第一篇：玻璃鋼材料在風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用

玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用

摘要：本文簡單介紹了玻璃鋼復(fù)合材料的特點(diǎn),以及玻璃鋼制品在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域常用的成型工藝；重點(diǎn)敘述了玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙罩、整流罩及其他附件中的應(yīng)用；提出了目前玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)電發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用存在的問題。具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵字：玻璃鋼復(fù)合材料、風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙罩、整流罩

來自世界權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)：石油、天然氣、煤炭等儲(chǔ)量的開采年限分別僅有41、61.9、230。日益萎縮的燃料能源使得新能源的發(fā)展前景喜人，而新能源的清潔、環(huán)保和可再生的突出特點(diǎn)使得其利用與發(fā)展在全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展大局中不斷升溫。上世紀(jì)70年代以來，新能源開發(fā)利用受到世界各國的普遍重視，許多國家都將開發(fā)利用新能源作為提高能源安全、應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑。最近幾年，隨著國際石油價(jià)格的大幅攀升以及《京都議定書》的生效，新能源發(fā)展愈加成為國際能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

從目前新能源的資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平來看，水能、風(fēng)能、生物能和太陽能已經(jīng)成為發(fā)展重點(diǎn)。其中，風(fēng)電技術(shù)已基本成熟，開發(fā)成本接近常規(guī)能源，未來將會(huì)繼續(xù)保持較快的發(fā)展速度。到2006年底，世界風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到了7500萬千瓦，過去10年中年均增長28%，已成為繼火電、水電和核電之后的第四大主要發(fā)電電源。

在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域玻璃鋼復(fù)合材料扮演著重要角色，它是風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、機(jī)艙罩、整流罩等部件的主要制作材料，它的性能好壞直接決定著風(fēng)機(jī)的工作效率和使用壽命。因此，研究玻璃鋼復(fù)合材料的特點(diǎn)、性能、制作工藝、常用制品并能在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域有效的加以利用具有一定的使用價(jià)值和重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.玻璃鋼復(fù)合材料 1)玻璃鋼復(fù)合材料簡介

玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料。它是以玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。玻璃纖維是由不同成分的玻璃為原料，經(jīng)熔融后拉絲制得的，其直徑為0.1～30微米不等,它是應(yīng)用很廣的一種無機(jī)材料。

用于玻璃鋼的玻璃纖維主要是玻璃布、玻璃帶、玻璃纖維合股紗和攻璃纖維表面氈等。在玻璃鋼中，樹脂則是基體材料。通常樹脂合顯約為玻璃鋼制品重量的20～80％。樹脂的性能對(duì)玻璃鋼的性能有著直接的影響。常用的熱固性樹脂中，主要有不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。而目前用得最多的是不飽和聚酯樹脂，環(huán)氧樹脂及酚醛樹脂次之。不同的樹脂對(duì)應(yīng)不同的玻璃鋼制品，其性能有著明顯的差異。相對(duì)聚酯玻璃鋼來說，環(huán)氧玻璃鋼機(jī)械性能、耐腐蝕性都比較優(yōu)越，但其成型較為困難，價(jià)格昂貴，毒性大。在風(fēng)電領(lǐng)域環(huán)氧玻璃鋼主要用于葉片的制作，聚酯玻璃鋼用于機(jī)艙罩、整流罩等其他玻璃鋼零部件的制作。2)玻璃鋼復(fù)合材料的特點(diǎn)

a)輕質(zhì)高強(qiáng) 相對(duì)密度在1.5～2.0之間，只有碳鋼的1/4～1/5，可是拉伸強(qiáng)度卻接近，甚至超過碳素鋼，而比強(qiáng)度可以和高級(jí)合金鋼相比。

b)耐腐蝕性能好 FRP是良好的耐腐材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。是優(yōu)良的絕緣材料，用來制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。FRP熱導(dǎo)率低，是優(yōu)良的絕熱材料,室溫下為1.25～1.67kJ /(m·h·k)，只有金屬的1/100～1/1000。

c)可設(shè)計(jì)性好 可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，也可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能。

d)工藝性能優(yōu)良 以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。工藝簡單，可以一次成型，經(jīng)濟(jì)效果突出，尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品，更突出它的工藝優(yōu)越性。3)風(fēng)力發(fā)電中的玻璃鋼制品主要成型方法

a)手糊法 操作簡單、成本低，但產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，主要用于整體制品和機(jī)械強(qiáng)度不高的大型制品。目前手糊法是制作葉片、機(jī)艙罩、整流罩的主要成型方法。

