第一篇：世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展態(tài)勢及我國風(fēng)力發(fā)電所需的關(guān)鍵原料

據(jù)專家估算：全球風(fēng)能1700太瓦，大洋、高山和保護區(qū)域的風(fēng)力是采集不到的，除去這些以及一些風(fēng)力達不到開發(fā)要求的地區(qū)，依然有40～85太瓦的風(fēng)能，目前世界只利用了0.02太瓦的風(fēng)能。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的主要形式，風(fēng)力發(fā)電成本低于其他新能源，并有進一步降低成本的可能；風(fēng)力發(fā)電是最清潔最安全的，目前世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展速度超過其他新能源發(fā)展，未來風(fēng)力發(fā)電很可能成為全球電力的主要來源之一。據(jù)我國專家估算，我國可開發(fā)利用風(fēng)能至少十幾億千瓦，快速推進風(fēng)力發(fā)電是我國實現(xiàn)減排目標的必要途徑之一。

根據(jù)美國發(fā)布的可再生能源標準（RES），到2012年美國可再生能源占10%，2025年占25%。2004～2008年美國新安裝風(fēng)力發(fā)電機新增風(fēng)電年均增長率為29%。2008年新增風(fēng)電占新增可再生能源的42%。美國政府承諾長期支持風(fēng)力發(fā)電，投資數(shù)十億美元制造風(fēng)電渦輪機和建設(shè)智能電網(wǎng)，2009～2029年安裝風(fēng)力發(fā)電機將每年新增風(fēng)力發(fā)電能力4億瓦～16億瓦，到2030年風(fēng)力發(fā)電總?cè)萘坷塾嬙黾拥?05億瓦，屆時風(fēng)力發(fā)電滿足電力需求的20%。歐盟風(fēng)力發(fā)電裝機總?cè)萘?6535兆瓦。丹麥風(fēng)力發(fā)電占本國電力的20%，西班牙占13%，葡萄牙占12%，愛爾蘭9%，德國8%。德國規(guī)劃到2020年可再生能源發(fā)電占25～30%，德國于1991年制定法律鼓勵發(fā)展可再生能源，主要是風(fēng)力發(fā)電，德國風(fēng)力發(fā)電渦輪機生產(chǎn)能力占世界22%，未來幾年內(nèi)將在海岸建大型風(fēng)力發(fā)電場。

2006年我國風(fēng)電裝機總?cè)萘績H2588兆瓦，2008年增加到12121兆瓦，年均增長率為116%。據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會預(yù)測，2010年我國風(fēng)電總裝機容量達20億瓦，2020年達到80億瓦，2030年達到180億瓦，2050年達到500億瓦。我國政府將強力支持建設(shè)智能電網(wǎng)，解決風(fēng)電輸送問題，未來風(fēng)電將成為我國電力的主要來源之一。

一臺大型風(fēng)力發(fā)電渦輪機需要稀土2噸，銅5噸，鋁3噸，鋼300噸； 3兆瓦大型風(fēng)機轉(zhuǎn)子葉片長約54米，玻璃纖維/碳纖維混合增強復(fù)合材料葉片最輕的達13.4噸，單只葉片需要玻璃纖維和碳纖維約6噸。2009年我國風(fēng)電裝機總?cè)萘恳呀?jīng)達到22億瓦，根據(jù)我國風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，到2020年風(fēng)電裝機總?cè)萘窟_到80億瓦，需新增風(fēng)電裝機容量58億瓦，若以3兆瓦風(fēng)力發(fā)電渦輪機計算，2010～2020年期間我國需要新安裝大型風(fēng)力發(fā)電渦輪機19333臺，累計需要稀土金屬4萬噸，銅10萬噸，鋁6萬噸，鋼600萬噸，玻璃纖維和碳纖維約36萬噸。到2030年風(fēng)電裝機總?cè)萘窟_到180億瓦，需新增風(fēng)電裝機容量122億瓦，已3兆瓦風(fēng)力發(fā)電渦輪機計算，2020～2030年我國需要新安裝大型風(fēng)力發(fā)電渦輪機40666臺，累計需要稀土金屬約8.2萬噸，銅20.33萬噸，鋁12.19萬噸，鋼1219.98萬噸，玻璃纖維和碳纖維約73.2萬噸，所需稀土主要是釹，用于生產(chǎn)稀土永磁材料。2009年我國風(fēng)電裝機總?cè)萘恳呀?jīng)超過2010年的規(guī)劃目標，估計我國風(fēng)力發(fā)電規(guī)模會遠遠超過規(guī)劃目標，2010～2020年期間我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)對稀土金屬實際需求量很可能是按規(guī)劃估算需求量的2倍以上，對玻璃纖維和碳纖維實際需求量是估算的2倍多。為此建議國土資源部相關(guān)部門應(yīng)充分調(diào)查我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展計劃，準確的估算我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)對稀土金屬等產(chǎn)品的需求量，以保證正確控制稀土金屬及其氧化物生產(chǎn)總量，為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展提供足夠的高質(zhì)量的礦物原料。

