风能大规模利用对环境的影响

陈洪林; 敬曼曼

【期刊名称】《《南方农机》》 【年(卷),期】2019(050)019 【总页数】2页(P131-132)

【关键词】风力发电; 环境影响; 改善措施 【作 者】陈洪林; 敬曼曼

【作者单位】河南城建学院 河南平顶山467000 【正文语种】中 文 【中图分类】X51

1 风力发电对环境的影响

对风进行科学精准的定义是：由于地面各处所受太阳辐射后气温变化不一样，空气中所含水蒸气的量不一样，从而引起各地气压上的差异，在水平方向上高压空气向低压空气流动，从而构成了风。因此，相比于化石能源，风能是一种零排放、无污染、安全可靠的可再生能源。

我国的风能资源丰富，但是分布极不均衡，风电开发大多集中在东北、华北、西北地区，远离人口稠密，用电负荷最高的东部地区。近年来，海上风电开发也取得了飞速发展，大型风力发电机组逐渐在沿海滩涂建立起来。风力发电的快速发展，对环境造成的影响也越来越大，这些影响有好的方面，比如不需要燃烧化石燃料、没

有二氧化碳的排放、改善能源结构等，也有不好的方面，比如风力机运行造成的噪音、光影、电磁干扰以及破坏生物的生活规律等，风力发电的顺利发展离不开对环境的影响的研究。因此，本文主要研究风力发电对环境造成的负面影响，并提出相应的改进措施，希望能够促进风力发电的健康发展。 2 风力发电产生噪音污染

风力机对环境最显而易见的影响是噪音，风力机噪声会对人的健康产生影响，长时间处于低频噪声的环境中会产生头晕、耳鸣、精神紧张等问题。风力机噪声主要来源有两个方面：一是机械噪声，包括齿轮箱、发电机等活动部件运动产生，其中齿轮箱作为最主要的噪音源，因此齿轮的制造水平决定了噪音的大小；一是空气动力噪声，主要由风力机叶片高速运转和空气摩擦产生，噪音的大小与风速密切相关，距离风轮机越远，噪声的影响越小，噪声对人的健康的影响也越小，因此在设计风电场时，要充分考虑到噪音对附近居民的影响，保证风力机与居民区有一定的距离，或者设置噪声屏障，另外合理设计风力机叶片的气动外形，降低气动噪声，总之，要保证降低噪声对人健康的影响[1-2]。 3 风力发电的光影影响

地球绕太阳公转，在太阳入射方向与地球地平面之间的夹角成为太阳高度角，当太阳高度角小于90°时，在太阳下的任何物体都会产生影子。现代大型风力机轮毂高度达到100米以上，风力机叶片达到70米以上，体型巨大，且叶片不停旋转，如果在太阳入射角的方向之下，叶片投影到玻璃上就会产生强光闪烁，特别是天朗气清日子里的清晨和傍晚，同时，风力机叶片的旋转阴影对人的心理和生理会产生影响，使人产生头晕恶心的感觉，严重的甚至会影响附近居民的正常生活，造成风力机附近的房地产价格降低。因此，要改善风力机光影影响，在进行风电场建设时，应该按照光影的测算方法进行防护距离的计算，通过太阳高度角以及风力机的高度，计算出相应的风力机阴影的长度，将风力机建在光影距离以外[3]。

4 风力发电对生物的影响

风力发电的发展会对动物的活动产生很大的影响，首先，快速旋转运动的风力机叶片会造成气流扰动，对鸟类的飞行产生威胁，每年都会检测到鸟类撞击叶片而死亡的事故，虽然，随着时间的推移，本地鸟类能够学到规避风力机的技巧，但是迁徙的鸟类，尤其是国家保护的稀少鸟类，由于生活习性，不可避免的会撞击到迁徙路线上的风力机塔架或叶片，造成伤亡。其次，海上风力机施工的过程中强烈的打桩噪声和运行时产生的低频噪声会对敏感海洋生物，比如鲑鱼、海豚、鲸鱼等产生困扰。因此，风电场在建设选址时，必须要规避鸟类迁徙的路线和经常性的栖息地，减少对鸟类生活的影响；另外，可以在风力机的两端设置一些驱鸟装置，使鸟类避开风力机飞行，还可以在风轮机附近建立毒饵站，吸引以鸟类作为食物来源的生物在此附近，在一定程度上也能够减少鸟类因风电站的数量消减。除此之外，我们还可以将风力机的叶片表面设置为橙色与白色相间的样子作为警示线，让鸟类在迁徙时能够有效的辨别方位，从而减少与运行时的风机相撞的概率。 5 风力发电的电磁干扰