b)真空導(dǎo)入法

真空導(dǎo)入法的原理是：一個(gè)真空袋與模具形成的耐壓密閉腔內(nèi)先填滿纖維增強(qiáng)材料，再用壓力將液態(tài)樹脂注入模腔使其浸透增強(qiáng)纖維，然后固化成型。密閉成型，產(chǎn)品尺寸和外型精度高，適合成型高質(zhì)量的復(fù)合材料整體構(gòu)件；制品表在光潔度高；成型效率高，環(huán)境污染小。工藝屬于半機(jī)械化的復(fù)合材料成型工藝，工人只需將設(shè)計(jì)好的纖維制品按照工藝要求鋪好，然后表面鋪設(shè)真空袋，與模具形成密閉腔，然后用空壓機(jī)抽真空并保持恒定壓力，使真空袋緊貼纖維制品，隨后注射已配比好的樹脂，注射樹脂時(shí)通過壓力表密切注意密閉腔內(nèi)壓力的變化，出現(xiàn)大的變化時(shí)應(yīng)立即停止注射樹脂，檢查密閉性并修復(fù)，這樣形成的產(chǎn)品氣泡少、樹脂淤積少、纖維得到了充分浸潤。與手糊工藝相比，不但節(jié)約了粘接工藝的各種工裝設(shè)備，而且節(jié)約了工作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)由于采用了低粘度樹脂浸潤纖維以及采用加溫固化工藝，大大提高了復(fù)合材料的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

c)夾層結(jié)構(gòu) 夾層結(jié)構(gòu)一般是由三層材料制成的復(fù)合材料，采用夾層構(gòu)方式是為了提高材料的有效利用率和減輕結(jié)構(gòu)重量、增加基體剛度。根據(jù)所用的芯材種類和形式的不同，分為泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、梯形和矩形帶頭作用層結(jié)構(gòu)、圓環(huán)形夾層結(jié)構(gòu)。2.玻璃鋼復(fù)合材料的應(yīng)用

a)葉片 葉片是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件,它的性能優(yōu)劣、設(shè)計(jì)好壞直接影響到配套的齒輪箱和發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和正常運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上分3個(gè)部分：第一部分為根部：材質(zhì)一般為金屬。第二部分為外殼：一般為玻璃鋼，通常是使用雙、多軸向織物為增強(qiáng)體與基體樹脂復(fù)合而成。織物可以具有不同的結(jié)構(gòu)，與不同的材料進(jìn)行復(fù)合，再用樹脂進(jìn)行連結(jié)，模塑成半個(gè)外殼。一對(duì)半個(gè)外殼粘在一起形成一個(gè)承載外殼，第三部分為龍骨，即加強(qiáng)筋或加強(qiáng)框，一般為玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，雙軸向經(jīng)編織物和多軸向經(jīng)編織物增強(qiáng)復(fù)合材料的基布比經(jīng)緯交織的機(jī)織物具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。這類軸向織物承受載荷的紗線系統(tǒng)按要求排列并綁縛在一起，因此能夠處于最佳的承載狀態(tài)。目前，大型風(fēng)機(jī)葉片主要采用玻璃纖維、玻璃纖維/碳纖維混雜、碳纖維等增強(qiáng)體的復(fù)合材料。由于玻璃纖維的價(jià)格僅為碳纖維價(jià)格的1/10左右，而玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料葉片因?yàn)槠滟|(zhì)量輕比強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、價(jià)格比較便宜等因素，還是大中型風(fēng)機(jī)葉片材料的主流。

b)機(jī)艙罩、整流罩 機(jī)艙罩、整流罩是風(fēng)力發(fā)電機(jī)抵抗惡劣環(huán)境的外殼，同時(shí)也給風(fēng)機(jī)維護(hù)人員提供了安全閉合的操作空間，它能防沙、防雨、防雷和保溫，起到保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)、輪轂及其電器元件的作用，它的性能好壞直接決

定著風(fēng)機(jī)的使用壽命。從材料角度分為兩部分玻璃鋼部分和非玻璃鋼部分（主要是金屬附件），玻璃鋼部分結(jié)構(gòu)又分為兩種：夾層結(jié)構(gòu)和全玻璃鋼結(jié)構(gòu)，罩體主要采用的是夾層結(jié)構(gòu)，夾芯以泡沫為主，在需要打孔來安裝附件的區(qū)域泡沫夾芯用密度較大、硬度較高的材料替代，常用的有木材或聚亞安酯材料。全玻璃鋼結(jié)構(gòu)主要用于強(qiáng)度要求比較高的連接法蘭和開口翻遍處。機(jī)艙罩、整流罩內(nèi)部布有 縱、橫加強(qiáng)筋，以增加罩體的強(qiáng)度和剛度，保證風(fēng)機(jī)能經(jīng)受住風(fēng)載、雪載、冰載等綜合載荷。

