風能也是太陽能
風能也是一種太陽能，來自地球大氣層的受熱不均。地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，地球表面的不同部位，吸收太陽光熱數(shù)量不同，方式也不同。比如太陽直接照射的高山，就和被高山遮蔽的峽谷不同；海洋又和陸地不同——空氣不存熱，水卻能存熱；陽光從大氣層穿過，上面不受熱，下面卻因地面的反射而受熱……。所有這些，都造成冷熱不均，受熱密度不同，壓強也不同。冷熱空氣之間相互流動，就產(chǎn)生了風。地球表面空氣大規(guī)模流動的路徑，又受到地球自轉(zhuǎn)的影響。風有大有小，有局部性的，也有大范圍刮的。
和水電、潮夕發(fā)電所在的場所一樣，風場也靠自然形成。人們可以決定是否利用風能發(fā)電，卻不可以在不是風場的地方發(fā)電。要開始風能發(fā)電，首先要選擇最適合發(fā)電的風場。
風是一種三維現(xiàn)象，它同地面高度直接相關(guān)。人們知道，山口風力大。如今高層建筑多了，城里人就知道，高層建筑腳下風力最大，夏天去納涼最舒服，冬天卻要盡量躲開風口。而越是在高處，氣流越穩(wěn)定，風就越暢行無阻，所以商業(yè)性的風輪機總是高懸半空。1997年我去丹麥講學，一出機場就看到空地上風車密布，蔚為壯觀。
但風輪機再好，沒有風也轉(zhuǎn)不了?？善傆行┤兆記]風，因為風本身就是間歇性的，不可能為你發(fā)電而刮個沒完沒了，所以我們在?？诿捞m機場附近的路燈上，既有風輪又有光伏電板，風光結(jié)合才能持續(xù)發(fā)電。對于風電來說，時間就是一切，只能既產(chǎn)既用，無法儲存以備將來之用。在不需要時發(fā)出的風電，毫無經(jīng)濟價值。評價風場的潛在價值，首先需要相關(guān)的風力數(shù)據(jù)。風輪機的價值通常在它們最大出力的20－40%之間，具體情況依風場的不同而變化。出力最大的風輪機，品牌當然最響。
所以研究風能發(fā)電，必須牢牢抓住風力、地形和環(huán)境三個變量。人們通常喜歡在高山頂上，在地勢平坦、風向單一的開闊地，以及兼有二者特征的海邊建設(shè)風電場。這對四面環(huán)海的海南島，當然利好。
風電場需要大片土地，好在風輪機高懸在半空，體積雖大，對農(nóng)民耕作直接影響并不大，從風電商那里獲得的補償，肯定大大超過土地實際占用的損失。實際上風電商極大地增加了土地的經(jīng)濟產(chǎn)出，又同農(nóng)民共享土地資源，雙方互利互惠。農(nóng)民能否得到這筆財，運并不取決于自己，而取決于他們那塊地，是不是具有開發(fā)價值的風電場。所以專家們總說，好的風電場，就像油田和礦山一樣寶貴。
有些朋友問，可否把風輪機安裝在居民小區(qū)，讓大家都來沾沾光？這不行，因為第一、無論是建筑還是樹木，都會影響風力流動，風電場必須遠離居民小區(qū)；第二、風輪機噪聲討厭，不要說人受不了，連鳥都受不了，所以居民小區(qū)也必須遠離風電場。
風電場可以建在大海上，世界上已經(jīng)有好幾個國家在修建離岸風電場，但海上發(fā)電成本高，除非萬不得已，沒人用得起。最聰明的辦法，是修建在人煙稀少、風力充足的大海邊，類似海南西部沿海。目前那里的風車最為密集，未來的“西部工業(yè)走廊”，剛好設(shè)在那里。
風能的歷史
人類利用風能的歷史漫長，可以追溯到文化黎明時期。一直到蒸汽機出現(xiàn)之前，風力一直是人類能掌控的最強勁動力。我們的祖先，很早就會了利用風力擔水，灌溉、磨面、舂米，用帆借助風力行船，乘風破浪。宋代是中國利用風車的全盛時代，從那時起，垂直軸的風車一直沿用至今。而在國外，波斯人早在公元前2世紀就利用垂直風車碾米，10世紀穆斯林用風車提水，11世紀風車在中東已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。13世紀風車傳到歐洲，14世紀已經(jīng)成為歐洲不可缺少的動力來源，用風車汲水、榨油、鋸木。
在中國文明、中東文明和歐洲文明中，風車運用之廣泛，風能技術(shù)發(fā)展之緩慢，似乎大同小異。但至少在航海方面，歐洲文明對風力的利用更加充分。西方人的“地理大發(fā)現(xiàn)”，就是靠木帆船實現(xiàn)的。風帆重重疊疊，高聳入云?？上о嵑拖挛餮笾?，一把火將艦船燒了個精光，使我們無法確知當年的中國艦隊，使用的風帆到底也是多層，還是一帆到頂？倘若果真如此，那就神了。
蒸汽機的發(fā)明，使輪船代替了帆船，風車只殘留于農(nóng)村。第一次鴉片戰(zhàn)爭時，英國侵略者使用的還是木帆船，但到了甲午海戰(zhàn)時，交戰(zhàn)雙方已經(jīng)改用燒煤的輪船。從那時起，化石能源成為海運主打動力。第一次世界大戰(zhàn)期間，交戰(zhàn)各國的輪船又陸續(xù)以石油取代煤炭。它標志著廉價石油時代的到來。60多年后世界爆發(fā)第一次石油危機，人們和注意力才重新回到風能，時間已經(jīng)過去了一百多年。這個興衰輪回的故事，與其它可再生新能源大同小異。
美國作為世界最大石油進口國，率先作出反應(yīng)，聯(lián)邦政府在1974年立即實行全國風能計劃，努力降低造價，重點開發(fā)了為農(nóng)用和其它用途的多種風力機。目前已經(jīng)成為世界上風力機裝機容量最多的國家，每年繼續(xù)以10%的速度增長。最令我們海南人感興趣的是，夏威夷建成了世界上最大的新型風力發(fā)電機組，風力機葉片直徑達97.5%，重144噸。風力發(fā)電早在1990年，就已達到美國發(fā)電總量的1%。
北歐和西歐各國、還有西班牙和日本，也分別制定了各自的風力發(fā)電計劃。德國跨世紀時，風力發(fā)電量已經(jīng)達到全國發(fā)電總量的8%，英國1990年風力發(fā)電已占發(fā)電總量的2%。丹麥2005年風力發(fā)電量占總發(fā)電量的10%。德國的技術(shù)最先進，風電容量占全球28%，風電設(shè)備生產(chǎn)總額占全球市場37%。
我國風力資源豐富，特別是在東北、華北、西北和東南沿海地區(qū)。沿海島嶼又是東南地區(qū)風力資源密集之地。直到上世紀50年代末，各地農(nóng)村還在使用各種木結(jié)構(gòu)的布篷式風車，到60年代中期還主要靠風力提水。受世界石油危機的啟發(fā)，70年代中期將風力發(fā)電列入國家重點項目，80年代開始從丹麥、比利時、瑞典、美國和德國一批中、大型風力發(fā)電機組。如今自主研制出100多種不同型號、不同容量的風力發(fā)電機組，形成了完整的風力產(chǎn)業(yè)。
近年來，我國風力發(fā)電全速前進，年均增幅30%左右，成為世界最快。“十二五”期間集中與分散并舉，海上風電發(fā)展將后來居上。
