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1、第((卷第(期太阳能学报N;O)((，:;)((##"年1月>J.>K:KBCL>KA8M>BLAAL:LJ>>P?)，(##"文章编号：!"#$!!!%（&"!!’）!"!!’&(!!$中国风能资源贮量估算!薛桁，朱瑞兆，杨振斌，袁春红（中国气象科学研究院，北京"###$"）摘要：为了解决了我国风能资源贮量到底有多大这一基本背景问题，根据全国%##余个气象台站实测资料作出的多年年平均风能密度分布图，首次完整细致地估算出各省及全国离地面"#&高度层上的风能资源储量，我国的风能资源总贮量为’()(*+"#"",，实际可开发量为()-’+"#"",。从而从理论上进一步
2、证实了我国风能资源具有巨大的开发潜力。关键词：风能资源；风能密度；风能贮量；中国中图分类号：./$"文献标识码：0从根本上说是来源于太阳能，因此可以通过估算到!引言达地球表面的太阳辐射有多少能够转变为风能，来为了决策风能开发的可能性、规模和潜在能力，得知有多少可利用的风能。据他推算，到达地球表对一个地区乃至全国的风能资源贮量的了解是必要面的太阳能辐射流是")$+"#"<,，即’-#,E&(，其中的。风能资源的贮量取决于这一地区风速的大小和转变为风的转化率!F#!#(，可以获得的风能为’)*有效风速的持续时间。+"#"-,，即<,E&(。在整个大气层中边界层占有风能
3、利用究竟有多大的发展前景，对它的总贮’-G，也就是边界层中能获得的风能为")’+"#"-,，量就需要有一个宏观的估计。即()-,E&(。较稳妥的估计，在近地层中的风能提对全球风能贮量的估计早在"%1$年曾有普特取极限是它的"E"#，即#)(-,E&(，全球的总量就是南姆（23456&）进行过估算，他认为大气总能量约为")’+"#"1,。他估算了美国在大气边界层范围内风"#"17,。这个数量得到世界气象组织的认可，并在能获得量为(+"#"’,，而可以被提取利用的量是("%-1年世界气象组织在它出版的技术报告第1期+"#"(,，相当于美国发电总装机容量的’倍。我国“来
4、自于风的能量”专集中（,78，.9:，:;9’(，"%-1）目前发电总装机容量约($+"#"#,，因此即使利用进一步假定上述数量的"千万分之一是可为人们所风能可提取量的"E"##，那也将是一个非常可观的利用的，即有"#<7,为可利用的风能。它相当于当能量来源。今全球发电能源的总需求，可见它是一个十分巨大的潜在能源库。然而阿尔克斯（=;5>?@9,9A9，’风能的估算［"］认为上述的量过大，这个量只是一个贮藏"%<1）’)’风能公式量，对于可再生能源来说，必须跟太阳能的流入量对风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可它的补充相平衡，其补充率较它小时，它将会衰竭，以推
5、导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的因此人们关心的是可利用的风的动能，他认为地球风能即风功率为：上可以利用的风能为"#*7,。即使如此，可利用风"’（"）"F#能的数量仍旧是地球上可利用水力发电量的"#倍。("因此在可再生能源中，风能是一种非常可观的、有前式中———空气密度，HIE&’；#———风速，&ED；"途的能源。古斯塔夫逊（79B9C3D46=D;5，"%<%）［(］从(，此即惯称的风能密度公式。"———风功率，,E&另一个角度推算了风能利用的极限。他认为，风能’)"平均风能密度和有效风能密度万方数据!收稿日期：(###!#1!"#"CB太阳能学报$$
6、卷由于风速是一个随机性很大的量，必须通过一式中#"———起动风速，#$———切出风速，&（’#）———段时间的观测来了解它的平均状况。因此在一段时有效风速范围内风速的条件概率分布密度函数，其间内的平均风能密度，可以将风能密度公式对时间关系［’］：积分后平均，即&（#）&（#）&（’#）!!"""%&（#""#"#$）&（#"#$）(&（#"#"）!!!##&$（$）"$!（’）!即该时段的平均风功率密度，即习称的平均风能!"#利用气象观测资料计算风能潜力密度［%］。根据风的气候特点，过短的观测资料不能准确对于风能转换装置而言，可利用的风能是在“起反映该地的风况，必
7、须有足够长时间的观测资料才动风速”到“切出风速”之间的风速段，这个范围的风有较好的代表性。一般来说，需要有)*"#年的观能即通称的“有效风能”，该风速范围内的平均风功测资料才能较客观的反映该地的真实状况。为此，率密度即“有效风功率密度”，即习称的“有效风能密必须进行数量庞大的资料收集和计算。根据我们实度”，其计算公式为：际大量计算结果检验表明，在计算风能时可以选取#"%"#年风速资料中年平均风速最大、最小和中间的%!%!!#$#&（’#）&#（%）"$!图"全国年平均风能密度（+,-$）分布图./01"234-5678599:5;<7<5;=/9&67=4>&49
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