風(fēng)機(jī)排風(fēng)口罩、風(fēng)機(jī)高速軸護(hù)罩等小部件 小部件結(jié)構(gòu)簡單、量小、載荷要求不高，基本采用手糊法制作。3.存在的問題

雖然玻璃鋼復(fù)合材料在風(fēng)電領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用，但個(gè)人認(rèn)為以下的問題還是制約著其發(fā)展：(1)機(jī)艙罩、整流罩制作

目前國內(nèi)沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，在材料性能、載荷分析、制品要求等大多參考國內(nèi)外船級(jí)社的規(guī)定，嚴(yán)重制約著新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，加上國內(nèi)同行業(yè)間的技術(shù)壁壘，先進(jìn)的技術(shù)得不到廣泛推廣。(2)玻璃鋼制品最大的特點(diǎn)是易變形

如何能有效的控制大型制品的變形量并加以量化，是提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)難點(diǎn)。4.結(jié)論

玻璃鋼作為一種新型的工程材料擁有突出的性能，在風(fēng)電發(fā)電領(lǐng)域起著舉足輕重的作用；相信在不遠(yuǎn)的將來，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，玻璃鋼產(chǎn)業(yè)會(huì)成為我國一種新型的支柱產(chǎn)業(yè)。

第二篇：風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用

風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用

班級(jí)：材料工程111 學(xué)號(hào)：205110137 姓名：張宇

摘要：本文對(duì)中國風(fēng)能現(xiàn)狀及資源分布，近年來中國風(fēng)力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r以及復(fù)合材料在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；發(fā)展?fàn)顩r；復(fù)合材料；風(fēng)電葉片

Abstract:This review concerns about the stituation and resource distribution of windy energy in China,the development status of chinese wind power-generation enterprises and the application of composites in wind power-generation.Key words:Wind power-generation；Development status；Composites；Wind turbine blade 引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致能源消耗不斷增加，我們正面臨日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)。全球范圍的石油、天然氣能源逐漸枯竭，環(huán)境惡化等因素迫使我們尋找更加清潔、可持續(xù)發(fā)展的新能源，風(fēng)力發(fā)電應(yīng)運(yùn)而生。中國風(fēng)能資源非常豐富，主要集中在三北地區(qū)及東部沿海風(fēng)能豐富帶。

風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場巨大，競爭激烈。據(jù)估計(jì)，2006到2010年之間，我國風(fēng)電葉片的需求量大約在7000多片，2011到2020年的需求量則將達(dá)到驚人的50000片。巨大的市場前景使得目前風(fēng)機(jī)行業(yè)的競爭空前激烈。整機(jī)方面，目前國際市場格局已初步成型。2005年全球超過75％的市場份額被丹麥Vestas、西班牙Gamesa、德國Enercon和美國GE WIND四家企業(yè)占據(jù)，新進(jìn)入企業(yè)的生存空間不大；國內(nèi)的整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)中，新疆金風(fēng)、浙江運(yùn)達(dá)、大連重工集團(tuán)、東方汽輪機(jī)廠等幾家的市場前景被業(yè)界看好，這其中又以新疆金風(fēng)科技在國內(nèi)品牌中的市場份額最大。葉片市場的情況與整機(jī)基本類似，單是丹麥LM Glasfiber公司一家就占據(jù)了國際市場40%以上的份額，其產(chǎn)品被GE WIND、西門子、Repower、Nordex等公司全部或部分采用；另外Vestas和Enercon公司也擁有各自的葉片生產(chǎn)部門。國內(nèi)的葉片生產(chǎn)企業(yè)主要有中航保定惠騰、連云港中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)等。

風(fēng)電葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)最關(guān)鍵、最核心的部件之一．葉片的設(shè)計(jì)及其采用的材料決定著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能和功率，也決定著其電力成本及價(jià)格。復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用，實(shí)際上主要是在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用。風(fēng)電葉片占風(fēng)力發(fā)電整個(gè)系統(tǒng)成本的20%到30%。制造葉片的材料工藝對(duì)其成本有決定性影響，因此材料的選擇、制備工藝的優(yōu)化對(duì)風(fēng)電葉片十分重要。

1.中國風(fēng)能資源及其分布

1.1中國風(fēng)能資源

據(jù)有關(guān)研究成果預(yù)測(cè)，我國風(fēng)能僅次于俄羅斯和美國，居世界第三位，理論儲(chǔ)32260GW，陸地上離地10m高可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約為2.53億kw(依據(jù)陸地上離地10m高度資料計(jì)算)，近海(水深不超過10米)區(qū)域，離海面10米高度層可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約為7.5億kW，共計(jì)10億kW，風(fēng)能資源非常豐富。