第二篇：我國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展

在我國，發(fā)展風(fēng)能具有很大現(xiàn)實意義，不僅是環(huán)保原因，我國確實具有巨大的風(fēng)能資源。我國幅員遼闊，海岸線長，風(fēng)能資源非常豐富，既有陸地的、也有海上的。據(jù)中國氣象科學(xué)研究院測算，我國東南沿海及其附近島嶼是風(fēng)能資源非常豐富的地區(qū)，有效風(fēng)能密度大于或等于 200W/m2的等值線平行于海岸線，沿海島嶼有效風(fēng)能密度在 300W/m2以上，全年風(fēng)速大于或等于 3m/s 的時數(shù)約為 7000～8000h，大于或等于 6m/s 的時數(shù)為 4000h。新疆北部、內(nèi)蒙古、甘肅北部是風(fēng)能資源豐富地區(qū)，有效風(fēng)能密度為 200～300W/m2，全年風(fēng)速大于或等于 3m/s 的時數(shù)為 5000h 以上，全年風(fēng)速大于或等于 6m/s 的時數(shù)為 3000h 以上，黑龍江、吉林東部、河北北部及遼東半島的風(fēng)能資源也較好，有效風(fēng)能密度為 200W/m2以上，全年風(fēng)速大于和等于 3m/s 的時數(shù)為 5000h，全年風(fēng)速大于和等于 6m/s 的時數(shù)為3000h。青藏高原北部有效風(fēng)能密度在 150～220W/m2之間，全年風(fēng)速大于和等于3m/s 的時數(shù)為 4000～5000h，全年風(fēng)速大于和等于 6m/s 的時數(shù)為 3000h。目前探明全國陸地風(fēng)能理論儲量為 32.26 億 kW，可開發(fā)利用的儲量為 2.53 億 kW，近海7.5 億 kW，合計風(fēng)能可達 10.03 億 kW，居世界前列[6]。

1.3.1 小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀

我國于 20 世紀 50 年代后期開始風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究工作，1957—1958 年在江蘇、吉林、遼寧、新疆等地建造了一些功率在 10kW 以下、風(fēng)輪直徑在 10 米以下的小型風(fēng)力發(fā)電裝置，但由于受當時的技術(shù)經(jīng)濟條件限制，其后處于停滯狀態(tài)。我國較大規(guī)模地開發(fā)和應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電始于 20 世紀 70 年代。我國自主開發(fā)研制生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機，解決了居住分散的農(nóng)、牧、漁民的生產(chǎn)生活用電。20 世紀 80 年代初，我國把小型風(fēng)力發(fā)電作為農(nóng)村電氣化的措施之一，供農(nóng)村一家一戶使用。特別是在內(nèi)蒙古地區(qū)由于風(fēng)自然資源豐富和當?shù)厝罕姷男枨?，并得到了政府的支持，小型風(fēng)力發(fā)電機的研究和推廣得到了長足的發(fā)展，對于解決邊遠地區(qū)居住分散的農(nóng)牧民群眾的生活用電和部分生產(chǎn)用電起了很大作用。我國目前生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機按額定功率從100W 到 10kW 共十種。其主要技術(shù)特點是：2～3 個葉片，側(cè)偏調(diào)速、上風(fēng)向，配套高效永磁發(fā)電機，再配以尾翼、立桿、底座、地錨和拉線。其中以戶用微型機組技術(shù)最為成熟，有 50，100，150，200，300，500W 微型機組系列定型產(chǎn)品，并進行批量生產(chǎn)，不但滿足了國內(nèi)需求，還遠銷國外。

到 2006 年底，我國從事小型風(fēng)力發(fā)電機組及其配套件開發(fā)、研制、生產(chǎn)的單位達到 78 家，其中：大專院校、科研院所 15 家，生產(chǎn)制造單位 38 家，配套件生產(chǎn)單位 25 家，目前我國小型風(fēng)力發(fā)電機的年生產(chǎn)能力達 8 萬臺。從 1983—2006 年底，全國各生產(chǎn)廠家累計生產(chǎn)各種小型風(fēng)力發(fā)電機組達 37.6 萬余臺，總?cè)萘繛?6.52 萬 kW，預(yù)計年發(fā)電量約

1.33 億 kWh。所生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機組，除滿足國內(nèi)用戶需要外，還出口遠銷到 25 個國家和我國臺灣、香港地區(qū)，累計出口各種小型風(fēng)力發(fā)電機近1.7萬余臺。我國小型風(fēng)力發(fā)電機保有量、年產(chǎn)量、生產(chǎn)能力均列世界之首

