基于ERA5再分析资料的中国近海浅水区域风能潜力评估

风能潜力评估是风电场选址工作的基础工作。本文基于欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析数据,采用风功率密度（Wind Power Density,WPD）中值、容量系数（Capacity Factor,CF）以及鲁棒性变异系数（Robust Coefficient of Variation, RCoV）三种指标,对中国近海浅水区域的风能潜力进行评估,研究结果表明:（1）台湾海峡和东海南部风能资源最为丰富并且风能利用率最高,风功率密度中值和容量系数分别为400~900 和0.45~0.7。总体来看,风功率密度中值从渤海到台湾海峡,呈逐渐增加的趋势,从台湾海峡到琼州湾,呈逐渐减小的趋势,容量系数大小分布情况相似。（2）鲁棒性变异系数大小无明显分布规律,广东湛江近岸海域鲁棒性变异系数在0.70~0.75之间,风能发电量最为稳定,但该地区的风能资源丰富程度较低。（3）福州近岸海域不仅有丰富的风能资源和风能利用率,且发电量较为稳定。在不考虑其它因素的影响下,是中国近海浅水区域建设海上风电场的最佳地点。     

中国海上风能开发研究展望

为探讨中国主导能源结构的1种替代能源,从发展海上风能的优点、中国丰富的海上风能资源状况、逐渐成熟的国内风电技术设备、海上风电强国成功的管理经验以及中国国情的角度出发,阐明在中国进行大规模海上风能开发和利用的必要性、紧迫性与可行性,进而提出相关的发展建议。     

“21世纪海上丝绸之路”风能资源时空变化评估

利用1979—2021 年的 ERA5 再分析资料,采用经验正交函数分解法、Mann-Kendall 趋势检验法等统计方法,对“21 世纪海上丝绸之路”相关海区的海表风场与风能密度的空间分布特征、季节变化特征以及长期变化趋势进行分析。结果表明：(1)研究海域风能密度在不同季节表现出很大的空间差异,夏季的阿拉伯海和孟加拉湾,冬季的中国南海,以及全年的热带南印度洋风能资源都极为丰富。(2)研究时段内,中国南海北部及附近海域、阿拉伯海西部、孟加拉湾西部以及热带西北印度洋风能密度等级整体较高。(3)研究海域的风能密度以年变化特征为主,其中中国南海风能密度的季节变幅最大且在春、秋两季表现出明显的转换特征。(4)在研究海区中,结合水深条件与风能密度时空变化特征的评估结果,可以重点关注台湾海峡、吕宋海峡、中南半岛东南沿海、阿拉伯海西部近岸海域及热带西北印度洋近岸大陆架海域风能资源的开发利用,加强其他海域风能资源的储备。此研究可为“21 世纪海上丝绸之路”风能资源的中长期开发规划提供依据。     

江苏沿海风能资源的开发优势及其对策

风能是太阳能的再生能源。太阳能,由于不同下垫面(如海与陆)产生的热效应差异,而转化成空气流动的动力——风能。在同等气压梯度力条件下,海边(滩地)和海上(岛屿)的风能资源明显优于邻陆。自然界的风能,取之不尽、     

国内外海上风能资源研究进展

随着人类社会的不断发展,对能源的需求迅猛增加,资源危机日益严峻,许多国家将目光聚焦新能源,尤其是清洁的风能资源。目前,陆上风能的开发已逐步走向产业化、规模化,但受地域限制严重,而海上风能较陆地具有更为明显的优势,但海上风能只是在少数欧洲国家较为成熟,文章就国内外海上风能资源的研究现状展开讨论,以期为海上风力发电、海水淡化等风能资源开发工作提供参考,缓解能源危机、环境危机,为促进人类社会的可持续发展作出贡献。     