1.2中國風(fēng)能資源分布

風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在東南沿海及附近島嶼以及“三北”(東北、華北、西北)地區(qū)。另外，內(nèi)陸也有個(gè)別風(fēng)能豐富點(diǎn)，海上風(fēng)能資源也非常豐富?！叭薄钡貐^(qū)包括東北3省、河北、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、西藏和新疆等省自治區(qū)近200km寬的地帶，風(fēng)功率密度在200~300W/m2以上，有的可達(dá)500W/m2以上，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約2億kW，約占全國陸地可利用儲(chǔ)量的79%。該地區(qū)風(fēng)電場地形平坦，交通方便，沒有破壞性風(fēng)速，是我國連成一片的最大風(fēng)能資源區(qū)，有利于大規(guī)模的開發(fā)風(fēng)電場。包括山東，廣西和海南等省市沿海近10km寬的地帶，年有效風(fēng)功率密度在200W/m2以上，沿海島嶼風(fēng)功率密度在500W/m2以上，風(fēng)功率密度線平行于海岸線，可開發(fā)利用儲(chǔ)量為0.11億kW，約占全國陸地可利用儲(chǔ)量的4%。東南沿海及其島嶼是我國風(fēng)能最佳豐富區(qū)。我國有海岸線1800km，島嶼6000多個(gè)，大有風(fēng)能開發(fā)利用的前景。

2.近年來中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2000至2009年10年間，中國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，風(fēng)能累計(jì)裝機(jī)的容量平均的怎張速度高達(dá)72.8%。從2005年起，總裝機(jī)容量的增長速度超過了100%。截止到2009年12月31日，中國（不含臺(tái)灣?。╋L(fēng)電累計(jì)裝機(jī)超過1000MW的省份超過9個(gè)，其中超過2000MW的省份4個(gè)，分別為內(nèi)蒙古(9196.2MW)河北(2788.1 MW)遼寧(2425.3MW)吉林(2063.9MW)內(nèi)蒙古2009年當(dāng)年新增裝機(jī)5545MW，累計(jì)裝機(jī)9196.2MW，實(shí)現(xiàn)150%的大幅度增長。

從風(fēng)電零部件制造方面來看，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年中國僅有6家風(fēng)力渦輪機(jī)制造商，2009年這一數(shù)字已提高到80家以上。已開始生產(chǎn)的內(nèi)資葉片企業(yè)52家，軸承企業(yè)16家，齒輪箱企業(yè)10家，變流器企業(yè)12家，塔筒生產(chǎn)企業(yè)則有近100家。其中，葉片制造企業(yè)中復(fù)連眾、中材科技年供貨已超過500套，中航惠騰年供貨超過2000套；軸承制造企業(yè)洛軸、瓦軸、天馬等已具備批量主軸軸承生產(chǎn)供應(yīng)能力齒輪箱制造企業(yè)中南高齒年產(chǎn)超過3000臺(tái)，大重減速機(jī)超過2000臺(tái)、重齒超過1000臺(tái)；

從風(fēng)電整機(jī)制造方面來看，2009年，華銳風(fēng)電、金風(fēng)科技和四川東汽繼續(xù)保持市場前“三甲“的位置，華銳新增裝機(jī)34.5萬kW，金風(fēng)新增裝機(jī)272.2萬kW，東汽新增裝機(jī)203.5萬kW。聯(lián)合動(dòng)力以裝機(jī)容量768MW，占中國新增市場5.6%的優(yōu)勢(shì)，排名全國第四。隨著國產(chǎn)整機(jī)產(chǎn)能釋放及零部件配套能力增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸將消除，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速；風(fēng)電設(shè)備市場呈現(xiàn)寡頭壟斷格局，避免了市場無序競爭，有利于領(lǐng)頭企業(yè)做大做強(qiáng)。2009年我國新增風(fēng)電裝機(jī)及累計(jì)裝機(jī)排名前10名制造企業(yè)市場份額。內(nèi)資變流器制造企業(yè)供應(yīng)能力增強(qiáng)，質(zhì)量獲得客戶認(rèn)可?？梢?，國內(nèi)風(fēng)電零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的繁榮景象。

2.2國家的優(yōu)惠政策

中國頒布的政策主要從兩個(gè)方面扶持風(fēng)電行業(yè)，一方面是通過財(cái)政補(bǔ)貼、電網(wǎng)全額收購、確定風(fēng)電并網(wǎng)價(jià)格，以保證風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目合理盈利，從經(jīng)紀(jì)商進(jìn)行促進(jìn)；另一方面是在國內(nèi)市場啟動(dòng)的同時(shí)，扶持風(fēng)機(jī)制造業(yè)發(fā)展，為中長期的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。歸納為一下四大點(diǎn)：

(1)風(fēng)電全額上網(wǎng)

