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風力發電,就地取、無汙染、可再生,作為全球清潔能源之一,對綠色環境有著重要的意義。隨著風電的快速發展,風電噪音這一大弊端也浮出水面,引起人們的關注。
風電機組的工作原理是,通過渦輪葉片轉動來帶動齒輪進行機械性轉動,從而產生電力。但是齒輪在彼此咬合的過程中,會產生巨大的震動,從而產生的巨大噪音,簡直是不可避免的。譚老師地理工作室綜合整理,轉載請註明
產生次聲波危害大
17年前,ShinjuroKondo先生搬到現在的居住地——日本富士山的故鄉靜岡縣,但今年76歲高齡的他卻抱怨說「肩膀僵硬、頭痛、失眠、手抖……自去年2月份以來,就在風力渦輪機試運行開始後不久,我就出現了各種症狀。」而老人的住所距離一組風力渦輪機大概只有350米遠。
據PhysOrg網站報導,在老人的大約100名鄰居中,超過20%的人也抱怨類似的身體不適。鄰居們說,當風力渦輪機由於機械故障或其他原因停轉的時候,他們的症狀會有所減輕。
此類身體不適和風力渦輪機之間的關係尚不清楚,但風力渦輪機產生的次聲波可能是罪魁禍首。這種次聲波每秒振動1到20次,由於頻率太低,人耳無法聽到。目前,類似的投訴在日本其他地區也有報導,但不知是否與風力渦輪機產生的噪音有關。譚老師地理工作室綜合整理,轉載請註明
風力渦輪機運營商對此非常關注,想了解應該採取哪些措施。據PhysOrg.com網站分析原因有以下幾點第一,對次聲波噪音的敏感度存在個體差異;第二,次聲波對人的影響隨著心理因素而改變,例如,即便是同樣的音量,不愉快的聲音比愉快的聲音更能讓人不舒服;第三,身體不適與次聲波之間的因果關係尚未得到清晰。
2004年,日本環境省為當地政府制定了指導準則,用於處理由次聲波噪音引起的問題。該準則的發布主要針對由工廠或建築工地頻率在20到200赫茲的次聲波造成損害。然而,風力渦輪機產生的次聲波頻率太低,不受該準則的約束。
日本《噪音管制法》(NoiseRegulationLaw)規定了工廠和建築工地的噪音水平,同時,《環境影響評價法》(LawforAssessmentofEnvironmentalImpacts)也規定大型發展項目啟動之前,應該評估其對周圍地區的影響。但是風力渦輪機不在兩法的管轄範圍之內。
無論是在日本國內還是在國外,目前還沒有任何分析次聲波和人類健康之間關係的。和歌山市(Wakayama)醫生FumitakaShiomi研究次聲波噪音問題長達30年,他表示「次聲波噪音會損害人類健康。除非立即採取措施,否則將會出現嚴重問題。」
不同聲音
加拿大衛生和統計機構,對風力渦輪機的噪聲影響開展研究,以確認噪聲是否會對人體的健康產生危害。
加拿大衛生部,從外部聘請了專門從事噪音、健康評估、臨床醫學和流行病學研究的專家,為此次研究進行設計。該研究最初在風電場附近的社區中,選取2000戶居民作為研究對象,分別對這些居民住宅的內外進行噪聲測量,樣本住宅與風力渦輪機的距離在500米至5公裡之間。
根據研究成果和現有的綜合科學證據,加拿大風能協會表示,風力渦輪機不會對人們的健康產生影響。
對野生動物的影響不容小覷
對於海上風電而言,根據研究表明,僅僅是在一個海域的風電場降低噪音,海豚每年減少1%的風險就會降低66%。由此可見,只有噪音度降低級別,風電場對海洋生物的影響才會得到有效地緩解。
風力發電對鳥類也構成了威脅,鳥類常常撞死在渦輪機旋轉的葉片上。日本環境省證實,從2003年開始,13隻罕見物種白尾雕就這樣被奪去生命。日本野鳥協會(WildBirdSocietyofJapan)自然保護辦公室副主任YukihiroKominami認為,這些例子僅是冰山一角。他說「我們必須儘快找出各個地區存在的類似問題,否則我們將看到鳥類繼續受到傷害。」譚老師地理工作室綜合整理,轉載請註明
