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2023-01-30
大自然帶來(lái)的風(fēng)能我們是如何利用的
更新時(shí)間：2022-09-05 13:12:52作者：佚名
什么是風(fēng)能？
風(fēng)能(wind energy)空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。太陽(yáng)能的一種轉(zhuǎn)化形式。由于太陽(yáng)輻射造成地球表面各部分受熱不均勻，引起大氣層中壓力分布不平衡，在水平氣壓梯度的作用下，空氣沿水平方向運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。
風(fēng)能資源的總儲(chǔ)量非常巨大，一年中技術(shù)可開(kāi)發(fā)的能量約5.3X10^13千瓦時(shí)。風(fēng)能是可再生的清潔能源，儲(chǔ)量大、分布廣，但它的能量密度低，并且不穩(wěn)定。在一定的技術(shù)條件下，風(fēng)能可作為一種重要的能源得到開(kāi)發(fā)利用。
風(fēng)能利用是綜合性的工程技術(shù)，通過(guò)風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、電能和熱能等。
風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時(shí)數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。
風(fēng)能的利用形式
風(fēng)能利用形式主要是將大氣運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。風(fēng)就是水平運(yùn)動(dòng)的空氣，空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，主要是由于地球上各緯度所接受的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不同而形成的。
在赤道和低緯度地區(qū)，太陽(yáng)高度角大，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度強(qiáng)，地面和大氣接受的熱量多、溫度較高；在高緯度地區(qū)太陽(yáng)高度角小，日照時(shí)間短，地面和大氣接受的熱量小，溫度低。這種高緯度與低緯度之間的溫度差異，形成了中國(guó)南北之間的氣壓梯度，使空氣作水平運(yùn)動(dòng)。
季風(fēng)
理論上風(fēng)應(yīng)沿水平氣壓梯度方向吹，即垂直與等壓線(xiàn)從高壓向低壓吹，但是地球在自轉(zhuǎn)，使空氣水平運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏向的力，稱(chēng)為地轉(zhuǎn)偏向力，這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)，所以地球大氣運(yùn)動(dòng)除受氣壓梯度力外，還受地轉(zhuǎn)偏向力的影響。
大氣真實(shí)運(yùn)動(dòng)是這兩力的合力。實(shí)際上，地面風(fēng)不僅受這兩個(gè)力的支配，而且在很大程度上受海洋、地形的影響，山隘和海峽能改變氣流運(yùn)動(dòng)的方向，還能使風(fēng)速增大，而丘陵、山地卻磨擦大使風(fēng)速減少，孤立山峰卻因海拔高使風(fēng)速增大。因此，風(fēng)向和風(fēng)速的時(shí)空分布較為復(fù)雜。
比如海陸差異對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)的影響，在冬季，大陸比海洋冷，大陸氣壓比海洋高，風(fēng)從大陸吹向海洋；夏季相反，大陸比海洋熱，風(fēng)從海洋吹向內(nèi)陸。這種隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的風(fēng)，我們稱(chēng)為季風(fēng)。
海陸風(fēng)
所謂的海陸風(fēng)也是白晝時(shí)，大陸上的氣流受熱膨脹上升至高空流向海洋，到海洋上空冷卻下沉，在近地層海洋上的氣流吹向大陸，補(bǔ)償大陸的上升氣流，低層風(fēng)從海洋吹向大陸稱(chēng)為海風(fēng)，夜間時(shí)，情況相反，低層風(fēng)從大陸吹向海洋，稱(chēng)為陸風(fēng)。
在山區(qū)由于熱力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡，夜間由平原或山坡吹向谷底，前者稱(chēng)谷風(fēng)，后者稱(chēng)為山風(fēng)。這是由于白天山坡受熱快，溫度溫度高于山谷上方同高度的空氣溫度，坡地上的暖空氣從山坡流向谷地上方，谷地的空氣則沿著山坡向上補(bǔ)充流失的空氣，這時(shí)由山谷吹向山坡的風(fēng)，稱(chēng)為谷風(fēng)。
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