如何解决风力发电过程中对环境的影响

风能作为一种新生的清洁能源，无味无毒，还不会污染水源，其环保效益是有目共睹的。因此越来越多的国家加大了对风能的开发和利用。但是，风能发电场的建立却对局部的生态环境和自然景观造成了影响，并引发了人们的关注。
1风力发电基本原理与发展概况
大气层在太阳光的照射下，温度会上升，同时由于地球的自转和公转作用，造成地球表面受热不均，形成大气温差，引发空气流动。空气在水平方向的流动就形成“风”。风能归根到底来源于太阳内部的热核聚变反应，只要有太阳，就会产生风能。风力发电就是将风的机械能转化为电能的过程，但是由于风的不稳定性，导致发出电能的波动性也较大。
2风力发电的视觉污染
视觉污染是风力发电对环境的主要影响之一。风轮机对视觉影响的主要参数有景观的类型、风轮机的布置、风轮机的尺寸、风轮机的数量以及风轮机的颜色等。
在风和日丽的条件下，风力发电机组会产生晃动的阴影，在清晨和傍晚时分，阴影对人产生的影响最大，而且阴影会随天气和季节的变化而变化。转动的风力机桨产生的阴影会使人心烦意乱，产生眩晕感，严重扰乱人们的正常生活，造成视觉污染。
因此，在风力发电机组选址时，要限制阴影发生的时间。通常情况下，人们每天接受阴影的影响不能超过10小时，否则，必须在特定时段关闭风力发电机。此外，可以在风力发电机组安装传感器，在特定时段控制风力发电机的运行。
3风力发电的噪音污染
风轮机产生的噪音主要包括轮毂活动部件运动产生的机械噪音、风轮机叶片和周围空气摩擦产生的气动噪音。这些噪音的产生都与风速密切相关。其中电机和齿轮箱是造成机械噪音的主要原因，而齿轮箱是最主要的噪音源，齿轮的制造水平也决定了噪音的大小。噪音可以通过风或风轮机的其他结构传递出来，离风轮机越远，噪音也就越低。
因此，在规划风电场时，要充分考虑到噪音对附近居民的影响。可以将风电场建立在风能资源丰富，而人口分布稀少的沙漠、海岛、山口等地区，以有效降低噪音对居民的影响。此外，厂商在制造风轮机时，应通过技术革新，来降低齿轮箱本身的噪音，减少叶片的气动噪音，也可以通过隔离技术来屏蔽部分噪音。
4风力发电对生物及生态的影响
风力发电场的建立会严重影响鸟类的生活。鸟类在本地迁徙或季节性迁徙的过程中，可能会撞在塔架或风轮机叶上造成伤亡。本地迁徙主要是指鸟类在休息地与觅食地、饮水地之间的活动，这种迁徙每天都在发生。季节性迁徙是鸟类因季节变化而进行的大规模的迁移活动，每年发生两次。在迁徙活动密集的地区，鸟类受伤的风险会更大。
风电场的建立会影响鸟群的数量和生理机能，降低对鸟群的吸引力。随着风轮机数量的增加，鸟类就会避开风轮机附近的区域，使得风电场附近鸟的密度降低。很显然，这会对鸟类（尤其是珍稀鸟类）的活动区和密集地造成不利影响。
因此，在风电场选址时，要尽量避开鸟类的栖息地和迁徙路线，避开鸟类生活的敏感区域，以减少对鸟类生活的影响，保护好生态环境。
5风力发电的电磁干扰
在风力发电系统中，发电机、变电所、输电线路等是造成电磁辐射的主要原因。风力发电场附加的接收装置在接收信号时，会收到风轮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，叶轮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，造成对无线电的干扰。
许多通信频率都会受到风轮机的干扰，一般情况下，受其干扰的通信类型主要有微博通信、电视广播、飞机导航无线通信等。只有它们的波长大于风轮机总高度的4倍以上时，通信信号才基本稳定。
因此，在设计和制造风力发电机时，要选用防辐射的材料，将电磁辐射控制在设计环节；在建立风力发电场时，要充分考虑到风轮机的参数和相关的无线电系统参数。在铺设输电线路时，要避开电视发射塔、移动通信发射塔、电话程控塔等重要的电子设施设备；选用干扰水平较低的风力发电设备，并与其他设备之间保持防护间距；在架线时，要适当抬高塔架的高度，以减少电磁辐射向下辐射的强度。
6风力发电对公众安全的影响
目前看来，风轮机带来的人身伤害事故概率较低，但也存在一些潜在的公众安全问题。叶片斥开是指叶片的一部分或整个叶片在运行过程中斥开，这是一种严重的事故类型。当风速过大，超过“切出风速”时，叶片结构在高速旋转的状态下，就会发生故障，导致叶片断片飞出700～800 m。专业人士认为，在距离风轮机210 m的范围内，叶片飞出造成的死亡率（千万分之一）与雷击差不多，而且大部分时间，人们不会在距离风轮机210 m以内的范围内活动，因此，危险性较低。虽然这种因风轮机叶片自身故障带来的人身伤害概率较小，但也应该切实引起相关部门和公众的高度重视。
因此，要严格控制人们在风轮机周围的活动，设立安全的活动范围，制定警示性的安全标语，并安排专门人员值班以确保万无一失。
7结论
随着人们对新能源的开发利用，风能因其清洁、储量大等优点也日益受到人们的青睐。对风能的开发利用不仅可以有效缓解我国能源不足的现状，而且可以促进资源节约型、环境友好型社会的发展。但是风能对环境也会产生负面效应，如造成视觉污染、噪音污染，影响鸟类生存，带来电磁干扰等。因此，在建设风力发电场时，要加强管理，严格保护生态环境，减少因风力发电带来的负面影响。