我国海洋风能开发现状及前景分析

海洋风能是一种极具利用前景的可再生能源。目前国外许多风能发达国家已制定了风能政策,以不断推进风能产业、健全风能市场。作为海洋风能资源丰富的国家,风能发电将是未来我国能源战略中的重要一环。结合国外海洋风电发展经验,分析了我国海洋风能发展的现状,提出了我国海洋风能利用中存在的突出问题,并对我国未来海洋风能发电提出相关建议。     

钓鱼岛、黄岩岛海域风能及波浪能开发环境分析

利用模拟海浪数据、CCMP风场资料,对我国钓鱼岛、黄岩岛附近海域的波浪能、风能资源特征展开研究,为海浪发电、风力发电、海水淡化等资源开发工作提供参考,也期望可为解决我国维护海洋权益、海洋资源开发、在边远海岛驻军、军用/民用舰船在远洋活动的电力、淡水问题提供科学依据和辅助决策。此外本研究还就钓鱼岛、黄岩岛附近海域的风力等级频率、浪级频率、风向频率、波向频率等海洋环境特征进行统计分析,为海洋工程、防灾减灾等提供参考。结果表明:(1)钓鱼岛海域的风能密度呈单峰型月变化特征,年平均值为450 W·m-2,黄岩岛海域的风能密度呈"W"型月变化特征,年平均值为228 W·m-2;钓鱼岛年平均值波浪能流密度为14 kW·m-1,黄岩岛为11 kW·m-1;(2)钓鱼岛、黄岩岛海域的有效风速、可用波高、100W·m-2以上风能密度、2 kW·m-1以上波浪能流密度出现频率都整体较高,这对资源开发是很有利的;(3)1988—2010年期间,钓鱼岛、黄岩岛的风能密度、波浪能流密度整体呈递增趋势,这对风能、波浪能资源的开发也是有利的。(4)从资源的储量来看,钓鱼岛、黄岩岛蕴藏着丰富的波浪能、风能资源,且资源储量比我国沿海平均值丰富。综上,钓鱼岛、黄岩岛海域蕴藏着丰富的、适宜开发的风能、波浪能资源,实行海浪发电、风力发电、风浪联合发电、海水淡化等工作,将具有广阔的军事和经济前景。     

小黑山岛风能淡化苦咸水实验站

风能淡化苦咸水是利用风力发电驱动电渗析器将海岛苦咸水谈化为饮用水。小黑山岛风能淡化苦咸水实验站是由国家海洋局组织实施的海洋联合开发项目，用来解决海岛缺电少水的问题。本文介绍该实验站风能淡化系统原理、总体方案及实际运行情况。     

我国近海风能资源分布特征分析

基于美国NCEP(National Centers for Environmental Prediction)的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)近20a(1991-2010)10m风场再分析数据(0.3°×0.3°,1h/次,简称CFSR风场),对我国近海风能资源分布特征进行了统计分析与评估。利用天津渤海A平台观测站(118°25′E,38°27′N)逐时观测风速数据对CFSR风速数据进行了检验,发现均方根误差和平均偏差仅为均较小(分别为2.28m/s与0.16m/s)。基于此CFSR风场,本文章进一步统计并给出了我国陆地年平均风功率密度分布,结果与第三次风能普查(1971-2000年)及相关文献结果 (1991-2010年)相当一致。依据国家风电场风能资源评估方法,由CFSR风场推算了我国近海20a平均的70m高度风能资源分布。结果显示,年平均风功率密度均达到了200 W/m2以上,大于6m/s的风速累积小时数为4 000h以上;其中台湾海峡和东海南部海区风能最为丰富,黄海中部、渤海中部和辽东湾海区风能次之。参照海上风场选址要求,28°N以北的近岸海域由于水深较浅,30m/s以上风速发生频次极低,比较适合建立海上风电场。     

福建风能的区划和开发利用

根据有效风速（３￣２０ｍ／ｓ）的累积小时数、有效风能密度、风能季节变化以及３０ａ一遇的最大风速等指标，将福建省划分为风能丰富、较珂利用和贫乏４个区，７个副区。通过分区找出全省各地风能资源的差异，为充分开发和利用风能资源提供资料和依据。文中还提出了风能开发利用的设想和存在的问题。     

