第一篇：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：材料工程111 學(xué)號：205110137 姓名：張宇

摘要：本文對中國風(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

社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致能源消耗不斷增加，我們正面臨日益嚴峻的能源形勢。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，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年的需求量則將達到驚人的50000片。巨大的市場前景使得目前風(fēng)機行業(yè)的競爭空前激烈。整機方面，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)，新進入企業(yè)的生存空間不大；國內(nèi)的整機生產(chǎn)企業(yè)中，新疆金風(fēng)、浙江運達、大連重工集團、東方汽輪機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)合材料集團等。

風(fēng)電葉片作為風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)最關(guān)鍵、最核心的部件之一．葉片的設(shè)計及其采用的材料決定著風(fēng)力發(fā)電機組的性能和功率，也決定著其電力成本及價格。復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用，實際上主要是在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用。風(fēng)電葉片占風(fēng)力發(fā)電整個系統(tǒng)成本的20%到30%。制造葉片的材料工藝對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，我國風(fēng)能僅次于俄羅斯和美國，居世界第三位，理論儲32260GW，陸地上離地10m高可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量約為2.53億kw(依據(jù)陸地上離地10m高度資料計算)，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)能儲量約為7.5億kW，共計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)陸也有個別風(fēng)能豐富點，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500W/m2以上，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約2億kW，約占全國陸地可利用儲量的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)利用儲量為0.11億kW，約占全國陸地可利用儲量的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，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)能累計裝機的容量平均的怎張速度高達72.8%。從2005年起，總裝機容量的增長速度超過了100%。截止到2009年12月31日，中國（不含臺灣?。╋L(fēng)電累計裝機超過1000MW的省份超過9個，其中超過2000MW的省份4個，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5545MW，累計裝機9196.2MW，實現(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，2004年中國僅有6家風(fēng)力渦輪機制造商，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，大重減速機超過2000臺、重齒超過1000臺；

從風(fēng)電整機制造方面來看，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34.5萬kW，金風(fēng)新增裝機272.2萬kW，東汽新增裝機203.5萬kW。聯(lián)合動力以裝機容量768MW，占中國新增市場5.6%的優(yōu)勢，排名全國第四。隨著國產(chǎn)整機產(chǎn)能釋放及零部件配套能力增強，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。2009年我國新增風(fēng)電裝機及累計裝機排名前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，質(zhì)量獲得客戶認可?？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方面扶持風(fēng)電行業(yè)，一方面是通過財政補貼、電網(wǎng)全額收購、確定風(fēng)電并網(wǎng)價格，以保證風(fēng)力發(fā)電項目合理盈利，從經(jīng)紀商進行促進；另一方面是在國內(nèi)市場啟動的同時，扶持風(fēng)機制造業(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：

(1)風(fēng)電全額上網(wǎng)

2006年1月1日開始實施《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)利用項目提供有財政貼息優(yōu)惠的貸款，對列入可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目標(biāo)的項目提供稅收優(yōu)惠等扶持措施作了規(guī)定。

(4)上網(wǎng)電價

當(dāng)前風(fēng)電定價采用特許權(quán)招標(biāo)方式，導(dǎo)致一些企業(yè)以不合理的低價進行投標(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；風(fēng)電政策已由過去的注重發(fā)電專項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)采取中間價方式，就是一個最新的嘗試和探索，避免了惡性低價的競爭局面，有助于風(fēng)電電價開始向理性回歸，有利于整個風(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)化率要達到70%以上，為滿足要求的風(fēng)電場建設(shè)不許建設(shè)，進口設(shè)備要按章納稅。2006年風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)原則規(guī)定：每個投標(biāo)人必須有一個風(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。在政策扶持下，2007年風(fēng)機國產(chǎn)化率已經(jīng)達到56%，2010年風(fēng)機國產(chǎn)化率也達到85%以上。

2.3風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

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，同時以“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的方式進行整體規(guī)劃和布局。目前，我國海上風(fēng)電開發(fā)已經(jīng)啟動，國內(nèi)對大容量風(fēng)電機組的需求也在增加，國內(nèi)風(fēng)電制造企業(yè)紛紛開發(fā)大容量海上風(fēng)電機組。華銳、金風(fēng)、東汽、聯(lián)合動力、湘電、明陽等都已開始5MW及以上風(fēng)力發(fā)電機組研發(fā)。相信隨著整機及零部件技術(shù)的不斷進步，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風(fēng)力發(fā)電裝置成本的20%左右，因此采用廉價、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聚酯樹脂、玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂，局部采用玻璃纖維或者碳纖維增強環(huán)氧樹脂作為主承力結(jié)構(gòu)。

3.1碳纖維增強復(fù)合材料及其優(yōu)點

碳纖維是由有機纖維經(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)合材料抗拉強度一般都在3500MP以上，是鋼的7~9倍。抗拉彈性模量為材料的強度與其密度之比可達到2000MPa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高，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，在強酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(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行表面處理。

使用碳纖維增強復(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體模量高3到8倍，可以用于大型風(fēng)機葉片。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玻璃纖維增強復(fù)合材料

TM玻璃纖維具有高強度、高模量的性能，具有較高的抗拉強度、彈性模量、耐疲勞強度、耐性和耐化學(xué)腐蝕性。其密度為2.59-2.63g/cm3，拉伸強度為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體要高，所以其缺點是重量太大。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)將進入一個嶄新的大規(guī)模高速發(fā)展階段。

參考文獻 [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，薛忠民等.復(fù)合材料風(fēng)電葉片用增強材料[C].//玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會.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)會年會.2010.[5] 李祖華.風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀和復(fù)合材料在風(fēng)機葉片上的應(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.