风是太阳能的一种形式，当太阳幅射能穿越地球大气层时，大气受热不均匀，由此产生大气压力差，导致空气流动而产生“风”。压力差越大，空气移动得就越快，风也就越大。

风能属于可再生资源，而且也不会产生对环境有害的污染物质。此外，将风能转化为电能的风力涡轮机是由塑料和金属材料制成的，不具有任何放射性和化学污染。况且风能蕴量巨大，全球的风能比水能总量还要大10倍，前景极为广阔。

风能好处如此之多，我们赶紧大规模开发利用吧，还有什么可犹豫的呢？影响本地天气

不过且慢高兴，最近科学家发现，风能发电并非完美无瑕，它也有无法克服的缺点，那就是：大规模的发电可能会给气候带来致命影响。

我们知道，一般情况下，大气在竖直方向的气流交换运动规则是：地面空气比较热，会不断向上流动；反之，上层空气相对比较冷，会不断向下流动。这样就形成了一个在垂直方向上稳定的大气循环。

而如果一个地方建起了风电场，这种稳定的气流循环就会被风力涡轮机的转动所打破。涡轮机的转动把原本正常上升的热空气和下降冷空气阻断，于是就造成了冷暖气流的混合，从而造成了当地天气的变化。如果一个大型的风力发电场，有千万个风力涡轮机在转动，想想看那是什么情景吧！上下空气不停地垂直流动，把当地稳定的大气流动搅得天翻地覆，显著影响了当地的大气循环。

不同地方的风电场对气候的影响是不一样的。举个例子，在内陆地区的北美大平原，夜晚的地面比高空更冷，大气的上下对流基本停滞。但如果建设了风电场，涡轮机的转动就把地面冷空气翻起，把高层相对热些的空气压下来，结果就导致了当地气温的上升。这是风电的加热效应。相反，如果风电场建设在一个白天风力较强的地方，比如说在海边，就会产生冷却效应，使当地温度降低。

造成全球变暖

这还只是考虑了风电场对大气垂直流动的影响，事实上，风电场对水平方向的大气流动也有很大的影响。在整个地球大气的循环中，气流总是大规模地从较热地区将大量热量传送到较冷地区，这样的传送在地表气温和大气循环中发挥着关键性的作用。而随着世界各地风电场大量的兴建，这种正常传输气流的过程也被搅乱了。

美国麻省理工学院两位科学家模拟了900万个风力涡轮机同时运转的情况后，他们认为，风力涡轮机在竖直方向上对大气的混合作用是有限的，对大气在水平方向上的影响才是决定性的。如果将这两个因素综合考虑的话，全球气候就会略有上升。如果按照目前风电建设速度的发展，那么到2100年，安装涡轮机的地区温度会升高1℃，而全球地表的平均温度会因此上升0.15℃。

虽然与与其他能源煤炭、石油相比，风能的绿色资源“招牌”依旧是响当当的，但是具有前瞻性的科学研究已经让我们看到了它不利的一面。尽管风能依然有巨大的开发潜力，也会在一段时间内保证我们对一部分能源的需求，我们还是有必要早一点探索其他的新能源。