能源的开发利用受到广泛重视。据测算,全球可开发风能总量比水能总量大十倍。我国沿海地区也蕴藏着丰富的风能资源。
(4)许多大河河口地区有丰富的潮汐能资源。分析亚马逊河河口潮汐潮位高的原因。(6分)
(5)简述我国东南沿海地区风能资源丰富的自然条件。(8分)
答案:(4)河口为三角洲或喇叭形潮水涌入由宽变窄,潮位被推高(2分)。河口东北信风的影响,信风顺潮流方推高潮位(或风助潮势)(2分)。该河流年径流量大,入海口河水逆潮流顶托抬高潮位(2分)。
(5)亚欧大陆与太平洋之间的热力差异显著,冬夏季风交替影响(2分)。纬度低,热带气旋频繁(2分)。滨海地区昼夜海陆热力差异形成海陆风(2分)。下垫面平坦,阻力(摩擦力)小(2分),对风力削弱作用小因此风能资源丰富。
(年高考上海地理单科卷,49-51)积极开发新能源已经成为世界各国的共识。读有关图文资料,回答问题。(10分)
东海大桥风电场位于东海大桥以东,将由34台巨大的白色大风车组成,形成一片14平方公里的海上风电示范区,装机容量达兆瓦,通过海底电缆传回电力,可为10万户家庭提供全部用电,年减排二氧化碳效应相当于5万辆汽车停驶。
⑴按照可再生能源分类,太阳能、风能、水能属于能源,其中属于新能源的是。从协调人地关系角度看,人类积极开发新能源的意义是 。(至少答出两点)
⑶分析上海建设东海大桥风电场的有利因素和不利因素。
有利因素:(至少答出两点)
不利因素:
第⑴题,太阳能、风能、水能均属于可再生能源,水能属常规能源,太阳能、风能属新能源。常规能源主要是指煤炭、油气等矿物能源,而矿物能源属非可再生能源,储量有限;且CO2排放量大,对环境污染严重。
第(2)题,有利因素可结合材料从风力、技术、空间等方面分析。不利因素主要是成本高、施工难、空间大、有噪音等。
⑴可再生;太阳能与风能
新能源多属可再生能源,减少人类对矿物能源的依赖,缓解能源危机;减少温室气体排放量,应对全球气候变暖;有利于改善能源结构,促进人类可持续发展。
(2)地处沿海地带,受冬夏季风影响,经济基础好,科技研发力量强;可以利用海洋空间,节省土地资源。
(年高考重庆卷)图1是全球风电装机容量和发电成本变化图,图2是某区域风能资源分布图。
图1
图2
(1)进入21世纪,世界各国更加重视新能源的开发和利用。结合图10说明全球风电装机容量的变化特点,并从矿物能源供需状况、技术和环境因素分析其主要原因。(8分)
(2)从自然和市场条件分析甲地建设风力发电基地的不利因素。(6分)
(3)分析乙地风能资源贫乏的原因。该地正在开发的可再生常规能源是什么?(6分)
该题以新能源开发利用为背景,主要考查风能开发利用和我国风能的开发利用。首先要认真审题。认真读图:图1虽然没有图例,但可知风电装机容量应该是增加,发电成本不断下降;图2要对甲乙两区域定位。然后调用该区域相关知识回答相关问题。
答案及解析:
(1)审题时注意,先要回答全球装机容量变化的特点,然后回答原因;回答主要原因时一定要从矿物能源供需状况、技术和环境因素三个方面回答。
新能源开发利用;读图能力
变化特点:快速增长。
主要原因:①矿物能源逐渐枯竭,能源需求增大,供需矛盾加剧;
②技术进步使发电成本下降;
③开发风能资源,减轻环境污染和破坏。
(2)这里要求回答不利条件而且是从自然和市场条件分析。甲地位于内蒙古高原,夏季受夏季风影响较小风力较小,冬、春季节易受冰冻、雪灾、沙尘暴等气象灾害影响。从市场条件看不利条件是远离消费市场,输电距离远
自然环境与新能源开发利用
①夏季风力相对较小;
②易受冰冻、雪灾、沙尘暴等气象灾害影响;