2006年1月1日開始實(shí)施《可再生能源法》。該法要求電網(wǎng)企業(yè)為可再生能源電力上網(wǎng)提供方便，并全額收購符合標(biāo)準(zhǔn)的可再生能源電量，以使可再生能源電力企業(yè)得以生存，并逐步提高其能源市場的競爭力。

(2)財(cái)稅扶持

考慮到現(xiàn)階段可再生能源開發(fā)利用的投資成本比較高，《可再生能源法》還分別就設(shè)立可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金為加快技術(shù)開發(fā)和市場形成提供援助，為可再生能源開發(fā)利用項(xiàng)目提供有財(cái)政貼息優(yōu)惠的貸款，對(duì)列入可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目標(biāo)的項(xiàng)目提供稅收優(yōu)惠等扶持措施作了規(guī)定。

(4)上網(wǎng)電價(jià)

當(dāng)前風(fēng)電定價(jià)采用特許權(quán)招標(biāo)方式，導(dǎo)致一些企業(yè)以不合理的低價(jià)進(jìn)行投標(biāo)。風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)先后作出了三次修改，總的看來，電價(jià)在招標(biāo)中的比重有所減少；技術(shù)、國產(chǎn)化率等指標(biāo)有所加強(qiáng)；風(fēng)電政策已由過去的注重發(fā)電專項(xiàng)了注重扶持中國企業(yè)風(fēng)電設(shè)備制造。目前，有關(guān)部門正在抓緊研究風(fēng)電電價(jià)調(diào)整的具體辦法，調(diào)整的原則將有利于可再生能源的開發(fā)，特許權(quán)招標(biāo)的定價(jià)方式有可能改變，2008年1月第五期風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)采取中間價(jià)方式，就是一個(gè)最新的嘗試和探索，避免了惡性低價(jià)的競爭局面，有助于風(fēng)電電價(jià)開始向理性回歸，有利于整個(gè)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

(4)國產(chǎn)化率要求

2005年7月國家出臺(tái)了《關(guān)于風(fēng)電建設(shè)管理有關(guān)要求的通知》，明確規(guī)定了風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率要達(dá)到70%以上，為滿足要求的風(fēng)電場建設(shè)不許建設(shè)，進(jìn)口設(shè)備要按章納稅。2006年風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)原則規(guī)定：每個(gè)投標(biāo)人必須有一個(gè)風(fēng)電設(shè)備制造商參與，而且風(fēng)電設(shè)備制造商要向招標(biāo)人提供保證供應(yīng)復(fù)合75%國產(chǎn)化率風(fēng)電機(jī)組承諾函。投標(biāo)人在中標(biāo)后必須并且只能采用投標(biāo)書中所確定的制造商生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)。在政策扶持下，2007年風(fēng)機(jī)國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到56%，2010年風(fēng)機(jī)國產(chǎn)化率也達(dá)到85%以上。

2.3風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

我國海上資源豐富，發(fā)展海上風(fēng)電，將依托于風(fēng)能資源豐富的海域，同時(shí)以“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的方式進(jìn)行整體規(guī)劃和布局。目前，我國海上風(fēng)電開發(fā)已經(jīng)啟動(dòng)，國內(nèi)對(duì)大容量風(fēng)電機(jī)組的需求也在增加，國內(nèi)風(fēng)電制造企業(yè)紛紛開發(fā)大容量海上風(fēng)電機(jī)組。華銳、金風(fēng)、東汽、聯(lián)合動(dòng)力、湘電、明陽等都已開始5MW及以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)。相信隨著整機(jī)及零部件技術(shù)的不斷進(jìn)步，大容量海上風(fēng)電的規(guī)?；l(fā)展。

3.復(fù)合材料在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用

風(fēng)力發(fā)電裝置最核心的部分是葉片，葉片的結(jié)構(gòu)與性能將直接影響到風(fēng)力發(fā)電的效率及性能。風(fēng)電葉片的成本占整個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置成本的20%左右，因此采用廉價(jià)、性能優(yōu)異的復(fù)合材料成為了許多企業(yè)研究的方向?，F(xiàn)在使用比較多的復(fù)合材料有玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂，局部采用玻璃纖維或者碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂作為主承力結(jié)構(gòu)。

3.1碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其優(yōu)點(diǎn)

碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得的微晶石墨材料。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。它的比重不到鋼的1/4。碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500MP以上，是鋼的7~9倍?？估瓘椥阅Ａ繛椴牧系膹?qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000MPa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強(qiáng)度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大。碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高、無蠕變。耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差，容易損傷，在強(qiáng)酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時(shí)會(huì)發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此，碳纖維在使用前須進(jìn)行表面處理。