而現在,科學家們利用一個失敗的太空項目——歐洲航天局達爾文項目的行星發現技術,來幫助消除風電機組在工作中發出的巨大噪音。
歐洲航天局開設了達爾文項目,該項目是利用望遠鏡去觀測新的行星。為了減少微小的振動對望遠鏡精確度的定位,硬工程師Nicolas Loix,專門研製出瞭望遠鏡制動器,可以抵抗達爾文望眼鏡的震動,從而使望遠鏡來保持穩定。
這個技術確實起到了作用,但是歐洲航天局認為耗費太大,擱置了達爾文項目……
而一個德國風電渦輪機生產公司找到了Loxi,表示自己極度需要減少風機渦輪運作時產生的大量噪音。
由於在達爾文項目上的經驗,Loix的公司已經有了基礎的技術框架,來抵消風機渦輪產生的震動,包括仿真工具,工程工具和電子產品。「我們只需要幾周,就可以實現多兆瓦風力發電系統無噪音的構想,如果沒有先前達爾文項目的經驗,可能還需要兩年。」Loix說。
此次技術上的改革,對改良風機噪音有著較好的推動作用,從而還海洋生物一個更好的家園,也給人類一個更溫馨的環境。
風力發電的其他弊端
1、風力發電場道路設計問題
灘涂風電場瀕臨大海,缺乏建築材料,受海洋水文氣象因素影響較大,因此,灘涂風電場建設中,道路的投資佔的比重偏大。作為風電場施工道路,為了保證施工的連續性,道路應具有一定的高程,防止潮水侵襲;作為風電場檢修道路,道路應具有一定年限的壽命。在缺乏建築材料的灘涂區域,修建能滿足上述要求的道路應該以怎樣的潮水位標準來設計,才能保證其安全性、經濟性呢?2009年11月,水電水利規劃設計總院出臺了《關於印發的通知》明確了施工圍堰的標準及型式,但是道路標準卻仍然空白。 譚老師地理工作室綜合整理,轉載請註明
2、風電設備運輸不便
風力發電設備大型化給客戶造成的主要不便之一是運輸和安裝。發電機增大,塔體就要相應增大,這些都受到運輸的要求限制。大型風力發電塔,一般以圓錐型管狀結構為主,受到運輸的限制,因為底節直徑超過4 米、重量超過40,000kg、長度超過20 米,這樣的尺寸在運輸中已經屬於超長、超高、超寬和超重。同時,現代風力發電機主要零部件也受到了限制,風力發電機艙超重,寬度也屬於特殊規格,需要重型拖車和特別安全駕駛。相比較而言,葉片仍以輕取勝,但由於葉片長度的增加,仍需要超常運輸。
3、風電設備和製造技術落後
風電機組製造技術,這是風電發展的核心。目前我國風電建設遠遠落後於世界發展,其主要原因是,沒有加大力度依靠國內雄厚的機電製造業基礎,吸收引進國外先進技術對風電成套設備進行自主開發。隨著世界風力發電設備製造水平提高,更大的單機容量已經是全球風能技術發展的趨勢。據了解,國外風電機組目前已達到兆瓦級,如美國主流1.5兆瓦,丹麥主流2.0~3.0兆瓦,在2004年的漢諾瓦工業博會上4.5兆瓦的風電機組也已面世。而迄今為止,我國在這一技術上處於落後位臵,尚不具備自行開發製造大型風電機組的能力,且在機組總體設計技術,特別是槳葉和控制系統及總裝等關鍵性技術上落後於歐美發達國家,且機組質量普遍不高,易出現故障。國內整體的風電製造水平比國外發達國家至少晚10年,而且技術差距還在拉大。譚老師地理工作室綜合整理
4、風力發電設備的壽命短 風力發電機是整個風力發電行業的最核心裝備,而灘涂的空氣含鹽量和溼度都相對較高,加上國內風電設備和技術的落後,使得風力發電機的使用壽命普遍達不到設計值,目前全國最高使用壽命的新疆達坂城風電場也只有20年。壽命短,導致成本投入大於風電收益。
