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一、选题背景及依据
公元前600年前后，古希腊哲学家泰勒斯（Thales of Miletus）观察到通过摩擦琥珀可以吸引羽毛，这是关于静电的最早记载。
17世纪，英国物理学家威廉·吉尔伯特（William Gilbert）在他的著作《磁极》中发表了有关电的第一个理论。
而中国电力工业自1882年第一座火电厂投产至1949年，发展缓慢,基础薄弱。50年代以来,经过40年的建设，中国电力工业由小到大,从沿海到内地，从城市到农村,从主要依靠国外设计、提供设备到基本立足国内，建成了火力发电、水力发电和其他新能源发电的各种发电厂。80年代初期，国家制订了发展核电的技术路线和技术政策，决定发展压水堆核电厂。截至2024年，中国正在运行的核电站共有17座。此外，中国还有26台在建核电机组，总装机容量达到3030万千瓦。但是1986年的切尔诺贝利核电站事故和2011年的日本福岛核事故不得不令所有人反思，我们是不是应该寻找新的能源？
在十八世纪初，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，几乎是全世界水力发电量的10倍。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。
1.国内背景及情况
“十五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。2006年，中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年中国风电产业规模延续暴发式增长态势，截至2007年底全国累计装机约600万千瓦。2008年8月，中国风电装机总量已经达到700万千瓦，占中国发电总装机容量的1%，位居世界第五，这也意味着中国已进入可再生能源大国行列。
2008年以来，国内风电建设的热潮达到了白热化的程度。2009年，中国（不含台湾地区）新增风电机组10129台，容量13803.2MW，同比增长124%；累计安装风电机组21581台，容量25805.3MW。2009年，台湾地区新增风电机组37台，容量77.9MW；累计安装风电机组227台，容量436.05MW。
截止到2009年12月31日，中国风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古（9196.2MW）、河北（2788.1MW）、辽宁（2425.3MW）和吉林（2063.9MW）。内蒙古2009年当年新增装机5545.2MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。
截至2022年12月底，全国风电装机容量约3.7亿千瓦，同比增长11.2%。 [12]2022年全国风电产量7626.7 亿千瓦时，比上年增长16.2 %。（表3：2022年主要工业产品产量及其增长速度）。
截至2023年4月底，中国风电装机3.8亿千瓦，光伏发电装机4.4亿千瓦，风电光伏发电总装机突破8亿千瓦，达到8.2亿千瓦，占全国发电装机的30.9%。8.2亿千瓦，约为36个三峡电站的总装机容量。
2024年1月17日，国家统计局消息，2023年12月份风电增长7.4%，增速比11月份回落19.2个百分点。
2024年2月29日，国家统计局发布《中华人民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报》，2023年年末全国发电装机容量291965万千瓦，比上年末增长13.9%。其中并网风电装机容量44134万千瓦，增长20.7%。
2024年6月，国家发展改革委、国家能源局等多部门印发《关于开展风电和光伏发电资源普查试点工作的通知》。按照普查基础良好、对象覆盖全面、具有区域典型性的原则，选择河北、内蒙古、上海、浙江、西藏、青海等6个省(自治区、直辖市)作为试点地区，以县域为单元，开展风电和光伏发电资源普查试点工作。
截至2024年10月底，中国各类发电占总量的比例如下：
（1）火力发电：仍然是主要发电方式，占总发电量的66.3%。但前9月火电发电量占总发电量比例为57.23%，低于前8月的67.28%，占比是1989年2月以来最低。烟气污染、粉尘污染、资源消耗、环境污染、能量利用率低、运行维护费用高、建设运营成本高依旧是火力发电的缺陷。
（2）水电：占比为13.7%。前9月中国水电发电量累计值10040亿千瓦时，同比上升16%，增幅低于前8月的21.7%。前9月水电发电量占总发电量比例为14.23%，高于前8月的14.14%，是2022年12月份以来最高占比。
（3）核能发电：占比为4.5%。前9月中国核电(10.350, 0.08, 0.78%)发电量累计值3276亿千瓦时，同比增长1.5%，增幅高于前8月的1.3%。前9月核电发电量占总发电量比例为4.64%，低于前8月的4.68%。
（4）太阳能发电：占比6.1%，增长率为36.7%。前9月中国太阳能(5.050, -0.09, -1.75%)发电量累计值3073亿千瓦时，同比增长27%，增幅高于前8月的26.6%。前9月，太阳能发电量占总发电量比例为4.36%，高于前8月的4.32%，比例创历史新高，但绝对还是不太高。
（5）风力发电：占比9.4%，增长率为16.2%。中国风力发电量接近6000亿度，占全国总发电量的近十分之一，已成为中国第三大电力来源。前5月中国风电发电量累计值6733亿千万时，同比增长10.8%，增幅高于前8月的7.6%。前9月，风电发电量占总发电量比例为9.54%，低于前8月的9.58%。
2.国外背景及情况
随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤、燃气发电竞争。
2024年2月，一份研究报告显示，欧盟的风力发电首次超过天然气，并能够满足法国的全部电力需求。
二、选题目的
通过学习相关知识继续研究隧道风电，风能作为取之不尽，用之不竭的可再生天然能源，具有广阔的发展前景，公路隧道负荷的供电的可靠性十分重要，其机电设施由9个部分构成（照明设施、光电标志、交通监控设施等），根据隧道实测风速、隧道限界、隧道内机电设备总功率，研究、选择出最为经济且满足公路隧道符合需求的方案，设计上要根据在隧道实测不同位置的风速大小、隧道限界、安全间距、叶轮大小来设计叶轮安装位置，选择蓄电池、逆变器的安装位置。安装间距要以所带负载总功率、最佳受风为原则，每条隧道根据实际情况确定安装数量。
三、选题意义
1.可持续发展：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电的原理。充分利用隧道内的气流，将隧道内风力发电机产生的电能通过蓄电池进行累计，再传输给隧道内的电力设备，以此达到不通过额外的电力输送而使得隧道内的设备能够正常运行。
2.提升经济效益：风能作为新兴可再生能源以来，在世界各地已经收到了广泛关注及使用，其产值远超火电、水电等，根据《风能世界》杂志发布，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。
3.改善空气质量：风力发电是一种清洁、可再生、低碳的能源形式。相比于传统的化石能源，风力发电不会排放大量的二氧化碳和其他温室气体，因此可以有效地降低温室气体的排放量，减缓气候变化的进程。
4.创造就业机会：风力发电行业为就业市场提供了大量的就业机会。随着全球对清洁能源的重视和风电技术的不断进步，风力发电行业正处于快速发展阶段。无论是国家政策的支持，还是市场需求的增长，都为广大毕业生提供了广阔的就业空间。特别是在“碳达峰、碳中和”目标的推动下，风电行业将迎来更加广阔的发展空间。
四、引用文献
[1] 博文. 风力发电现状与发展趋势[J]. 工程技术:引文版,2017(1):00033-00033.
[2] 马宏革, 王亚非．风电设备基础．化学工业出版社．2013
[3] 2018年国民经济和社会发展统计公报．国家统计局 [引用日期2020-04-21]
[4] 中华人民共和国2017年国民经济和社会发展统计公报．国家统计局 [引用日期2020-04-21]
[5] 陈黎融, et al."高速公路隧道风力发电系统初探."中国交通信息化 .01(2011):109-111.doi:10.13439/j.cnki.itsc.2011.01.019.
[6] 于冲冲.公路隧道风光水储互补能源系统容量配置与资源预测研究.2024.重庆交通大学,MA thesis.doi:10.27671/d.cnki.gcjtc.2024.000267.
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