③远离消费市场,输电距离远。
(3)利用经纬网判断乙地位于四川盆地附近,由于地形原因和距离冬季风源地较远风力较弱,其常规能源为水能。
区域定位
原因:①离冬季风源地远;
②受盆周山地及高原影响,风力减弱。
可再生常规能源:水能。
(年普通高等学校招生全国统一考试上海卷)能源是现代人类生存发展的重要资源。作为清洁能源的风能具有重要的利用价值。
32.下列与风能有关的叙述,正确的是:
A.风能属于来自太阳辐射的能源
B.风能是一种非可再生资源
C.撒哈拉沙漠是风能开发最好的地区
D.风能发电投入少,效益好
A按照能量的来源分类,风能属于来自太阳辐射的能源,是可再生能源,但风能受季节变化的影响,发电量不稳定;撒哈拉沙漠自然条件恶劣,人口稀少,风能开发的条件差。故选A。
33.我国内蒙古高原和东部沿海都是风能资源丰富的地区,两地利用风能最佳季节分别是
A.秋季、春季B.冬季、夏季
C.冬季、春季D.夏季、秋季
内蒙古高原距冬季风源地近,冬季风强劲,所以冬季利用风能最佳;东部沿海夏季来自海洋的东南季风强劲,风能丰富,所以选B。
34.塔里木盆地内部是我国风能资源相对贫乏的地区,其主要原因是:
A.距海遥远,深居大陆的腹地
B.岩石裸露,下垫面摩擦力大
C.盆地地形,周围有高山阻挡
D.海拔较高,气温日较差较小
塔里木盆地虽然离冬季风的源地近,但由于是盆地地形,北有天山的阻挡,风能资源贫乏,所以C正确。
(合肥一模)读以下图像材料,回答有关问题。
材料一我国风能分布图(图15)
材料二我国风能发展状况图(图16)
(1)根据材料一,试分析甲、乙两地风能资源丰富的原因。
(2)根据材料二,分析我国风能利用的现状,简述我国大力发展风力发电的意义。
答案:(1)原因:甲地濒临太平洋且地形屏障作用小,受夏季风影响大(3分);乙地地形平坦,植被稀疏,地形阻挡作用小,靠近冬季风源地,冬季风势力强(3分)。
(2)现状:风能装机量上升,风能利用增多;与发达国家相比,风能利用比重较低,(2分)意义:①改变我国能源消费结构②减轻环境污染③节约非可再生能源④带动相关产业发展。(2分,答出1-2点赋1分,3-4点赋2分)
读我国甲、乙两省(区)全年风速大于3米/秒小时数等值线图,完成1、2题。
1.随着温室效应和能源紧缺的状况越来越突出,风力发电作为一种清洁能源越来越受到人们的推崇。图中①②③④地最适宜兴建风力发电站的是()
A.①B.②C.③D.④
2.下列有关甲、乙两省(区)叙述正确的是()
A.影响两省(区)环境承载力差异的主要因素是土地资源数量的多少
B.两省(区)风能资源都很丰富,但风力较大的季节不同
C.N河流量的季节变化大于M河,年际变化小于M河
D.甲、乙两省(区)均有丰富的太阳能和天然气资源
1B2.B 第1题,②地经济发达,能源需求量大,能源紧缺状况突出,同时②地地处沿海,风速大,最适宜兴建风力发电站。第2题,两省(区)风能资源都很丰富,新疆冬季风力较大,江苏夏季风力较大。
我国近期风能资源大规模开发的地区及原因
(1)开发的地区:华东及华南沿海地区、华北地区、东北老工业地区等。
(2)原因:风能是一种可再生的清洁能源,华东及华南沿海地区、华北地区、东北老工业地区人口稠密,工农业发达,能源需求量大,但是能源供应紧张。开发风能既能缓解能源供应紧张的局面,又有利于改善环境质量;这些地区风能资源丰富,且具备风能发电的资金和技术条件。
图片均来自网络
资料参考自百度百科、中国风能网等
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