風能是風速的3次方，風速相差1倍，風能相差8倍，所以，選擇一個好的風電場風速是至關重要的。風電場場址選擇的好壞，對風能利用的預期目的能否達到，有著關鍵的作用。當然，風電場還要考慮電網、交通、環境、生活等條件，但風能資源是重中之重。
基本介紹
- 中文名：風電場選址
- 外文名：Wind farm site selection
- 條件：電網、交通、環境、生活等條件
- 目的：風能利用的預期目的能否達到
- 原則：風能資源豐富區等
- 影響因素：地面粗糙度的影響等
簡介,選址的技術原則,影響因素,
簡介
風能是風速的3次方，風速相差1倍，風能相差8倍，所以，選擇一個好的風電場風速是至關重要的。風電場場址選擇的好壞，對風能利用的預期目的能否達到，有著關鍵的作用。當然，風電場還要考慮電網、交通、環境、生活等條件，但風能資源是重中之重。
由於風能受天氣、氣候、地形和海陸等影響很大。但風能在空間和時間分布上有非常明顯的地域性和時間性。所以選擇品位較高的風電場是有規律可循的。國際上規定年平均風速6、7、8 m/s,分別為一般、較佳、最佳風電場。也就是說風電場最低風速為年平均風速在6 m/s以上，我國2 000多個台站，年平均風速在6 m/s以上僅幾十個，除高山站外，所剩無幾，選址問題仍是很突出的。
選址除了利用現有氣象台站的資料外，還要根據當地地形、海陸分布等，按流體力學、小區域氣候模式，研究大氣流動規律，結合現場實地觀測資料，最後判斷能否建立風電場。
選址的技術原則
1、風能資源豐富區
規定年平均風速必須≥6 m/s以上才能建立風電場。若海拔較高，還必須訂正到標準
下的6 m/s風速。如內蒙古一風電場海拔2 200 m以上，實測風速7.2 m/s，但空氣密度為1.07 kg/m3，標準空氣密度為1.225 kg/ma，兩者比值0.873，也就是說7.2 m/s的風速訂正到標準狀態下為6.2 m/s。
在風能分區中的豐富區或者靠近豐富區的較豐富區，還要進一步作風能資源詳査，對於短期現場的風速觀測資料，還應序列訂正到長年代風速資料，因為在觀測的那一年，可能是大風年或小風年，若不訂正，有產生風能估計偏大或小的可能性。訂正方法以經驗正交函式展開為基礎的多元回歸方法。
風力資源的優劣，直接影響風力發電量，從而影響其發電成本。在相同的條件下年平均風速7 m/s的風電場發電成本比6.5 m/s的下降8%左右，7.5 m/s的下降14%左右，8 m/s的下降近30%；而年平均風速6 m/s的風電場的發電成本比6.5 m/s的上漲11%左右，因此，認真選擇一個好的風電場是非常重要的。它直接關係到風電場的投資效益。
2、穩定的盛行風向
對於風力機而言，除了風資源條件較好外，總希望有比較穩定的風向。我國地面氣象觀測規範規定的風向觀測是按16個方位表示的。在氣象報表上都記有各風向頻率，可以將各風
向頻率繪製成風玫瑰圖。所謂盛行風向就是指出現頻率最多的風向。有了穩定支配風向，使得在選址時，比較容易地考慮地形有利或不利的影響。
盛行風向也是風力機合理排列的主要依據。
3，容量係數較大地區
風力機容量係數是指一個地點風力機實際能夠得到的平均輸出功率與風力機額定功率之比。容量係數愈大，風力機實際輸出功率愈大。風電場選址在容量係數大於30%的地區有較顯著的經濟效益。
4.風速的日變化和季節變化要小
由於風能利用中需要考慮到風速的穩定性，因此在選址時儘量要求不要有過大的風速日變化和季節變化。
從全國來著，低層風速的日變化可以分為兩種主要類型一種是大陸型表現為白天風力變大，夜間變小。這是由於白天地表溫度上升快，地面溫度高於氣溫，空氣變得不穩定，上下對流的結果，上層動量下傳造成低層風速變大。另一種是海上型表現為下半夜到中午之前風速較大，而午後到上半夜風速較小。原因在於上午海溫高氣溫低，而下午情況則相反。海上與陸地相比，一般說來海上風力的日變化比陸地要小，上述規律也是指在沒有大風的天氣過程時才比較明顯。具體一個地方風速日變化和季節變化情況，還是以當地氣象觀測記錄為準。
