第四节 风能资源 一、风能资源特征 风能是大气运动产生的动能,它具有永久性、清洁性、可再生性、就地可取性等四大质量特征。黑龙江省常年多风,风能资源不但比较丰富,而且分布广泛。冬季由于蒙古高压势力强,初冬寒潮爆发,就有大风伴随而来。春季东北低压开始形成,每当气旋过境时,都会伴有很强的大风;夏季黑龙江省处于东北低压区,由于太平洋副热带高压影响弱,高低压之间梯度不大,所以夏季是一年中大风最少的季节;秋季气旋活动频繁,冷空气势力加强,多大风天气。由于受大气环流的影响,春季和夏初(3~6月)风速最大,秋末冬初(10~11月)次之。
二、风能资源分布 黑龙江省10米高度风速分布受地理位置、季风、地形等因素的影响很大,具有明显的季节特征和区域特征。一年之中,春季风速最大,多在4.0米/秒以上,秋季次之,介于2.5~4.5米/秒(图1-14)。三十年一遇的最大风速主要发生在3~5月,9~10月次之(表1-7)。年平均风速多介于2.0~4.0米/秒,3.0米/秒的风速频率最大,可达20%左右。松花江谷地是松嫩平原与三江平原气流交换通道,年平均风速在3.5米/秒以上,是黑龙江省风速最大的区域。北部的大、小兴安岭和东南半山区及丘陵地带地面粗糙度大,对前进气流有摩擦阻力,大量消耗气流的动能,年平均风速比松嫩平原和三江平原小,在2.5米/秒以下,其中大兴安岭北部在2.0米/秒以下。松花江中游沿岸地带和三江平原东北部地区的月平均风速大于等于(≥)3.0米/秒的日数最多,全年各月平均风速皆在3.0米/秒以上。
有效风速主要集中出现在冬末夏初(3~6月)和秋末冬初(10~11月),夏季最少。通河、密山、集贤、富锦等地冬季有效风速出现次数明显偏多于松嫩平原南部。年有效风速时数,除大兴安岭、伊春北部在3000小时外,其他地区一般为3000~5000小时,其中松嫩平原、松花江谷地和三江平原为4000~5000小时。杜尔伯特、肇源、富锦大于5000小时(图1-16)。一日内,有效风速多出现在白天,集中出现在8~9时与16~18时之间,时距随平均风速增大而增大。春、秋季长于冬、夏季,春季大部分地区几乎昼夜出现,抚远、富锦等地冬季夜间也可出现。
黑龙江省年平均风功率密度(风功率密度—指与风向垂直的单位面积中风所具有的功率,数值取自风机监控系统采集的给定时间周期内的平均值。单位为:W/m2(瓦特/平方米))分布有明显的地域性,松嫩平原大部分地区、松花江谷地及三江平原一般在50瓦/米2以上,其中望奎、通河、依兰、桦南等地在100瓦/米2以上;大小兴安岭、东南半山区在50瓦/米2以下。月平均风功率密度分布与月平均风速分布特点相似(图1-15)。
根据风能密度(风能密度—指单位通风面积上的能通量,单位为瓦/平方米,是衡量风能资源的重要尺度)大小,黑龙江省大致可分为四个风能区。Ⅰ:风能丰富区。Ⅱ:风能较丰富区。Ⅲ:风能可利用区。Ⅳ:风能贫乏区(表1-8)。