5、風力發電成本高 風力發電的成本主要是固定資產投資成本,約佔總投資的85%以上。按照我國增值稅抵扣政策,固定資產投資的增值稅不能抵扣。風力發電執行17%的增值稅稅率,因為沒有購買燃料等方面的抵扣,因此風力發電實際稅負明顯高於火力發電。另外,國內已經建成的微不足道的風電容量幾乎全部為進口的成套設備,導致風電場投資高、電價高,與火電、水電比,缺乏市場競爭能力。國產的風電設備可以顯著地降低風電成本,但由於現在國內設備製造水平較低,應用規模小,國產設備的價格並不低於進口設備。譚老師地理工作室綜合整理,轉載請註明
6、風電設備不易維護 為使風電設備經得住時間和自然風蝕的考驗,必須要進行表面處理。如今,表面處理技術以噴漆處理為主。儘管噴漆效果不錯而且操作簡單,但在安裝時就會暴露很多問題。比如噴漆的表面容易被劃傷,導致生鏽,而且,風電設備一旦安裝完成,修補劃傷的表面會有很多困難。經過風蝕日曬後的噴漆易發生碎片脫層,不易於維護。
7、風電噪音汙染大 葉片與風相切產生噪音、風電機組發出的噪音都無法去除。風力發電機一般高度在20米左右,加上風機「嗡嗡」作響的巨大聲音,遷徙的候鳥不敢降落覓食休息,生活在當地和附近的海鳥紛紛「搬家」。噪音不僅影響動植物的正常生長,還影響漁民的魚類作物,使生態環境不可避免地受到影響。
8、風電電磁幹擾 風力發電機風輪機葉的接收裝臵既可以接受信號,也可以發射信號。對調幅無線電系統影響很大,具有強發射能力的金屬材料所造成的電磁幹擾問題突出。 許多通信頻率都會受到風輪機潛在的影響。在低頻段,波長遠大於風輪機的特徵尺寸時,風輪機的幾何總參數才具有重要影響;在高頻段,波長小於或與風輪機部件具有相同的數量級時,葉片的詳細幾何形狀也有相當重要的影響;當波長大於風輪機總高度的4倍以上時,通信系統就基本上不受影響了。 可能受到風輪機幹擾的通信類型有:電視廣播、微波通信、高頻全向無線電信標VOR(用於飛機導航)及儀表引導著陸系統。
風力發電電場選址的一般要求和考慮
1:一般要求年平均風速在6米/秒以上(60-70米高度),山區在5.8米/秒以上。
2: 年3-25米/秒的風速累計小時數在2000小時以上(3000-5000)。
3:年平均有效風能功率密度在150瓦/平方米以上。
4:每臺機的平均間距為葉片直徑的4-6倍。
5:併網條件好,要求風電場離接入的電網不超過20公裡。
6:離居民區300米以上的距離。
7:目前,風力發電項目的單位投資為7000-10000元/千瓦,一座5萬千瓦的風力發電廠的投資約為4-5億元。
8:風電廠的開發首先由當地市級政府與擬投資開發的企業籤訂合作協議,企業根據協議明確的範圍開展前期的測風工作。在取得測風資料後,開展項目的論證工作,論證能滿足開發的要求,便可啟動相應的報批程序,開展預可研的編制工作,及相關的前期工作。預可研審查通過後,就可以開展可研報告的編制及其它專題報告的編制工作,完成後向省或自治區發改委申報項目,由省統一向國家能源局申請核准。在得到核准後,便可以開展項目的建設。整個項目從開始到投產周期約為四年左右。
9:另外,還需要考慮電價、風向、地形、地質、氣候、環境以及道路交通等一系列因素。譚老師地理工作室綜合整理,轉載請註明
需要收集的資料:收集風電場附近氣象臺海洋站等長期測站的測風數據,如風速、風向、溫度、氣壓及溼度等,具體有:
a)30年的逐年逐月平均風速;
b)代表年的逐小時風速風向數據;
c)與風電場測站同期的逐小時風速風向數據;
d)累年平均氣溫氣壓數據;
e)最大風速、極端風速、極端氣溫及雷電等數據。
f)整理風速頻率曲線、風向玫瑰圖、風能玫瑰圖、年日風速變化曲線、風能密度和有效風速小時等主要參數。
另外,還需要明確電價、電網接入的可能性、電網接入的變電站離可能選擇的風場的距離、當地對生態的保護和環境保護的要求、土地政策以及林地保護問題、道路交通等。
