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风能发电在家乡活动课例


《风能发电在家乡》综合实践活动课
来安县 半塔中学 (一) 、课题: 《风能发电在家乡》 (二) 、研究背景 来安风电场是我省新能源开发的重点工程,也是我省第一座风力发电场,预计 2012 年还将新增 50 万千瓦的装机容量,未来五年风电开发潜力可达 300 万千瓦以上。电从 风中来,并网进万家。1 月 5 日,位于来安县的我省首座风力发电场顺利并网发电,这 标志着我省

正式用上风电。来安风力发电场昨并网发电 成安徽第一座风力发电场。 孙其发

图为来安山区的风力发电设施

220 千伏来安风电场位于来安县北部低山丘陵地区,规划容量为 247.5 兆瓦,共分 五期开发,每期 49.5 兆瓦,分别为龙头港、龙卧寺、东寺港、宝山以及大港风电场。此 次并网发电的是一期工程龙头港风力发电场,位于来安县杨郢乡境内,工程总投资达 4.56 亿元,由 10 万千瓦机组组成。40 多台风机经过前期调试,终于 1 月 5 日并网发电, 每年可发电 2 亿多千瓦时。 安徽龙源来安风电项目由龙源电力集团股份有限公司投资开发,是安徽省第一个风 电项目,风电场设计装机容量 198MW,四期共安装 132 台 1500KW 低风速风力发电机组 和一座 220KV 变电站。龙源来安风电项目四期总投资 18.25 亿元,预计年上网电量 4 亿千瓦时。 在我的家乡半塔能用上风能发电,真是我们赶上了改革开放的好年头,随着我国综合 国力的增强、科学技术的进步,如今绿色能源的开发与发展已经落户到半塔镇宝山村, 这是我省贯彻落实科学发展观的必然结果。这一变化必将引起家乡人民生活观念和生活 方式的变革,我们如何适应这一形势的变化,增强节能环保意识,推动家乡经济社会的 可持续发展,怎样认识我国工业化发展进程如何尊重工人的劳动、普及科学技术知识, 养成良好的生活习惯,积极践行低碳生活方式。这将成为我们面临的又一重要的研究课

题。 (三)研究目的: 随着风能发电这一事物在家乡的出现,新学期开始后,学校领导高度重视,要求 各科室应结合这一变化因地制宜地开展综合实践活动。对学生进行科学普及教育、节约 资源和保护环境意识教育,让学生充分认识在资源短缺的今天,家乡建立风能发电站意 义重大而深远,我们要从身边小事做起,节约一滴水、一度电,倡导低碳生活方式。 为此,半塔中学综合实践活动课程资源开发与实施研究小组充分挖掘本地课程资源 优势,本学期开始将风力发电列入校本研究实践课程。正是希望青少年更多地了解清洁 能源,培养科学精神和创新思维。 “风能发电机是怎么运转的?” “风力多大的时候才会发电呢?” “我们每天用的电是这里发送的吗?” ?? 为解决同学们的疑惑,满足同学们的好奇心,我们特组织了一次参观考察活动。为 了激发学生热爱家乡之情, 增强新能量和节能环保意识。 因此选择了 《风能发电在家乡》 作为本次研究课题。 为了让学生更好的了解并关注我县能源环境状况,增强新能源和节能环保意识, 养成“节能环保,从我做起”的社会责任感,激发同学们热爱家乡、建设家乡的情怀, 并能以自己的实际行动感染其他人,使来安人在追求经济发展的同时,不会忘记节能环 保,不断创新,开发新能源、可再生能源、清洁能源,坚持走可持续发展道路。 (四)探究过程: 1、新学期开始后,半塔中学将风力发电列入校本综合实践活动课程。今年 3 月 12 日,我们组织课题组部分同学到最近的安徽来安龙源风力发电场,观摩风能发电运作。 下图为我校高二部分学生参观宝山风能发电场。