自 20 世紀的最后兩年以來，全世界風(fēng)力發(fā)電的裝機容量快速增長，特別是在歐洲，為了實現(xiàn)減排溫室氣體的目標，對風(fēng)電執(zhí)行較高收購電價的激勵政策促進了風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，風(fēng)電成本繼續(xù)下降。由于海上風(fēng)能資源比陸地豐富，海上風(fēng)電場在歐洲已經(jīng)從可行性示范進入商業(yè)化示范階段。風(fēng)電機組技術(shù)繼續(xù)向著增大單機容量的方向發(fā)展，正在研制風(fēng)輪直徑超過 100m 的 5MW 機組，預(yù)計 2013 年，單機容量達到 15MW。1996 年至 2000 年世界上風(fēng)電增長率 5 年平均達到 31%，2000 年末裝機總?cè)萘繛?1770 萬 MW，2001 年末達到 2447 萬 MW，一年增加 677 萬 kW，增長率為32%，說明風(fēng)電高增率趨勢仍然繼

續(xù)。2004 年全世界新增裝機容量為 8000MW，2004年底全世界風(fēng)電裝機總?cè)萘繛?47000MW，并作了 2020 年風(fēng)電達到世界電力總量的12%的規(guī)劃藍圖（即風(fēng)力 12）。2005 年世界各國風(fēng)電裝機容量排在前十名的國家是德國、西班牙、美國、丹麥、印度、意大利、荷蘭、英國、日本和中國。

世界上，在小型風(fēng)力發(fā)電方面，中國和美國主要生產(chǎn)制造功率為 300W 到 3kW風(fēng)力機，其中美國在 3kW 到 10kW 小型風(fēng)力機上占明顯優(yōu)勢。在歐洲，主要生產(chǎn)制造功率為 300W 到 100kW 風(fēng)力發(fā)電機。到 2020 年，美國預(yù)計安裝小型風(fēng)力機容量為50000MW，可解決 10000 人就業(yè)。英國正在研制屋頂用小型風(fēng)力發(fā)電機。世界各國的小型風(fēng)力發(fā)電機正在努力向著：運動部件少、維護少、壽命長、采用新的電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)等方向發(fā)展

我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)始于 20 世紀 50 年代，目前已經(jīng)形成一定的規(guī)模。在大型風(fēng)電方面，擁有 750kW 以下各類風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制造能力，2006 年 1 月 28 日，首臺兆瓦級變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機及控制裝置研制成功，填補國內(nèi)空白。2006 年 1月 10 日，1.2MW 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機在哈爾濱試制成功，它是我國自主創(chuàng)新研制的容量最大的風(fēng)力發(fā)電機。到 2005 年，全國 15 個省(自治區(qū))已建風(fēng)電場 62 座，累計運行風(fēng)力發(fā)電機組 1864 臺，總?cè)萘?126.6 萬 kW。2010 年目標為總?cè)萘?500 萬 kW，2020 年目標為總?cè)萘?3000 萬 kW，2050 年預(yù)計達到 3-5 億 kW 裝機容量。但是，目前我國自行研制和開發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電機組的技術(shù)力量與國外相比相差很多，繼續(xù)加大對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的投入，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化是保證我國風(fēng)電事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的當務(wù)之急。

設(shè)計了風(fēng)力機電動變槳距系統(tǒng)方案，變槳距機構(gòu)采用單片機控制，并搭建好電動變槳距風(fēng)力機的試驗樣機。通過對風(fēng)力樣機做測試，得出風(fēng)力機組的力矩與風(fēng)速比的一些重要數(shù)據(jù)。并通過Matlab51mu11nk軟件分別在風(fēng)速低于額定風(fēng)速和在額定風(fēng)速左右兩種情況下進行仿真，最終提出的控制規(guī)律進行的變槳距調(diào)節(jié)能滿足風(fēng)力機的功率控制要求，為后續(xù)研究做好鋪墊工作。

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參考網(wǎng)站：

第三篇：風(fēng)力發(fā)電考試

1.電力系統(tǒng)：用于生產(chǎn)，傳輸，交換，分配，消耗電能的系統(tǒng)：

一次部分：用于能量生產(chǎn)，傳輸，交換，分配，消耗的部分

二次部分：對一次部分進行檢測，監(jiān)視，控制和保護的部分

2.風(fēng)電場和常規(guī)電廠的區(qū)別：單機容量?。浑娔苌a(chǎn)比較分散，發(fā)電機數(shù)目多；輸出的電壓等級低；類型多樣化；功率輸出特性復(fù)雜；并網(wǎng)需要電力電子換流設(shè)備

3.風(fēng)電廠電氣一次系統(tǒng)組成：風(fēng)電機組；集電系統(tǒng)；升壓站；廠用電系統(tǒng)。

4．變壓器銅損：銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過消耗一定功率，變?yōu)闊崃?/p>

變壓器鐵損：鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗

5.常用的開關(guān)電器：斷路器（切斷電路），隔離開關(guān)（在電氣設(shè)備和熔斷器間形成明顯的電壓斷開點，運行方式改變時倒閘操作），熔斷絲（有故障電流時斷開電路），接觸器（電路正常開合閘，無法斷開故障電路）。