舟山摘箬山岛风能资源评价

文章利用摘箬山岛风电场70 m高测风塔2011年1月—2014年1月的观测资料,对平均风速、风速频率、风向频率、风能频率、有效风力时数及风功率密度等风能参数进行计算分析,并依据国标《风电场风能资源评估方法》(GB/T18710-2002)中风功率密度等级划分标准对风电场的风能资源进行评估。结果表明:风电场各高度年平均风速在3.28~6.56 m/s,风速频率主要集中区间为1~8 m/s,有效风力时数为54.5%~86.9%,年平均风功率密度为54.8~283.2 W/m2。风电场10 m和70 m处主导风向分别为N风和S风,频率分别为13.0%和13.4%,主导风能分别为N风和NNW风,频率分别为14.7%和14.8%。该风电场风功率密度接近3级,具有一定开发利用价值。     

星载SAR近岸海上风能遥感研究进展

星载SAR已成为近岸海上风能资源研究的新技术手段之一。本文回顾了SAR近岸海上风能遥感研究进展,特别是国内外星载SAR近岸海上风能遥感探测技术研究、遥感应用研究以及SAR风机尾流遥感探测研究的发展。同时针对星载SAR近岸海上风能遥感研究目前存在的问题和今后有待研究的方向进行了探讨。     

菲律宾海上风能资源评估与利用研究

本文采用菲律宾地区30年的数据(1987—2016年)对菲律宾地区长期风和风能特征进行了研究。以CCMP(1987—2016年)风场资料作为背景场,对菲律宾30年的风场进行了重构。重构后的风场资料与卫星实测风场资料进行了比较,两者吻合较好。利用重构数据,对菲律宾风,风能的年平均、季平均和月平均时空特征进行了分析。结果表明年平均最大风和风能出现在菲律宾西北部地区,风能最充裕的月份发生在1月、2月和12月份,最不充裕的月份发生在6月、7月、8月和9月份。沿菲律宾群岛选取12个代表点绘制风和风能玫瑰图,风和风能的主导方向均为NNE、NE和ENE向。通过进行大风频率分析发现菲律宾西北部地区6级以上风速出现的频率最高(30%左右),此外对风机利用效率进行了研究,发现菲律宾北部和东部地区风机利用效率较高。     

俄罗斯北部海域风能资源的时空特征分析

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)风场资料,对1997—2016年俄罗斯北部海域风能资源展开评估,并建立选址指标体系,识别潜在海上风电场建址区域。结果表明:俄罗斯北部海域的风功率密度大小和风功率密度等级分布均为"西高东低"型,即巴伦支海风能资源最丰富且风功率密度等级最高,东西伯利亚海风能资源较少且风功率密度等级最低;有效风速出现频率为单谷型,夏季出现谷值,春季、秋季和冬季出现峰值;风功率密度变异系数有明显季节变化,冬季变异系数较高,夏季变异系数达到最低值;喀拉海适宜开发近海风能资源,巴伦支海适宜开发深海风能资源;风向频率最高的风向是NE,其次是NNE与ENE向。研究结果可为未来国内相关单位参与北极风能资源开发提供依据和参考。     

山东半岛沿海风能资源评估与分布研究

全球性的能源危机和气候变化,推动了风力发电在世界范围的迅速发展,调查风能资源分布是大规模发展风电的关键步骤.利用1990-2007年山东半岛10个风观测站的气象观测资料,对山东半岛沿海风能资源进行了评估.结果表明,风能资源在山东半岛沿海和海岛丰富,可以成为未来风能开发的重点区域.     