使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料能大幅度減少葉片的重量，而且比一般的玻璃纖維的增強(qiáng)體模量高3到8倍，可以用于大型風(fēng)機(jī)葉片。碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗疲勞特性，與樹脂混合后能夠抵抗惡劣的天氣條件。

3.2TM玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

TM玻璃纖維具有高強(qiáng)度、高模量的性能，具有較高的抗拉強(qiáng)度、彈性模量、耐疲勞強(qiáng)度、耐性和耐化學(xué)腐蝕性。其密度為2.59-2.63g/cm3，拉伸強(qiáng)度為3000~3200MPa,模量為84～86GPa。是大型風(fēng)電葉片的首選，但是其密度相比于上述的碳纖維增強(qiáng)體要高，所以其缺點(diǎn)是重量太大。TM玻璃纖維中不含硼和氟，是一種環(huán)保型的材料。

4.結(jié)論

我國是最早利用風(fēng)能的國家，國家對(duì)風(fēng)能這種清潔的可再生能源的高度重視，新型復(fù)合材料在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用有利于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國風(fēng)電業(yè)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的大規(guī)模高速發(fā)展階段。

參考文獻(xiàn) [1] 鐘方國，趙鴻漢.風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用[J].纖維復(fù)合材料，2007，(4)：17-24.[2] 楊文宏，高克強(qiáng)，薛忠民等.復(fù)合材料風(fēng)電葉片用增強(qiáng)材料[C].//玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì).2010.[3] 戴春暉，劉鈞，曾竟成等.復(fù)合材料風(fēng)電葉片的發(fā)展現(xiàn)狀及若干問題的對(duì)策[J].玻璃鋼/復(fù)合材料，2008，(1)：53-56.[4] 秦明，張坤，郭靖.中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述[C].//經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新-中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì).2010.[5] 李祖華.風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀和復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用（1）[J].高科技纖維與應(yīng)用，2008，(2):：8-33.[6] 鐘方國，趙鴻漢.風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及其復(fù)合材料的應(yīng)用[J].熱固性樹脂，2006：16-21.

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(duì)一次部分進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)視，控制和保護(hù)的部分

2.風(fēng)電場和常規(guī)電廠的區(qū)別：單機(jī)容量??；電能生產(chǎn)比較分散，發(fā)電機(jī)數(shù)目多；輸出的電壓等級(jí)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(jī)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(diǎn)，運(yùn)行方式改變時(shí)倒閘操作），熔斷絲（有故障電流時(shí)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(jī)人身及設(shè)備安全；鐵心中產(chǎn)生大量剩磁；長時(shí)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(yàn)；電氣選擇的環(huán)境因素；環(huán)境保護(hù)

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(hù)回路，用以啟動(dòng)時(shí)間繼電器的動(dòng)作或直接觸發(fā)斷路器分閘。

電流繼電器用于繼電保護(hù)裝置中的過電壓保護(hù)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(shí)，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(dòng)設(shè)備在移動(dòng)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(hù)：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(biāo)準(zhǔn)：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(bào)告

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

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(jìn)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(jī)單機(jī)額定功率最大已經(jīng)到5MW，葉輪直徑達(dá)到126m。截止2005年世界裝機(jī)容量已達(dá)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(dòng)者之一，其總裝機(jī)容量居世界第8位，2005年新增裝機(jī)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(duì)地球表面不均衡加熱而引起的“空氣流動(dòng)”，流動(dòng)空氣具有的動(dòng)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(duì)世界各國科技工作者具有極強(qiáng)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(duì)國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行論述。風(fēng)力發(fā)電基本知識(shí)

2.1 風(fēng)能的計(jì)算公式

空氣運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)能。風(fēng)能是指風(fēng)所具有的動(dòng)能。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪的斷面積為A，則當(dāng)風(fēng)速為V的風(fēng)流經(jīng)葉輪時(shí)，單位時(shí)間風(fēng)傳遞給葉輪的風(fēng)能為

（1）

其中：單位時(shí)間質(zhì)量流量m=ρAV

（2）

在實(shí)際中，式中：

PW—每秒空氣流過風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，一般為0.80—0.95，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)為1.0； ?e—發(fā)電機(jī)效率，一般為0.70—0.98； ?—空氣密度，kg/m3；

A—風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(gè)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(duì)通過風(fēng)輪的氣流沒有阻力。因此這是一個(gè)純粹的能量轉(zhuǎn)換器。此外還進(jìn)一步假設(shè)氣流在整個(gè)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(shí)都是沿著風(fēng)輪軸線的。

通過分析一個(gè)放置在移動(dòng)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(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)一周所掃過的面積，m2； V—風(fēng)速，m/s。