6.集膚效應(yīng)：靠近導(dǎo)體表面處的電流密度大于導(dǎo)體內(nèi)部電流密度的現(xiàn)象。隨電流頻率升高，集膚效應(yīng)使導(dǎo)體的電阻增大，電感減??！

7.電流互感器：串接一次系統(tǒng)，將大電流變?yōu)樾‰娏?/p>

二次開路后果：出現(xiàn)的高壓電危機人身及設(shè)備安全；鐵心中產(chǎn)生大量剩磁；長時間作用鐵心過熱

8.電壓互感器作用:并接一次系統(tǒng)，將高電壓變成低電壓

二次側(cè)短路：引起很大短路電流，造成互感器燒毀

9.電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件：按照正常工作狀態(tài)選擇；按照短路狀態(tài)校驗；電氣選擇的環(huán)境因素；環(huán)境保護

10.電流繼電器和電壓繼電器有何作用？他們?nèi)绾谓尤腚姎庖淮蜗到y(tǒng)?

電流繼電器反應(yīng)一次回路中的電流越限，用于二次系統(tǒng)的保護回路，用以啟動時間繼電器的動作或直接觸發(fā)斷路器分閘。

電流繼電器用于繼電保護裝置中的過電壓保護或欠電壓閉鎖

11.配電裝置的最小凈距：無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)，外部過電壓時，都不至使空氣間隙被擊穿。

12.A,B,C,D,E類安全凈距的具體含義

A1：帶電部分至接地部分之間的最小安全凈距

A2：不同相的帶電導(dǎo)體之間

B1：帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動設(shè)備在移動中至帶電裸導(dǎo)體間的距離 B2：帶電部分至網(wǎng)狀遮欄

C：無遮攔裸導(dǎo)體至地面

D：停電檢修的平行無遮欄

E：屋內(nèi)配電裝置通向屋外的出線套管中心線

12.雷電類型：直擊雷；感應(yīng)雷；球星雷。

13.雷電防護：避雷針，避雷線，避雷器，避雷帶和避雷網(wǎng)，接地裝置

14.風(fēng)電場防雷性能衡量標準：耐雷水平，雷擊跳閘率

15.變流系統(tǒng)的功能，電力變換，控制功率，控制轉(zhuǎn)矩，調(diào)節(jié)功率因素

第四篇：風(fēng)力發(fā)電報告

國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

風(fēng)能是一種可再生的清潔能源。近30年來，國際上在風(fēng)能的利用方面，無論是理論研究還是應(yīng)用研究都取得了重大進步。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日臻完善，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機單機額定功率最大已經(jīng)到5MW，葉輪直徑達到126m。截止2005年世界裝機容量已達58,982MW，風(fēng)力發(fā)電量占全球電量的1%。中國成為亞洲風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動者之一，其總裝機容量居世界第8位，2005年新增裝機容量居世界第6位。今后，國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將明顯加快。引

言

風(fēng)是最常見的自然現(xiàn)象之一，是太陽對地球表面不均衡加熱而引起的“空氣流動”，流動空氣具有的動能稱之為風(fēng)能。因此，風(fēng)能是一種廣義的太陽能。據(jù)世界氣象組織（WMO）和中國氣象局氣象科學(xué)研究院分析，地球上可利用的風(fēng)能資源為200億kW，是地球上可利用水能的20倍。中國陸地10m高度層可利用的風(fēng)能為2.53億kW，海上可利用的風(fēng)能是陸地上的3倍，50m高度層可利用的風(fēng)能是10m高度層的2倍，風(fēng)能資源非常豐富。

風(fēng)能是一種技術(shù)比較成熟、很有開發(fā)利用前景的可再生能源之一[1]。風(fēng)能的利用方式不僅有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水，而且還有風(fēng)力致熱、風(fēng)帆助航等。因此，開發(fā)利用風(fēng)能對世界各國科技工作者具有極強的魅力，從而喚起了世界眾多的科學(xué)家致力于風(fēng)能利用方面的研究。在本文中，將對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行論述。風(fēng)力發(fā)電基本知識

2.1 風(fēng)能的計算公式

空氣運動具有動能。風(fēng)能是指風(fēng)所具有的動能。如果風(fēng)力發(fā)電機葉輪的斷面積為A，則當風(fēng)速為V的風(fēng)流經(jīng)葉輪時，單位時間風(fēng)傳遞給葉輪的風(fēng)能為

（1）

其中：單位時間質(zhì)量流量m=ρAV

（2）

在實際中，式中：

PW—每秒空氣流過風(fēng)力發(fā)電機葉輪斷面面積的風(fēng)能，即風(fēng)能功率，W；

（3）Cp—葉輪的風(fēng)能利用系數(shù)；

?m—齒輪箱和傳動系統(tǒng)的機械效率，一般為0.80—0.95，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機為1.0； ?e—發(fā)電機效率，一般為0.70—0.98； ?—空氣密度，kg/m3；

