什么是风能丰富区、风能可利用区、风能贫乏区?

中国风能分区及各区气候特征

将全国划分为风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能贫乏区共4个区。

(1)风能丰富区。

1)东南沿海、山东半岛和辽东半岛沿海区这一地区由于面临海洋,风力较大,越向内陆,风速越小。在我国,除了高山气象站——长白山、天池、五台山、贺兰山等外,全国气象站风速不小于7m/s的地方,都集中在东南沿海。平潭年平均风速为8.7m/s,是全国平地上最大的。该区有效风能密度在200W/m 以上,海岛上可达300W/m 以上,其中平潭最大。风速大于13m/s的小时数全年有6000h以上,风速不小于6m/s的小时数在3500h以上。而平潭分别可达7939h和6395h。也就是说,风速不小于3m/s的风每天平均有21.75h。这里的风能潜力是十分可观的。这一区,风能大的原因,主要是由于海面比起伏不平的陆地表面摩擦阻力小。在气压梯度力相同的条件下,海面上风速比陆地要大。风能的季节分配,山东、辽东半岛春季最大,冬季次之,这里30年一遇10min平均最大风速为35~40m/s,瞬时风速可达50~60m/s,为全国最大风速的最大区域。而东南沿海、台湾及南海诸岛都是秋季风能最大,冬季次之,这与秋季台风活动频繁有关。

2)三北地区(西北、华北、东北)本区是内陆风能资源最好的区域,年平均风能密度在200W/m 以上,个别地区可达300W/m 。风速不小于3m/s的时间1年有5000~6000h,风速不小于6m/s的时间1年在3000h以上,个别地区在4000h以上。本区地面受蒙古高压控制,每次冷空气南下都可造成较强风力,而且地面平坦,风速梯度较小,春季风能最大,冬季次之。30年一遇10min平均最大风速可达30~35m/s,瞬时风速为45~50m/s,本区地域远较沿海为广。

3)松花江下游区本区风能密度在200W/m 以上,风速不小于3m/s的时间有5000h,每年风速不小于6~20m/s的时间在3000h以上。本区的大风多数是由东北低压造成的。东北低压春季最易发展,秋季次之,所以春季风力最大,秋季次之。同时,这一地区又处于峡谷中,北为小兴安岭,南有长白山,这一区正好在喇叭口处,风速加大。30年一遇10min平均最大风速25~30m/s,瞬时风速为40~50m/s。

(2)风能较丰富区。

1)东南沿海内陆和渤海沿海区。从汕头沿海岸向北,沿东南沿海经江苏、山东、辽宁沿海到东北丹东。实际上是丰富区向内陆的扩展。这一区的风能密度为150~200W/m ,风速不小于3m/s的时间有4000~5000h,风速不小于6m/s的有2000~3500h。长江口以南,大致秋季风能大,冬季次之;长江口以北,大致春季风能大,冬季次之。30年一遇10min平均最大风速为30m/s左右,瞬时风速为50m/s。

2)三北的南部区。从东北图们江口区向西,沿燕山北麓经河套穿河西走廊,过天山到新疆阿拉山口南,横穿三北中北部。这一区的风能密度为150~200W/m ,风速不小于3m/s的时间有4000~4500h。这一区的东部也是丰富区向南向东扩展的地区。在西部北疆是冷空气的通道,风速较大也形成了风能较丰富区。30年一遇10min平均最大风速为30~32m/s,瞬时风速为45~50m/s。

3)青藏高原区。本区的风能密度在150W/m 以上,个别地区可达180W/m 。而3~20m/s的风速出现时间却比较多,一般在5000h以上。所以,若不考虑风能密度,仅以风速不小于3m/s出现时间来进行区划,那么该地区应为风能丰富区。但是,由于这里海拔在3000~5000m以上,空气密度较小。在风速相同的情况下,这里风能较海拔低的地区为小,若风速同样是8m/s,上海的风能密度为313.3W/m ,而呼和浩特为286.0W/m ,两地高度相差1000m,风能密度则相差10%。因此,计算青藏高原的风能时,必须考虑空气密度的影响,否则计算值会大大地偏高。青藏高原海拔较高,离高空西风带较近,春季随着地面增热,对流加强,上下冷热空气交换,使西风急流动量下传,风力变大,故这一地区春季风能最大,夏季次之。这是由于此区里夏季转为东风急流控制,西南季风爆发,雨季来临,但由于热力作用强大,对流活动频繁且旺盛,所以风力也较大。30年一遇10min平均最大风速为30m/s,虽然这里极端风速可达11~12级,但由于空气密度小,风压却只能相当于平原的10级。

(3)风能可利用区。

1)两广沿海区。这一区在南岭以南,包括福建海岸向内陆50~100km的地带。风能密度为50~100W/m ,每年风速不小于3m/s的时间为2000~4000h,基本上从东向西逐渐减小。本区位于大陆的南端,但冬季仍有强大冷空气南下,其冷风可越过本区到达南海,使本区风力增大。所以,本区的冬季风力最大;秋季受台风的影响,风力次之。由广东沿海的阳江以西沿海,包括雷州半岛,春季风能最大。这是由于冷空气在春季被南岭山地阻挡,一股股冷空气沿漓江河谷南下,使这一地区的春季风力变大。秋季,台风对这里虽有影响,但台风西行路径仅占所有台风的19%,台风影响不如冬季冷空气影响的次数多,故本区的冬季风能较秋季为大。30年一遇10min平均风速可达37m/s,瞬时风速可达58m/s。