在风力发电系统中，发电机、变电所、输电线路等设备都会产生电磁辐射。风力发电场附加的接收装置在接收信号时，会收到风力机叶片反射的电磁波信号。反射信号是一种滞后信号，能够对调幅无线电系统产生较大的影响；同时，风力机叶片的转动还会产生一种移相信号，能够对调频无线系统产生影响。叶片的制作材料也会对电磁波产生干扰，如果叶片是由金属材料制成，则会造成严重的电磁干扰。此外，在高压输电线路周围会形成一个交变电磁辐射场，使相对地面产生静电感应，造成对微波通讯，电视信号和飞行导航信号的干扰。风力机在考虑防电磁、防辐射等影响时，应该特别注意选材时将辐射降低到最少,高分子有机材料成为风力机叶片的首选材料，目前，特大型海上风力机叶片基本上都使用环氧树脂与玻璃钢制成复合材料制造，除此之外，风电场架空输电线路和机场导航台与广播收音台信号塔要有

一定的间距，这样才能将无线电的干扰降到最小；在选用架线方式时，可以适度的提高导线架的高度减小电线下电场强度[4]。 6 风力发电对生态环境的影响

大型风电场中风力机数量很多，在施工期间，容易破坏地表土层的形态结构，从而导致地表裸露，植被遭到损坏，甚至土壤的供给作用也受到威胁，但是风力机单机占地面积较小，总的占地面积比火力发电厂或者核电厂都要小很多，同时也不需要建设大型水电拦河大坝，因此对生态环境的影响相对较小。大型风力机高度很高，叶片旋转速度较快，会在尾流区产生较强的气流扰动，强烈的气流扰动，会使周围空气温度升高，地面水汽的蒸发加快，可能会形成局部干旱和高温。风力机将风能转化为电能的过程中，风速会显著降低，可能会使下游城市雾霾等污染物的扩散受到影响。在风电场选址和建设的过程中要做好建设前的环境评估，充分评估风电场对当地生态环境的影响，运行过程中也要做好环境监测，通过电脑记录风力机对生态影响的数据，实时做出评估；另外应重点研究风力机尾流损失建模以及风电场风速流场分布，揭示空气紊流对当地气候的影响机理，进而合理设计优化风力机叶片形状和运行方式，最大限度的减少尾迹流损失；最后在风力机退役后，要及时对风力机基础用地进行复原，恢复原始环境[5]。

以鄱阳湖风电场建设为例[6]，该风电场位于江西鄱阳湖区，地区内植物多为较杂乱的灌木丛和杂草，没有珍稀植被，动物的含量也比较小，在修建风电场时，要尽量避免损坏灌木林和乔木物种，减少在施工期间造成的植被破坏，施工之后的弃土可以进行道路的加固和填充，在没有水泥覆盖的地面，采用对本地区物种没有危害的外来植被进行覆盖，防止水土流失。 7 总结

风力发电目前在我国能源结构中占据越来越重要的地位，在常规能源造成的环境污染和温室排放日益严重的情况下，我国的风力发电取得飞速发展，风力发电对环境

的影响也越来越引起人们的重视，文章分析了风力发电对环境的负面影响，包括噪声、光影、生物危害、电磁干扰和生态环境等方面，并针对性的提出改进措施，以期对以后研究风力发电对环境的影响和促进风力发电的健康发展有一定的借鉴意义。

【相关文献】

[1]赵大庆，王莹，韩玺山.风力发电场的主要环境问题[J].环境保护科学，2005，31(3)：66-67. [2]孙春顺，王耀南，李欣然，等.风力发电工程对环境的影响[J].电力科学与技术学报，2008，23(2)：19-23.

[3]邓杉杉.我国风电发展的现状、问题与对策研究[D].成都：西南交通大学，2006.

[4]刘万琨.风轮机优化设计[C].//中国能源研究会%江苏省能源研究会%东南大学.可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛长三角能源科技论坛论文集.2006：424-428.

[5]Dennis Y.C.Leung,Yuan Yang,Wind energy development and its environmental impact:A review[J],Renewable and Sustain able Energy Reviews,16(2012)1031-1039 [6]贺志明.鄱阳湖区风电场环境影响研究[D].南昌：南昌大学，2008.