A—風(fēng)力發(fā)電機葉輪旋轉(zhuǎn)一周所掃過的面積，m2； V—風(fēng)速，m/s。

2.2 貝茨（Betz）理論

第一個關(guān)于風(fēng)輪的完整理論是由德國哥廷根研究所的A·貝茨于1926年建立的。

貝茨假定風(fēng)輪是理想的，也就是說沒有輪轂，而葉片數(shù)是無窮多，并且對通過風(fēng)輪的氣流沒有阻力。因此這是一個純粹的能量轉(zhuǎn)換器。此外還進一步假設(shè)氣流在整個風(fēng)輪掃掠面上的氣流是均勻的，氣流速度的方向無論在風(fēng)輪前后還是通過時都是沿著風(fēng)輪軸線的。

通過分析一個放置在移動空氣中的“理想”風(fēng)輪得出風(fēng)輪所能產(chǎn)生的最大功率為

—空氣密度，kg/m3；

（4）

式中：Pmax—風(fēng)輪所能產(chǎn)生的最大功率；

A—風(fēng)力發(fā)電機葉輪旋轉(zhuǎn)一周所掃過的面積，m2； V—風(fēng)速，m/s。

這個表達式稱為貝茨公式。其假定條件是風(fēng)速與風(fēng)輪軸方向一致并在整個風(fēng)輪掃掠面上是均勻的[2]。將(4)式除以氣流通過掃掠面A時風(fēng)所具有的動能，可推得風(fēng)力機的理論最大效率

（5）

(5)式即為有名的貝茲（Betz）理論的極限值。它說明，風(fēng)力機從自然風(fēng)中所能索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉(zhuǎn)動能。

能量的轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致功率的下降，它隨所采用的風(fēng)力機和發(fā)電機的型式而異，因此，風(fēng)力機的實際風(fēng)能利用系數(shù)Cp<0.593[3]。

2.3 溫度、大氣壓力和空氣密度

通過溫度計和氣壓計測試出實驗地點的環(huán)境溫度和大氣壓，由下式計算出空氣密度。

（6）

式中：ρ—空氣密度，kg/m3； h—當?shù)卮髿鈮毫?，Pa； t—溫度，℃。

從空氣密度公式可以看出，空氣密度的大小與大氣壓力、溫度有關(guān)。

2.4 風(fēng)力機的主要組成

1)小型風(fēng)力發(fā)電機

小型水平軸風(fēng)力機主要組成部分有：風(fēng)輪、發(fā)電機、塔架、調(diào)向機構(gòu)、蓄能系統(tǒng)、逆變器等。（1）風(fēng)輪 風(fēng)輪是風(fēng)力機從風(fēng)中吸收能量的部件，其作用是把空氣流動的動能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機械能。水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪是由1~3個葉片組成的。葉片的結(jié)構(gòu)形式多樣，材料因風(fēng)力機型號和功率大小而定，如木心外蒙玻璃鋼葉片、玻璃纖維增強塑料樹脂葉片等。

（2）發(fā)電機

在風(fēng)力發(fā)電機中，已采用的發(fā)電機有3種，即直流發(fā)電機、同步交流發(fā)電機和異步交流發(fā)電機。小型風(fēng)力發(fā)電機多采用同步或異步交流發(fā)電機，發(fā)出的交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電。

（3）塔架

塔架用于支撐 發(fā)電機和調(diào)向機構(gòu)等。因風(fēng)速隨離地面的高度增加而增加，塔架越高，風(fēng)輪單位面積捕捉的風(fēng)能越多，但造價、安裝費等也隨之加大。

（4）調(diào)向機構(gòu)

垂直軸風(fēng)力機可接受任何方向吹來的風(fēng)，因此不需要調(diào)向機構(gòu)。對于水平軸風(fēng)力機，為了得到最高的風(fēng)能利用效率，應(yīng)用風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)常對準風(fēng)向，需要對風(fēng)裝置。常用的調(diào)向機構(gòu)主要有尾舵、舵輪、電動對風(fēng)裝置。

（5）限速機構(gòu)

當風(fēng)速高于風(fēng)力機的設(shè)計風(fēng)速時，為了防止葉片損壞，需要對風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進行控制。（6）貯能裝置

貯能裝置對獨立運行的小型風(fēng)力機是十分重要的。其貯能方式有熱能貯能、化學(xué)能貯存。（7）逆變器

用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以滿足交流電氣設(shè)備用電的要求。2)大型風(fēng)力發(fā)電機