2、请先俊生老师给同学们讲解风能发电原理。

通过老师的现场详细讲解,同学们脸上露出了满意的笑容。 3、组织参观同学相互交流探究风能发电的原理、优势和前景。

4、参观结束后,请同学们各写一篇观后观或心得体会。 (五)研究结果: 1、成果总体评价: 同学们撰写了多篇论文一、收获体会,对活动进行了反思与总结。高二(5)班施文 婷同学写的《蜕变》 、陆启彤同学写的《风吹电来》 、梅芳同学写的《平凡的小镇》 、项 迎锴同学写的《记忆的前进》 、宋晓燕同学写的《见证》分别从不同角度热情讴歌了家 乡经济的可持续发展、人民生活水平的不断提高、社会公共设施的巨大变化以及对家乡 美好前景的憧憬;高二(6)班先振宇同学写的《风能是如何发电的?》一文详细介绍 了风能发电原理及发展前景。李晓旋同学写的《风能发电的巨大潜能》从新能源开发与 利用角度,比较详细地介绍了风能发电原理、特点和巨大发展潜力。同学们的文章里洋 溢着浓浓的热爱家乡之情,强烈的热爱科学的情趣。 2、附同学们收获体会:

《风能是如何发电的?》

半塔中学高二(6)

先振宇

风是一种潜力很大的新能源,十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力 磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。 仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即 750 万千瓦;一马力等于 0.75 千瓦)的 功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有 100 亿千瓦,几乎是现在全世界水力发电量的 10 倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此,国 内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。 利用风力发电的尝试,早在二十世纪初就已经始了。三十年代,丹卖、瑞典、苏联和美国应用 航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机,广泛在多风的 海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过,当时的发电 量较低,大都在 5 千瓦以下。 把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电的原理, 是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的 风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。 风力发电正在世界上形 成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。 风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、 发电机和铁塔三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有 尾舵) 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风 吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢 或其它复合材料(如碳纤维)来制造。(现在还有一些垂直风轮,s 型旋转叶片等,其作用也与常规 螺旋桨型叶片相同) 由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带 动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使 转速保持稳定,然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮 的后面装一个类似风向标的尾舵。 铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的 风力,又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定, 一般在 6-20 米范围内。 发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械 能转变为电能。 一般说来,三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发,风速大于每秒 4 米才适宜于发 电。据测定,一台 55 千瓦的风力发电机组,当风速为每秒 9.5 米时,机组的输出功率为 55 千瓦; 当风速每秒 8 米时,功率为 38 千瓦;风速每秒 6 米时,只有 16 千瓦;而风速每秒 5 米时,仅为 9.5 千瓦。可见风力愈大,经济效益也愈大。 风力发电机因风量不稳定,故其输出的是 13~25V 变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电 瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能 转变成交流 220V 市电,才能保证稳定使用。

我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒 3 米以上,特别是东北、西北、 西南高原和沿海岛屿,平均风速更大;有的地方,一年三分之一以上的时间都是大风天。风电发展 到目前阶段,其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于:能力每增加一倍,成 本就下降 15%,近几年世界风电增长一直保持在 30%以上。随着中国风电装机的国产化和发电的规模 化,风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。在这些地区,发展风力发 电是很有前途的。 但风力发电也并不是没有任何缺点,至少现在,成本太高的问题就还没有解决。而且风力发电 所产生的噪音暂时也没有好的解决办法,漫山遍野的风车也会影响自然景观。同时,风力发电也有 一些不稳定因素,风不是人类可以控制的,至少想人工制造风来发电使不实际的,这些不确定性可 能会给风能再增加一些制约因素,但风能的一次性投入便能长久获利的优点也决定了风能在未来一 定会有很好的发展前景。

其他同学的心得体会附后。 (六)教师点评: 同学们通过参观学习,了解了我国能源的现状,认识了风能发电原理,风能发电的 优势,更加深刻地理解国家坚持可持续发展的必要性和重要性。他(她)们纷纷写下观 后感和心得体会,表示在今后的学习中更加努力学习,关注社会发展,树立节能环保意 识、绿色能源意识、创新意识,为国家新型能源开发与建设增添光彩。通过本次实践活 动同学们的日常生活行为也正在悄悄发生改变,不但行为举止更加文明礼仪,节约资源 能源意识明显增强了,教室里的灯随手及时关了,自来水笼头及时关了??进一步激发 了同学们热爱科学,努力学习科学文化知识,将来为国家为家乡多作贡献的责任感和使 命感。

半塔中学《农村中学综合实践活动课程资源开发与实施模式研究》课题组

2011.3.28


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