5.風機高度範圍內風的垂直切變要小
引起風的垂直切變有熱力的也有動力的原因。對於風機選址所要考慮的主要是因下墊面粗糙度而引起的不同垂直剖面風速廓線。特別是兩種截然不同下墊面上空存在垂直切變相當大的風速剖面。這種切變對風機的工作是極為不利的。
6.湍流強度要小
由於無規則的湍流給風力機帶來難以預計的危害，它一方面減小可利用的風能，另一方面使風力機產生振動和受載不均勻，縮短風力機壽命，嚴重時使葉片發生不應有的毀壞。因此在選址時要儘量使風力機避開粗糙的地表面或障礙物。可能的情況下，風力機的葉輪要比附近的障礙物高出6～7 m，離開障礙物的距離應是障礙物高度5～10倍遠。
7.儘量避開災害性天氣頻繁地帶
災害性天氣包括強風暴(如強颱風、颮線、龍捲風等)、雷電、電線積冰、沙塵暴、大雪、鹽霧等等.但有時在選址時不可避免要將風機安裝在上述地區，這時在設計與使用時必須考慮對風機的防護。
影響因素
1、地面粗糙度的影響
風速是測量時離地面高度的函式，邊界層內風速隨高度變化的關係，取決於地面粗糙度。現在一般都承認，風速隨高度變化的關係是遵循指數律廓線。
由於地面粗糙度各個地方不相同，其地面可分為3或4種類型，各用不同的冪指數。如海面、海上小島、海岸及大沙漠為一種類型，空曠田野、鄉村、叢林等為一類型，森林、城市建築群等為一類型等。
精確的地面粗糙度，必須通過梯度觀測而求得。通常往往得不到梯度觀測值，所以，需要找出指數和周圍環境的關係。因為指數依賴地面粗糙度。波里申科和查法林給出了指數與地面粗糙度的關係。
指數隨粗糙度增加而增加，這就造成風速切變在接近地面時減小。
因為指數還隨著風速的增大而減小，所以，一般取平均風速狀態下的指數。由於風能的大小與風速立方成正比，因此，只要適當的提高風力機塔架的高度，風速增大，就可使風能捕獲力大大提高，多發電。
2.障礙物的影響
由於氣流流過障礙物，在它的下游會形成尾流擾動區。在尾流中不僅風速降低，而且有很強的湍流，對風機的運行十分不利。因此在風機設定時必須注意避開障礙物的尾流區。尾流的大小與強弱跟障礙物大小與體型有關。
般來說，在障礙物下風方向10～20倍障礙物高度的地區是強的擾動尾流區，風機設定盡力避開這個範圍。同時，在垂直方向上尾流擾動區還可以達到障礙物高度的2倍。因此如果必須在這個區域內安裝風機時，其安裝高度至少高出地面以上的2倍障礙高度。由於障礙物的阻擋作用，在上風向以及障礙物的外側也會造成湍流渦動區。一般說來，風機安裝地點如果在障礙物上風方向，也應距障礙物有2～5倍障礙物高度的距離。
3.地形的影響
複雜地形是指平坦地形以外的各種地形，大致可以分為隆升地形和低凹地形兩類。局地地形對風力有很大影響。這種影響在總的風能資源分區圖上顯示不出來，需要在大的背景上作進一步的分析和補充測量。然而，複雜地形下的風場特徵的分析是相當困難的。但了解了典型地形下的風場分布規律就有可能進一步分析複雜地形下的風場分布。
在河谷內，當風向與河谷走向一致時，風速將比平地大；反之，當風向與河谷走向近於垂直時，氣流受到地形的阻礙，河谷內的風速就大為減弱。我國幾個有名的大風區，如新疆的阿拉山、甘肅的安西、雲南的下關就是因地形的峽谷效應，使風速得到很大的增強。
山谷地形下，由於山谷風的影響，這裡的風將會出現較明顯的日或季節變化。因此選址時需考慮到用戶的需求。一般地說，在谷地選擇風電場，首先要考慮的山谷風走向是否與當地盛行風向相一致。這種盛行風向是指大地形下的盛行風向，而不能按山谷本身局地地形的風向確定。因為山地氣流的運動，在受山脈阻擋情況下，會被迫改變流向和流速，在山谷內風多數是沿著山谷吹的。然後考慮選擇山谷中的收縮部分，這裡容易產生狹管效應而且兩側的山愈高，風也愈強。不過另一方面，由於地形變化劇烈，所以會產生強的風切變和湍流，在選址時應該注意。