大型風(fēng)力發(fā)電機組由兩大部分組成：氣動機械部分和電氣部分。氣動機械部分包括風(fēng)輪、低速軸、增速齒輪箱、高速軸，其功能是驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能。電氣部分包括異步發(fā)電機、電力電子變頻器、變壓器和電網(wǎng)，其功能是將機械能轉(zhuǎn)換為頻率恒定的電能。近年來，又研制成功了直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組（無增速齒輪箱）。風(fēng)力機與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

3.1 風(fēng)力機與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展史

風(fēng)能，是人類最早使用的能源之一。遠在公元前2000年，埃及、波斯等國已出現(xiàn)帆船和風(fēng)磨，中世紀荷蘭與美國已有用于排灌的水平軸風(fēng)車。我國是世界上最早利用風(fēng)能的國家之一，早在距今1800年前，我國就有風(fēng)力提水的記載。1890年丹麥的P·拉庫爾研制成功了風(fēng)力發(fā)電機，1908年丹麥已建成幾百個小型風(fēng)力發(fā)電站。自二十世紀初至二十世紀六十年代末，一些國家對風(fēng)能資源的開發(fā)，尚處于小規(guī)模的利用階段[4]。

隨著大型水電、火電機組的采用和電力系統(tǒng)的發(fā)展，1970年以前研制的中、大型風(fēng)力發(fā)電機組因造價高和可靠性差而逐漸被淘汰，到二十世紀六十年代末相繼都停止了運轉(zhuǎn)。這一階段的試驗研究表明，這些中、大型機組一般在技術(shù)上還是可行的，它為二十世紀七十年代后期的大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1980年以來，國際上風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)日益走向商業(yè)化。主要機組容量有300kW、600kW、750kW、850kW、1MW、2MW。1991年丹麥在Vindeby建成了世界上第一個海上風(fēng)電場，由11臺丹麥Bonus 450kW單機組成，總裝機4.95MW。隨后荷蘭、瑞典、英國相繼建成了自己的海上風(fēng)電場。

目前，已經(jīng)備離岸風(fēng)力發(fā)電設(shè)備商業(yè)生產(chǎn)能力的廠家，主要有丹麥的Vestas（包括被其整合的NEG-Micon），美國的GE風(fēng)能，德國的Nordex、Repower、Pfleiderer/Prokon、Bonus和德國著名的Enercon公司。單機額定功率覆蓋范圍從2MW、2.3MW、3.6MW、4.2MW、4.5MW到5MW。葉輪直徑從80m、82.4m、100m、110m、114m、116m到126m。

3.2 風(fēng)力機的種類

風(fēng)力發(fā)電機是把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，鑒于風(fēng)力發(fā)電機種類繁多，因此分類法也是多種。按葉片數(shù)量分，單葉片，雙葉片，三葉片，四葉片和多葉片；按主軸與地面的相對位置分，水平軸、垂直軸(立軸)式；按槳葉工作原理分，升力型、阻力型。目前風(fēng)力發(fā)電機三葉片水平軸類型居多。

水平軸風(fēng)力機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行，如圖1所示；垂直軸風(fēng)力機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向，如圖2所示。國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

4.1 世界風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

目前，中、大型風(fēng)力發(fā)電機組已在世界上40多個國家陸地和近海并網(wǎng)運行，風(fēng)電增長率比其它電源增長率高的趨勢仍然繼續(xù)。如表1所示，截止2005年12月31日世界裝機容量已達58,982MW，年裝機容量為11,310MW，增長率為24%；風(fēng)力發(fā)電量占全球電量的1%，部分國家及地區(qū)已達20%甚至更多。2005年世界風(fēng)電累計裝機容量最多的十個國家見表2，前十名合計51750.9MW，約占世界總裝機容量的87.7%。

2005年國際風(fēng)電市場份額的分布多樣化進程呈持續(xù)發(fā)展趨勢：有11個國家的裝機容量已高于1,000MW，其中7個歐洲國家（德國、西班牙、意大利、丹麥、英國、荷蘭、葡萄牙），3個亞洲國家（印度、中國、日本），還有美國。亞洲正成為發(fā)展全球風(fēng)電的新生力量，其增長率為48%[5]。

2002年歐洲風(fēng)能協(xié)會（EWEA）與綠色和平組織（Greenpeace International）發(fā)表了一份標題為“風(fēng)力 12（Wind Force 12）”的報告，勾畫了風(fēng)電在2020年達到世界電量12%的藍圖。報告聲明這份文件不是預(yù)測，而是從世界風(fēng)能資源、世界電力需求的增長和電網(wǎng)容量、風(fēng)電市場發(fā)展趨勢和潛在的增長率、與核電和大水電等其他電源技術(shù)發(fā)展歷程的比較以及減排CO2等溫室氣體的要求，論證了風(fēng)電達到世界電量12%的可能性。報告還指出中國2020年風(fēng)電裝機有可能達到1.7億千瓦[6]、[7]。