風電不算垃圾電,前提是必須有其他能源來輔助。在我國,是由火電完成的。
火電:出最大的力,幹最髒最累的活,還要給風電收拾爛攤子。最難的是受各種氣和誤解。
我為火電爭取名聲。
火電才是你們歲月靜好的強力保障。
為了讓大家能看的明白,我給大家舉個例子吧。
如果電力是一家子
那麼大致類似這樣:
火電:大哥
水電:大姐
核電:二哥
光電:小弟
風電:小妹
火電大哥衣著樸實,工作辛苦,扛起了家裡面6成的收入,常年穿著工作服,每天四班三倒,兢兢業業,恪盡職守。1995-2000年左右,電荒的時候,大哥一個人扛起了家,每天加班加點工作。電不慌了,大家忘記了,開始評論火電大哥。
說是火電大哥不好看,說大哥太老土,說大哥衣服髒,總是有一股味。
解析:大家覺得火電汙染重,落後。但是卻是我國發電的主力能源,(部分)火電員工遠離市區,四班三倒地過日子(就是周一早班0:00-08:00,周二白班08:00-16:00,周三夜班16:00-24:00,周四休息,周五循環)
(評論有業內人指出有的電廠偷關除塵系統的事情,我個人覺得這的確是很大問題。但是行業和監管問題,火力發電的技術還是好的)
水電大姐不一樣,大姐年輕的時候就才貌雙全,氣質出眾。更何況大姐還有一份事業單位的工作,吃穿不愁,大家說起來大姐,都讚不絕口。大姐在三峽的工作,可以津津樂道一輩子。牛就是牛,天生的,可是大姐不適應外企和私企的工作。
解析:水電環保,資源蘊藏量很大。但是受制於地形,資源分布不均勻,而且數量有限。而且水電投資巨大。
核電二哥高學歷,幹的特種工作,大家覺得很危險,但是二哥知道這些都是可控的。二哥業務能力長進很快,很快由一代升級到二代。核電二哥經常說,以後如果我們掌握了更尖端的技術,大哥就能退休享福了,而且核電二哥還是未來人類科技樹的希望。因為核電二哥的背後是以愛因斯坦為首的科學大佬們。
解析:核電比想像中的清潔。而且不像想像中那麼危險,當前核電技術也比較先進;另外,核聚變是核電最終形態,也是人類資源的最終形態(超出核聚變的能力,對地球來說是一種極大的負擔)
太陽能小弟還未成年。不過大家都很看好他。而且小弟能力強,多面手,雖博而不精,但卻做到其他幾個人做不到的。
大到沙漠太陽能矩陣,小到兒童玩具,樸實如民居屋頂,高端發展到太空飛行器,小弟都能玩的轉。只是太陽能小弟工作性質導致,其效率始終不高,與其讓小弟賺錢養家,還不如讓他維護家庭形象來的好,因為哥哥姐姐們說起來小弟,都是很驕傲的。
解析:太陽能的發電單元較小,靈活性極高,但是轉換率較低。20%上下。參考值:華北地區正午太陽能熱量約為1千瓦/平方米,實際轉換電能為 0.2度電/小時。這樣,一平米的太陽能,每天能產生約1.5度電。。。9毛錢
風電小妹不一樣,小妹是個文藝範。平時工作不穩定,上班看心情,高興的時候,說走就走去旅行,一個星期不上班也是正常的,風電小妹又不是那種能把工作往前趕的人。
小妹認識幾個有技術的洋人,還認識了很多大佬,所以大家都說風電小妹有出息。
解析:風電極其不穩定,對於穩定性有極高要求的電網來說,這是個致命的缺點,電能不能存儲,風塔一停,發電為零。但是在國際上是政治正確。
可是村子最近風氣卻不似以前
隔壁村的大媽,看見大哥就不順眼,說是大哥把整個村裡的形象都帶壞了,
隔壁村的大媽們,生的孩子比較少,有的沒有火電大哥,有的沒有水電大姐,所以他們更寄希望於核電二哥、太陽能小弟和風電小妹,每次對小妹都是讚賞有加。村裡面所有的人都覺得小妹未來的出息一定是最好的,比起來老土的火電大哥,適應能力有限的水電大姐,不走正常路的小弟來說,小妹才是最棒的,最有潛力的。
解析:歐洲是摒棄煤電戰略的主要區域。除了他們為了環境考慮以外,還有他們並沒有煤。
但是你們知道嗎?
