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從日本上空鳥瞰下面的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,。資料照片 |
迄今,,日本在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面是個(gè)落后國(guó)。目前,,全世界的風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量為980萬千瓦,。日本從上世紀(jì)80年代開始建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,,1990年風(fēng)力發(fā)電能力僅有3000千瓦,1997年底增加到1.7萬千瓦,。
到1999年3月,,日本共有風(fēng)力發(fā)電站77座,發(fā)電能力3.1萬千瓦,。日本的目標(biāo)是到2010年將風(fēng)力發(fā)電能力增加到30萬千瓦,。其中,綜合商社東棉公司率先在這個(gè)領(lǐng)域開始了商業(yè)化生產(chǎn):在海外,,即在美國(guó),、加拿大,、丹麥、荷蘭等5個(gè)歐美國(guó)家共建設(shè)有56.5萬千瓦的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,;在國(guó)內(nèi),,1998年從丹麥進(jìn)口了20套功率各為1000千瓦的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,正在有“風(fēng)國(guó)”之稱的北海道筅苫前町建設(shè)大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電站,,11月底即可投產(chǎn),。它將以每度11.6日元的價(jià)格把所生產(chǎn)的電力出售給北海道電力公司。全部投資為45億日元,。這家公司計(jì)劃在2010年之前在青森縣下北半島再建設(shè)總裝機(jī)容量為6—7萬千瓦的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,。包括在海外的部分在內(nèi),它打算建設(shè)規(guī)模為100萬千瓦的設(shè)備,,成為世界上最大的風(fēng)力發(fā)電公司,。
記者不久前參觀過三重縣久居木神原風(fēng)力發(fā)電站。它建在有名的風(fēng)口“取笠山”上,,共4套發(fā)電設(shè)備,,每套發(fā)電功率為750千瓦,總裝機(jī)容量為3000千瓦,,是目前日本最大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電站,,全年發(fā)電量約為800萬度,可供當(dāng)?shù)?400戶居民使用,。這座風(fēng)力發(fā)電站的建設(shè)投資共約10億日元,。
據(jù)分析,日本國(guó)內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)相對(duì)落后的原因有以下幾個(gè):首先,,政府法規(guī)限制非電力業(yè)者涉足電力工業(yè),;其次,風(fēng)力發(fā)電的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)比其它電力高,;第三,電站建設(shè)受地形,、地勢(shì)的影響——無風(fēng)處無法建設(shè),,而且發(fā)電設(shè)備也受風(fēng)速變化等自然條件的制約,風(fēng)速每秒低于3米或者高于25米,,發(fā)電設(shè)備難以運(yùn)轉(zhuǎn),;第四,也許是最大的原因,,日本的風(fēng)力資源并不太豐富,。據(jù)計(jì)算,日本陸地上的風(fēng)力發(fā)電能力最多能夠滿足國(guó)內(nèi)電力需求的1%—4%,。
這就是說,,相比之下,,風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益差。因此,,對(duì)使用著廉價(jià)進(jìn)口石油的日本來說,,風(fēng)力發(fā)電當(dāng)然不會(huì)成為積極發(fā)展和普及的對(duì)象。 也由于同樣的原因,,在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)上,,日本也與歐美國(guó)家相距甚遠(yuǎn)。日本的第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電裝置是1980年底由三菱重工業(yè)公司制作出來的:塔高23.2米,,葉輪直徑48.9米,,采取同步發(fā)電機(jī),功率僅40千瓦,。此后,,該公司不斷進(jìn)行研究開發(fā),1997年開始制造500千瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,,1998年,,實(shí)現(xiàn)了1000千瓦級(jí)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。這表明,,日本的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)趕上了國(guó)際水平,。
三菱重工業(yè)公司的1000千瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝在北海道室蘭市。該設(shè)備塔高60米,,采用感應(yīng)發(fā)電機(jī),,可變傾斜角控制系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)速變化自動(dòng)改變?nèi)~輪的傾斜角,使發(fā)電設(shè)備處于最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),;偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)可以使葉輪隨著風(fēng)向變換朝向,,最有效地利用風(fēng)力。它還采取防震支撐和低噪音化措施,,可編程調(diào)節(jié)器控制它處于無人運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),。在風(fēng)速每秒超過24米和不足3米時(shí),整套設(shè)備會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn),。此外,,它還有種種保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。
日本其它有關(guān)企業(yè)還在努力研究開發(fā)小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,。
西古馬公司等三家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)成功利用太陽能和風(fēng)力的混合發(fā)電系統(tǒng),。它的特長(zhǎng)是無論是在陽光強(qiáng)烈而無風(fēng)的夏天,還是日照時(shí)間短而風(fēng)力大的冬天,,它都能夠進(jìn)行工作,。這套設(shè)備的發(fā)電功率為1千瓦,風(fēng)速每秒2.5米即可開始運(yùn)轉(zhuǎn),。目前,,這家公司研制的300千瓦級(jí)太陽能和風(fēng)力混合發(fā)電設(shè)備在進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn),。
山陽電子系統(tǒng)公司不久前開發(fā)成功的1.5千瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝有增速機(jī)構(gòu),風(fēng)速達(dá)到每秒3米就能啟動(dòng),。
一般的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備需要每秒3米以上的風(fēng)力,。工業(yè)技術(shù)院在試制利用每秒3米以下微風(fēng)的發(fā)電系統(tǒng)。其關(guān)鍵是利用電磁的力量使葉輪的軸離開軸承而處于懸浮狀態(tài),,從而消除了機(jī)械間的摩擦,。這種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除噪音。目前,,這一系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到用每秒7米的風(fēng)速發(fā)電的水平,。據(jù)說,在對(duì)其葉輪和系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)后,,它能夠使用每秒3米以下的風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電,。 工業(yè)技術(shù)院還委托民間企業(yè)研究開發(fā)“孤島風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”。目標(biāo)是在1999—2003年間開發(fā)出有更高的耐強(qiáng)風(fēng)性能,、建設(shè)起來更簡(jiǎn)便的設(shè)備,。為此,有關(guān)企業(yè)將研究開發(fā)新的葉輪材料,、輪殼形式,、施工方法以及進(jìn)行風(fēng)車的設(shè)計(jì)、制作和運(yùn)轉(zhuǎn)等方面的研究,。 在離海岸1—3公里的淺海域,,其風(fēng)力要比陸地強(qiáng)1.5倍。按日本有8000公里長(zhǎng)的海岸線可以設(shè)置風(fēng)力發(fā)電設(shè)備計(jì)算,,其發(fā)電總量可滿足其國(guó)內(nèi)需要的大約20%,。因此,在淺海筑堤壩設(shè)置風(fēng)力發(fā)電站,,以發(fā)展風(fēng)力發(fā)電事業(yè)是日本正在探討的方向之一,。日本運(yùn)輸省最近設(shè)立了一個(gè)由風(fēng)力發(fā)電專家組成的委員會(huì),開始研究這個(gè)問題,。 在日本,,由于環(huán)境保護(hù)方面的要求,風(fēng)電作為一種清潔的能源,,正在受到重視——政府放寬行政限制,為非電力企業(yè)積極進(jìn)入電力工業(yè)領(lǐng)域打開了大門,;國(guó)產(chǎn)技術(shù)水平的提高也為風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展提供了有利條件,。因此,可以預(yù)見,,日本的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)今后將會(huì)迅速發(fā)展并廣泛普及,。 |
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