2)大、小兴安岭山地区。大、小兴安岭山地的风能密度在100W/m 左右,每年风速不小于3m/s的时间为3000~4000h。冷空气只有偏北时才能影响到这里,本区的风力主要受东北低压影响较大,故春、秋季风能大。30年一遇最大10min平均风速为30~32m/s,瞬时风速可达45~50m/s。

3)中部地区。东北长白山开始向西过华北平原,经西北到中国最西端,贯穿中国东西的广大地区。由于本区有风能欠缺区(即以四川为中心)在中间隔开,这一区的形状与希腊字母 π 很相像,它约占全国面积50%。在 π 字形的前一半,包括西北各省的一部分、川西和青藏高原的东部和南部,风能密度为100~150W/m ,一年风速不小于3m/s的时间有4000h左右。这一区春季风能最大,夏季次之。π字形的后一半分布在黄河和长江中下游。这一地区风力主要是冷空气南下造成的,每当冷空气过境,风速明显加大,所以这一地区的春、冬季节风能大。由于冷空气南移的过程中,地面气温较高,冷空气很快变性分裂,很少有明显的冷空气到达长江以南。但这时台风活跃,所以这里秋季风能相对较大,春季次之。30年一遇最大10min平均风速为25m/s左右,瞬时风速可达40m/s。

(4)风能贫乏区。

1)川云贵和南岭山地区。本区以四川为中心,西为青藏高原,北为秦岭,南为大娄山,东面为巫山和武陵山等。这一地区冬半年处于高空西风带“死水区”内,四周的高山,使冷空气很难入侵。夏半年台风也很难影响到这里,所以,这一地区为全国最小风能区,风能密度在 50W/m 以下。成都仅为 35W/m 左右。风速不小于 3m/s的时间在2000h以下,成都仅有400h。南岭山地风能欠缺,由于春、秋季冷空气南下,受到南岭阻挡,往往停留在这里,冬季弱空气到此也形成南岭准静止风,故风力较小。南岭北侧受冷空气影响相对比较明显,所以冬、春季风力最大。南岭南侧多为台风影响,故风力最大的在冬、秋两季。30年一遇10min平均最大风速20~25m/s,瞬时风速可达30~38m/s。

2)雅鲁藏布江和昌都。雅鲁藏布江河谷两侧为高山。昌都地区,也在横断山脉河谷中。这两地区由于山脉屏障,冷暖空气都很难侵入,所以风力很小。有效风能密度在50W/m 以下,风速不小于3m/s的时间在2000h以下。雅鲁藏布江风能是春季最大,冬季次之,而昌都是春季最大,夏季次之。30年一遇10min平均最大风速25m/s,瞬时风速为38m/s。

3)塔里木盆地西部区。本区四面亦为高山环抱,冷空气偶尔越过天山,但为数不多,所以风力较小。塔里木盆地东部由于是C字的开口,冷空气可以从东灌入,风力较大。

根据风能分区原则,可将全国风能资源具体划分为以下4个大区、30个小区,各区的地理位置如下。

Ⅰ区:风能富丰区。

Ⅰ A34a——东南沿海及台湾岛屿和南海群岛秋冬特强压型。

Ⅰ A21b——海南岛南部夏春强压型。

Ⅰ A14b——山东、辽东沿海春冬强压型。

Ⅰ B12b——内蒙古北部西端和锡林郭勒盟春夏强压型。

Ⅰ B14b——内蒙古阴山到大兴安岭以北春冬强压型。

Ⅰ C13b——松花江下游春秋强中压型。

Ⅱ区:风能较丰富区。

ⅡD34b——东南沿海(离海岸20~50km)秋冬强压型。

ⅡD14a——海南岛东部春冬特强压型。

ⅡD14b——渤海沿海春冬强压型。

ⅡD34a——台湾东部秋冬特强压型。

ⅡE13b——东北平原春秋强压型。

ⅡE14b——内蒙古南部春冬强压型。

ⅡE12b——河西走廊及其邻近春夏强压型。

ⅡE21b——新疆北部夏春强压型。

ⅡF12b——青藏高原春夏强压型。

Ⅲ区:风能可利用区。

ⅢG43b——福建沿海(离海岸50~100km)和广东沿海冬秋强压型。

ⅢG14a——广西沿海及雷州牛岛春冬特强压型。

ⅢH13b——大、小兴安岭山地春秋强压型。

ⅢI12C——辽河流域和苏北春夏中压型。

Ⅲ114c——黄河、长江中下游春冬中压型。

Ⅲ131c——湖南、湖北和江西秋春中压型。

Ⅲ112c——西北五省的一部分以及青藏的东部和南部春夏中压型。

Ⅲ114c——川西南和云贵的北部春冬中压型。

Ⅳ区:风能贫乏区。

ⅣJ12d——四川、甘南、陕西、鄂西、湘西和贵北春夏弱压型。

ⅣJ14d——南岭山地以北冬春弱压型。

ⅣJ43d——南岭山地以南冬秋弱压型。

ⅣJ14L——云贵南部春冬弱压型。

IVKl4d——雅鲁藏布江河谷春冬弱压型。

ⅣK12c——昌都地区春夏中压型。

ⅣL12c——塔里木盆地西部春夏中压型。

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