大哥的工作服,每天都是洗的,大哥的衣服雖然舊,但是很乾淨。
解析:傳統鍋爐爐後的淨化設備效率非常好,空氣預熱器吸收尾氣熱能。除塵器過濾灰塵。脫硫脫硝來處理 二氧化硫和氮氧化合物。譚老師地理工作室綜合整理另外,最重要的是,大家所看到的火力發電廠冒出來的,是水蒸氣(水汽),不是煙氣。那個最大的圓通,也不是煙囪。而是冷卻水塔。是冷卻水塔,是冷卻水塔。
最重要的就是,小妹的老闆也不是聖母,員工不來工作,企業要破產的。為了讓風電小妹不被開除,小妹出去玩的時候,不會往前趕工作,偏偏小妹工作一分鐘都不能斷。火電大哥過來救場,風風火火的來幫助她完成她的工作的。每次風電小妹收心回來上班了,看見忙碌的火電大哥說,平淡地說你可以回去了。。。。
解析:各種電力用戶,對供電質量要求極高,而且需要電力平穩供應。當風電工作時,為了防止電量供應過多,火電就要降低燃煤如數量來調整發電量;當風電停止時,火電就要及時補充上風電造成的電力空缺。一般火電的反應時間要超過1小時,而且火電的調整能力有限,60%-100%之間調整負荷,也就是說,1度風電裝機容量,約需要3度火電裝機容量來調節。
掃地僧說過,武功需要佛法來化解,不然就會像鳩摩智施主一樣會走火入魔。
所以,看人不能太片面。隔壁寸大媽當時的兒子,比大哥邋遢多了,而且他兒子對村子的壞影響,比這多多了,但是現在大媽的兒子富起來,低調了,他們對別人家評頭品足。
忘記說了,隔壁大媽還有一個孩子,叫天然氣。。。。
解析:西方國家主力也不是清潔能源(法國除外),大部分國家都通過燃氣發電來彌補缺少煤炭的窘境。當然燃氣發電的排放,明顯好於煤電。
雖然大哥火電始終是大哥,雖然大哥還是中流砥柱。但終究是時代不同,能力不同,讓位給弟弟妹妹,培養弟弟妹妹是必然的。
倒是水電大姐,她似乎永遠都不會老
這個是發電的構成
1973年 - 2016年來,火電佔比幾乎沒有變過。
看一眼世界能源構成。
化石燃料依然是主力,(英法兩國把能挖的煤都挖了… 英國在海上,風能比較豐富。可憐的法國,只有走核電一條路了…)
至於為什麼很多國家不提倡煤,有一條不能忽視的就是,自家礦產資源有很大關係。畢竟歐洲那碎成一地的國家們,誰也不能保證自己下面有煤,所以他們更多用燃氣。山姆大叔,正自由地燒著他們的煤,油,氣和玉米………
而極端如日本,用煤發電,成本+運費也高到讓他們向核電傾斜。
說起來天朝,我們能看見的,我們的相關部門大佬們都看見了。從核電,風電到燃氣發電。我們國家的進步都是非常大的。
其中燃氣方面:
戰略層面,一帶一路,俄羅斯天然氣引進,西氣東輸,還有海上的 LNG天然氣運輸船,從零開始,太不容易了,但是我們也都走出來。
風電與時俱進。
核電穩健又不失速度。
我們感受到這個東方巨人,擁有著古稀老人的經驗和閱歷,卻有著年輕人的精力和體力。
有著睿智的頭腦,卻又有虛心務實的態度
就像我們對抗新冠病毒。
力量與速度這兩個互相衝突的屬性。在我們中國上面,空前的統一…力速雙A!