這個(gè)表達(dá)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(gè)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(shí)風(fēng)所具有的動(dòng)能，可推得風(fēng)力機(jī)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(jī)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(dòng)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(jī)和發(fā)電機(jī)的型式而異，因此，風(fēng)力機(jī)的實(shí)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(jì)和氣壓計(jì)測(cè)試出實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的環(huán)境溫度和大氣壓，由下式計(jì)算出空氣密度。

（6）

式中：ρ—空氣密度，kg/m3； h—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琍a； 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(jī)的主要組成

1)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

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

（2）發(fā)電機(jī)

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用同步或異步交流發(fā)電機(jī)，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(jī)和調(diào)向機(jī)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(jià)、安裝費(fèi)等也隨之加大。

（4）調(diào)向機(jī)構(gòu)

垂直軸風(fēng)力機(jī)可接受任何方向吹來的風(fēng)，因此不需要調(diào)向機(jī)構(gòu)。對(duì)于水平軸風(fēng)力機(jī)，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(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，需要對(duì)風(fēng)裝置。常用的調(diào)向機(jī)構(gòu)主要有尾舵、舵輪、電動(dòng)對(duì)風(fēng)裝置。

（5）限速機(jī)構(gòu)

當(dāng)風(fēng)速高于風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，為了防止葉片損壞，需要對(duì)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。（6）貯能裝置

貯能裝置對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的小型風(fēng)力機(jī)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(jī)

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由兩大部分組成：氣動(dòng)機(jī)械部分和電氣部分。氣動(dòng)機(jī)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(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電氣部分包括異步發(fā)電機(jī)、電力電子變頻器、變壓器和電網(wǎng)，其功能是將機(jī)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(jī)組（無增速齒輪箱）。風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

3.1 風(fēng)力機(jī)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(yuǎn)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(jì)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(jī)，1908年丹麥已建成幾百個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電站。自二十世紀(jì)初至二十世紀(jì)六十年代末，一些國家對(duì)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(jī)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(jī)組因造價(jià)高和可靠性差而逐漸被淘汰，到二十世紀(jì)六十年代末相繼都停止了運(yùn)轉(zhuǎn)。這一階段的試驗(yàn)研究表明，這些中、大型機(jī)組一般在技術(shù)上還是可行的，它為二十世紀(jì)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(jī)技術(shù)日益走向商業(yè)化。主要機(jī)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(gè)海上風(fēng)電場，由11臺(tái)丹麥Bonus 450kW單機(jī)組成，總裝機(jī)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(jī)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(jī)的種類

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，鑒于風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(duì)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(jī)三葉片水平軸類型居多。

水平軸風(fēng)力機(jī)，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(jī)，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(jī)組已在世界上40多個(gè)國家陸地和近海并網(wǎng)運(yùn)行，風(fēng)電增長率比其它電源增長率高的趨勢(shì)仍然繼續(xù)。如表1所示，截止2005年12月31日世界裝機(jī)容量已達(dá)58,982MW，年裝機(jī)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(dá)20%甚至更多。2005年世界風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量最多的十個(gè)國家見表2，前十名合計(jì)51750.9MW，約占世界總裝機(jī)容量的87.7%。

2005年國際風(fēng)電市場份額的分布多樣化進(jìn)程呈持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)：有11個(gè)國家的裝機(jī)容量已高于1,000MW，其中7個(gè)歐洲國家（德國、西班牙、意大利、丹麥、英國、荷蘭、葡萄牙），3個(gè)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(huì)（EWEA）與綠色和平組織（Greenpeace International）發(fā)表了一份標(biāo)題為“風(fēng)力 12（Wind Force 12）”的報(bào)告，勾畫了風(fēng)電在2020年達(dá)到世界電量12%的藍(lán)圖。報(bào)告聲明這份文件不是預(yù)測(cè)，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(shì)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(dá)到世界電量12%的可能性。報(bào)告還指出中國2020年風(fēng)電裝機(jī)有可能達(dá)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(shí)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(chǔ)量的3倍。內(nèi)蒙古 實(shí)際可開發(fā)量

0.618億kW 西藏

實(shí)際可開發(fā)量

0.408億kW 新疆

實(shí)際可開發(fā)量

0.343億kW 青海

實(shí)際可開發(fā)量

0.242億kW 黑龍江

實(shí)際可開發(fā)量

0.172億kW

2005年中國除臺(tái)灣省外新增風(fēng)電機(jī)組592臺(tái)，裝機(jī)容量50.3萬kW。與2004年當(dāng)年新增裝機(jī)19.8萬kW相比，2005年當(dāng)年新增裝機(jī)增長率為254%。