國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

根據(jù)國家氣象科學(xué)院的估算[8]，我國陸地地面10米高度層風(fēng)能的理論可開發(fā)量為32億kW，實際可開發(fā)量為2.53億kW。海上風(fēng)能可開發(fā)量是陸地風(fēng)能儲量的3倍。內(nèi)蒙古 實際可開發(fā)量

0.618億kW 西藏

實際可開發(fā)量

0.408億kW 新疆

實際可開發(fā)量

0.343億kW 青海

實際可開發(fā)量

0.242億kW 黑龍江

實際可開發(fā)量

0.172億kW

2005年中國除臺灣省外新增風(fēng)電機組592臺，裝機容量50.3萬kW。與2004年當年新增裝機19.8萬kW相比，2005年當年新增裝機增長率為254%。

截至2005年底，中國除臺灣省外累計風(fēng)電機組1864臺，裝機容量126.6萬kW，風(fēng)電場62個。分布在15個?。ㄊ?、自治區(qū)、特別行政區(qū)），它們按裝機容量排序如表3所示。與2004年累計裝機76.4萬kW相比，2005年累計裝機增長率為65.6%。2005年風(fēng)電上網(wǎng)電量約15.3億kW.h[9]。

中國“十一五”國家科技支撐計劃重大項目“大功率風(fēng)電機組研制與示范”支持1.5~2.5MW、2.5MW以上雙饋式變速恒頻風(fēng)電機組的研制；1.5~2.5MW、2.5MW以上直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)電機組的研制；1.5MW以上風(fēng)電機組葉片、齒輪箱、雙饋式發(fā)電機、直驅(qū)式永磁發(fā)電機的研制及產(chǎn)業(yè)化；1.5MW以上雙饋式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器、直驅(qū)式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制及產(chǎn)業(yè)化；近海風(fēng)電場建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)的研究；近海風(fēng)電機組安裝及維護專用設(shè)備的研制；大型風(fēng)電機組相關(guān)標準制定及風(fēng)電技術(shù)發(fā)展分析等16個課題的研究[10]。“十一五”末，我國風(fēng)電技術(shù)的自主研發(fā)能力將接近世界前沿水平。

4.3小型風(fēng)力發(fā)電機

4.3.1小型風(fēng)力發(fā)電機行業(yè)現(xiàn)狀

作為農(nóng)村可再生能源主要支柱之一的小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在2005得到長足的發(fā)展，從事小型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的開發(fā)、研制、生產(chǎn)單位達到70家。據(jù)23個生產(chǎn)企業(yè)報表統(tǒng)計，2005年共生產(chǎn)30kW以下獨立運行的小型風(fēng)力發(fā)電機組共33,253臺，比上年增長34.4%，其中200W、300W、500W機組共生產(chǎn)24,123臺，占全年總產(chǎn)量的72.5%；15個單位共出口小型風(fēng)力發(fā)電機組5,884臺，比上年增長40.7%，創(chuàng)匯282.7萬美元，主要出口到菲律賓、越南等24個國家和地區(qū)。并且，由于汽油、柴油、煤油價格飛漲，且供應(yīng)渠道不暢通，內(nèi)陸、江湖、漁船、邊防哨所、部隊、氣象站和微波站等使用柴油發(fā)電機的用戶逐步改用風(fēng)力發(fā)電機或風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)。

4.3.2 小型風(fēng)力發(fā)電機行業(yè)發(fā)展趨勢

1)由于廣大農(nóng)牧民生活水平提高、用電量不斷增加，因此小型風(fēng)力發(fā)電機組單機功率在繼續(xù)提高，50W機組不再生產(chǎn)，100W、150W機組產(chǎn)量逐年下降，而200W、300W、500W和1kW機組逐年增加，占總年產(chǎn)量的80%。

2)由于廣大農(nóng)民迫切希望不間斷用電，因此“風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)”的推廣應(yīng)用明顯加快，并向多臺組合式發(fā)展，成為今后一段時間的發(fā)展方向。

3)隨著國家《可再生能源法》及《可再生能源產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》的制定，相繼還會有多種配套措施及稅收優(yōu)惠扶植政策出臺，必將提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)積極性，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4)目前我國尚有2.8萬個村、700萬戶、2,800萬人口沒有用上電，且分散居住在邊遠山區(qū)、農(nóng)牧區(qū)、常規(guī)電網(wǎng)很難達到，有關(guān)專家分析700萬無電用戶中、300萬戶可用微水電解決用電，而400萬戶可以用小型風(fēng)力發(fā)電或風(fēng)光互補發(fā)電，滿足農(nóng)牧民用電需要[11]。4.3.3濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機

濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源技術(shù)研究所研制，已獲得中國實用新型專利（專利號：ZL94244155.9）。該型風(fēng)電機組將稀薄的風(fēng)能經(jīng)濃縮風(fēng)能裝置加速、整流和均勻化后驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電，從而提高了風(fēng)能的能流密度，降低了自然風(fēng)的湍流度，改善了風(fēng)能的不穩(wěn)定等弱點，提高了風(fēng)能品位，降低了風(fēng)電度電成本。該風(fēng)力發(fā)電機具有的切入風(fēng)速低、發(fā)電量大、噪音低、安全性高、壽命長、度電成本低等特點。濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機可獨立運行、風(fēng)光互補運行、多機聯(lián)網(wǎng)運行和并入低壓電網(wǎng)運行?，F(xiàn)已研制開發(fā)的系列產(chǎn)品有200W、300W、600W、1kW、2kW等機組。濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機經(jīng)過中試后，可以向中、大型機組發(fā)展。這種新型風(fēng)電技術(shù)在中國和世界的應(yīng)用，將有效地提高風(fēng)電系統(tǒng)的供電水平和質(zhì)量，有效地利用低品位的風(fēng)能，提高風(fēng)電商品競爭力，具有重要的經(jīng)濟益和生態(tài)環(huán)保效益[12]。結(jié)

論

在今后的20年內(nèi)，國際上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)將是增長速度最快的產(chǎn)業(yè)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也將進入快速發(fā)展的黃金時期；在中國，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組裝機容量增長速度將明顯加快，令世界矚目，離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)展的地域廣、潛力大，裝機總?cè)萘孔罱K將超過并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組。

田德，吉林松原人，1958年8月生。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，華北電力大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。1985年赴日本留學(xué)，1992年9月獲得日本明星大學(xué)電氣工程學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會理事、中國太陽能學(xué)會理事、《太陽能學(xué)報》編委、全國“百千萬人才工程”第一、二層次人選。享受國務(wù)院政府特殊津貼。省級中青年突貢專家。省級優(yōu)秀留學(xué)回國人員。主持完成的項目獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進步一等獎1項，已獲得中國實用新型專利1項。正申請國家發(fā)明專利3項。發(fā)表研究論文50余篇，多篇被EI收錄。主持完成和正在主持的科研項目有：3項國家自然科學(xué)基金資助項目、3項國際合作項目、1項國家“十一五”科技攻關(guān)項目、9項省部級項目、3項橫向項目。現(xiàn)從事離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和可再生能源利用的研究。

[參考文獻] [1]賀德馨.2020年中國的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究[J].科技和產(chǎn)業(yè),2004,4(1):36.[2][法]D·勒古里雷斯(著),施鵬飛(譯).風(fēng)力機的理論與設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1987:31~33.[3]葉杭冶.風(fēng)力發(fā)電機組的控制技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006:11~13.[4]陳云程,陳孝耀,朱成名,等.風(fēng)力機設(shè)計與應(yīng)用[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1990:1~11,48~51 [5]世界風(fēng)能協(xié)會.2005年全球風(fēng)能統(tǒng)計[J].中國風(fēng)能，2006（1）：17~20

[6] The European Wind Energy Association, Greenpeace International.Wind Force 12.2002.http://，2006.12.17.[11]李德孚.2005年小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國風(fēng)能,2006,(2):9～11 [12]田

德,王海寬，韓巧麗.濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機的研究與進展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(增刊)，中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會第七次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)年會論文集，2003,19:177～181.

第五篇：風(fēng)力發(fā)電簡介（定稿）

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風(fēng)力發(fā)電簡介

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過風(fēng)車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來發(fā)電。

風(fēng)是一種潛力很大的新能源，人們也許還記得，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂風(fēng)力發(fā)電圖暴大風(fēng)，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風(fēng)[1]在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力(即750萬千瓦;一馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計過，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來發(fā)電，開發(fā)新能源。

利用風(fēng)力發(fā)電的嘗試，早在本世紀初就已經(jīng)開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù)，成功地研制了一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置。這種小型風(fēng)力發(fā)電機，廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機的發(fā)電成本低得多。不過，當時的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。

目前，據(jù)了解，國外已生產(chǎn)出15，40，45，100，225千瓦的風(fēng)力發(fā)電機了。1978年1月，美國在新墨西哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成的200千瓦風(fēng)力發(fā)電機，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達2000千瓦，風(fēng)車高57米，所發(fā)電量的75%送入電網(wǎng)，其余供給附近的一所學(xué)校用。

1979年上半年，美國在北卡羅來納州的藍嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車。這個風(fēng)車有十層樓高，風(fēng)車鋼葉片的直徑60米;葉片安裝在一個塔型建筑物上，因此風(fēng)車可自由轉(zhuǎn)動并從任何一個方向獲得電力;風(fēng)力時速在38公里以上時，發(fā)電能力也可達2000千瓦。由于這個丘陵地區(qū)的平均風(fēng)力時速只有29公里，因此風(fēng)車不能全部運動。據(jù)估計，即使全年只有一半時間運轉(zhuǎn)，它就能夠滿足北卡羅來納州七個縣1%到2%的用電需要。

風(fēng)力發(fā)電如何利用風(fēng)力來發(fā)電資料參考：