中国毗邻海域海上风能资源分析（英文）

随着经济的发展,能源短缺问题日益严重,因此,海上风电能由于具有清洁、可再生、不占陆地面积、不存在噪音污染、储量大等优点,逐渐得到人们的关注,本文通过利用1999至2009,共10年的Quik Scat海上风场卫星资料,得到了多年中国毗邻海域平均气候态的年平均风场和各月平均风场,并分析计算得到了对应的风能密度分布,通过对风能密度的分布状况进行分析,概况总结了我国沿海海上风电能储备分布情况,并对中国沿海海上风电能的开发利用提出了对策建议。     

东南沿海五省海上风能资源开发潜质研究

近年来风能资源因清洁低碳、安全高效等特点,成为全球新能源重点开发对象。我国正大力推动海上风电的发展,东南沿海地区为我国海上风能资源最丰富区。针对东南沿海五省海上风能资源的开发潜质,现从资源禀赋、开发现状及发展目标三方面进行差异性分析和研究,得出推动和制约各省海上风电发展的主要性因素。同时通过具体比对福建和广东两省在编制海上风电发展规划的内容与原则上的不同,发现编制工作缺失规范引导,作业有差异的问题。在此基础上,对各省建设海上风电过程中存在一些共同问题作归纳总结与建议,以期为今后开发我国海上风能资源及场址选点规划工作夯实基础。     

国外海洋风能发展现状及对我国的借鉴意义

海洋风能作为一种新兴清洁能源日益受到重视。作为应用前景乐观的新技术,国外许多国家已经制定相关风能政策,以不断推进风能产业、健全风能市场。作为海洋风能资源丰富的国家,虽然近年来我国风电发展比较迅速,但与国际风电的发展水平相比,我国的海洋风能开发程度较低,因此有必要从国外先进风能利用国家发展风电的实践中寻求经验,以资借鉴。     

基于CCMP卫星资料的中国海域风能资源分析

基于1988—2011年CCMP卫星资料对中国海域的风能资源进行分析评估,研究中国海域风能资源的空间格局及气候变化特征,并进行风能资源区划。研究结果表明:(1)中国海域年风功率密度各海域分布在79.2(琼州海峡)~465.8(巴士海峡)W/m~2,其中东海南部、南海东北部和巴士海峡的年平均风功率密度大于400 W/m~2,其次为南海中东部、东海北部、台湾海峡、台湾以东洋面(300~400 W/m~2),渤海海峡、黄海北部、北部湾、渤海和琼州海峡的风功率密度在200 W/m~2以下;(2)DJF期间,中国海区风功率密度平均值最大(412.5 W/m2),大值区的风功率密度达800~1000W/m~2;JJA期间,中国海域风功率密度平均值最小(159.4 W/m~2);(3)1988—2011年中国各海区风功能密度上升趋势为20.8(琼州海峡)~124.7(台湾海峡)W/(m~2?10 a),除南海西南部和南海东南部海区外,其他海区的变化趋势均通过了0.05的显著性检验;(4)中国海域风能资源分区结果表明,中国海区超过80%的海区适合并网风力发电,其中非常适合的海域占海区面积的62.3%。在风电开发技术可控范围内(水深5~50 m),台湾海峡、南海东北近海海区(水深0~50 m)风能资源最丰富,最高处达490 W/m~2,其次是东海北部近海海区(水深20~50 m),风功率密度达300~350 W/m~2。     

基于SODA资料的南海表层风能输入的空间分布与长期趋势研究

海面风不仅是驱动上层海洋运动的主要动力, 其能量也是维持海洋表层流动的主要机械能来源。为了分析南海表层流风能输入的变化, 用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)(1901—2010)资料估算了风向南海表层流(表层地转流+表层非地转流)的能量输入。结果表明, 风向南海表层流、表层地转流和表层非地转流输入的能量总体均呈减少趋势, 110年间分别减小了约56%、65%和49%。导致风能输入减小的最主要因素是风应力的减弱(减小了35%)。由于南海受季风系统的控制, 风向表层流及其各成分输入的能量呈现出显著的季节性变化。冬季风能输入最强, 高值区位于南海西部及北部区域, 呈一个显著的“回力镖”状结构。这些结果对深入认识南海环流具有理论意义。