截至2005年底，中國除臺(tái)灣省外累計(jì)風(fēng)電機(jī)組1864臺(tái)，裝機(jī)容量126.6萬kW，風(fēng)電場62個(gè)。分布在15個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)、特別行政區(qū)），它們按裝機(jī)容量排序如表3所示。與2004年累計(jì)裝機(jī)76.4萬kW相比，2005年累計(jì)裝機(jī)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(jì)劃重大項(xiàng)目“大功率風(fēng)電機(jī)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(jī)組的研制；1.5~2.5MW、2.5MW以上直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制；1.5MW以上風(fēng)電機(jī)組葉片、齒輪箱、雙饋式發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)的研制及產(chǎn)業(yè)化；1.5MW以上雙饋式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器、直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)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(jī)組安裝及維護(hù)專用設(shè)備的研制；大型風(fēng)電機(jī)組相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定及風(fēng)電技術(shù)發(fā)展分析等16個(gè)課題的研究[10]?！笆晃濉蹦覈L(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(jī)

4.3.1小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dá)到70家。據(jù)23個(gè)生產(chǎn)企業(yè)報(bào)表統(tǒng)計(jì)，2005年共生產(chǎn)30kW以下獨(dú)立運(yùn)行的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組共33,253臺(tái)，比上年增長34.4%，其中200W、300W、500W機(jī)組共生產(chǎn)24,123臺(tái)，占全年總產(chǎn)量的72.5%；15個(gè)單位共出口小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組5,884臺(tái)，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(gè)國家和地區(qū)。并且，由于汽油、柴油、煤油價(jià)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(duì)、氣象站和微波站等使用柴油發(fā)電機(jī)的用戶逐步改用風(fēng)力發(fā)電機(jī)或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。

4.3.2 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

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(jī)組單機(jī)功率在繼續(xù)提高，50W機(jī)組不再生產(chǎn)，100W、150W機(jī)組產(chǎn)量逐年下降，而200W、300W、500W和1kW機(jī)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(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)”的推廣應(yīng)用明顯加快，并向多臺(tái)組合式發(fā)展，成為今后一段時(shí)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(huì)有多種配套措施及稅收優(yōu)惠扶植政策出臺(tái)，必將提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)積極性，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4)目前我國尚有2.8萬個(gè)村、700萬戶、2,800萬人口沒有用上電，且分散居住在邊遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)牧區(qū)、常規(guī)電網(wǎng)很難達(dá)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(bǔ)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(jī)

濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(shí)用新型專利（專利號(hào)：ZL94244155.9）。該型風(fēng)電機(jī)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(dòng)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(diǎn)，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(jī)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(diǎn)。濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可獨(dú)立運(yùn)行、風(fēng)光互補(bǔ)運(yùn)行、多機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和并入低壓電網(wǎng)運(yùn)行?，F(xiàn)已研制開發(fā)的系列產(chǎn)品有200W、300W、600W、1kW、2kW等機(jī)組。濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)過中試后，可以向中、大型機(jī)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(jì)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(jìn)入快速發(fā)展的黃金時(shí)期；在中國，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)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(jī)組發(fā)展的地域廣、潛力大，裝機(jī)總?cè)萘孔罱K將超過并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(huì)理事、中國太陽能學(xué)會(huì)理事、《太陽能學(xué)報(bào)》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(jí)中青年突貢專家。省級(jí)優(yōu)秀留學(xué)回國人員。主持完成的項(xiàng)目獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，已獲得中國實(shí)用新型專利1項(xiàng)。正申請(qǐng)國家發(fā)明專利3項(xiàng)。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(xiàng)目有：3項(xiàng)國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目、3項(xiàng)國際合作項(xiàng)目、1項(xiàng)國家“十一五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、9項(xiàng)省部級(jí)項(xiàng)目、3項(xiàng)橫向項(xiàng)目?，F(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(xiàn)] [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(jī)的理論與設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987:31~33.[3]葉杭冶.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)[M].北京:機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)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(huì).2005年全球風(fēng)能統(tǒng)計(jì)[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(jī)的研究與進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)(增刊)，中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)第七次全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)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(yùn)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(jì)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(jì)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(jì)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(jī)，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(jī)的發(fā)電成本低得多。不過，當(dāng)時(shí)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(jī)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(jī)，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(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達(dá)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(lán)嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車。這個(gè)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(gè)塔型建筑物上，因此風(fēng)車可自由轉(zhuǎn)動(dòng)并從任何一個(gè)方向獲得電力;風(fēng)力時(shí)速在38公里以上時(shí)，發(fā)電能力也可達(dá)2000千瓦。由于這個(gè)丘陵地區(qū)的平均風(fēng)力時(shí)速只有29公里，因此風(fēng)車不能全部運(yùn)動(dòng)。據(jù)估計(jì)，即使全年只有一半時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，它就能夠滿足北卡羅來納州七個(gè)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：