第二篇：風(fēng)力發(fā)電研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

風(fēng)力發(fā)電研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：本文首先針對風(fēng)力發(fā)電與其他能源的優(yōu)勢進行對比；接著闡述我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的研究現(xiàn)狀；再對我國未來風(fēng)力發(fā)電發(fā)展趨勢進行了分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；可再生能源；現(xiàn)狀；趨勢

The Status and Development Trend of Chinese Wind

Power Abstract: The wind power generation and the Other forms of energy are compared;The status of wind power in China are introduced;Our future wind power status are analyzed.Key words: wind power;renewable energy;present situation;status

引言

風(fēng)能是由地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同從而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。

隨著世界經(jīng)濟規(guī)模的不斷增大，世界能源消費量持續(xù)增長。能源危機的陰影正日益困擾著人類的生產(chǎn)和生活，世界上越來越多的國家也認識到，一個能夠持續(xù)發(fā)展的社會應(yīng)該是一個既能滿足社會的需要，而又不危及子孫后代前途的社會

[1]。節(jié)約能源，提高能源利用效率，盡可能多地利用潔凈能源替代高含碳量的礦物燃料，已成為世界利用能源的主題。近年來，人們已經(jīng)逐漸認識到風(fēng)力發(fā)電在減輕環(huán)境污染、調(diào)整電網(wǎng)中的能源結(jié)構(gòu)、解決偏遠地區(qū)居民用電問題等方面的突出作用，無論從調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，還是從商業(yè)化方面都促使人們開始重視發(fā)展風(fēng)力發(fā)電[2]。

1風(fēng)力發(fā)電與其他能源相比較有以下幾方面的優(yōu)勢

1.1全球擁有豐富的風(fēng)能資源

風(fēng)的產(chǎn)生式由于地球表面上的大氣受到太陽輻射引起部分空氣的流動，是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，風(fēng)能是地球與生俱來的資源。世界擁有巨大的風(fēng)能資源。據(jù)估計，世界風(fēng)能資源高達每53萬億千瓦時，預(yù)計到 2020年全球電力需求會上升至年25578萬億千瓦時, 也就是說全球風(fēng)能資源是世界預(yù)期電力需求的2倍[3]。

1.2風(fēng)能是可再生的清潔能源

風(fēng)能是不需要開采、運輸、不產(chǎn)生任何污染的清潔可再生能源。而且1臺單機容量1000千瓦的風(fēng)機與同容量火電裝機相比，每年可減排二氧化碳2000噸、二氧化硫10噸、二氧化氮6噸。僅2007年, 全球940億瓦風(fēng)機容量就將減少

[4]二氧化碳排放12200萬噸，相當(dāng)于20個大型燃煤發(fā)電站的排放量。

1.3風(fēng)機建造周期短、運行和維護成本低

風(fēng)力發(fā)電和其他發(fā)電方式相比，建設(shè)周期一般很短(1臺風(fēng)機的安裝時間不超過3個月)，1個50萬千瓦級的風(fēng)力發(fā)電廠建設(shè)期不到1年，而且安裝1臺投入運行1臺，裝機規(guī)模靈活。目前風(fēng)電廠造價為 8000-9000元/千瓦，其中，機組(設(shè)備)占75%，基礎(chǔ)設(shè)施占20%，其他為5%；風(fēng)能利用小時數(shù)在2700-3200小時/年，其風(fēng)電成本約0.45-0.6元/千瓦時。風(fēng)電機組的設(shè)計壽命一般為20-25年，其運行和維護費用一般相當(dāng)于風(fēng)電機組成本的 3%-5%[5]。

1.4風(fēng)力發(fā)電占地少，現(xiàn)場所需人員少

風(fēng)力發(fā)電相關(guān)建筑僅占風(fēng)力發(fā)電場約7%的土地，其余場地仍可供其他產(chǎn)業(yè)使用；可以靈活地建設(shè)在山丘、海邊、荒漠等地[6]。風(fēng)電廠建成后，現(xiàn)場幾乎不需要運行人員，可進行遠程控制操作。中國風(fēng)電發(fā)展的現(xiàn)狀

2.1中國風(fēng)力資源分布情況

我國風(fēng)能資源比較豐富。根據(jù)全國第2次風(fēng)能資源普查結(jié)果,中國陸地風(fēng)能離地面10米高度的經(jīng)濟可開發(fā)量2.53億千瓦, 離地面50米估計可能增大一倍。近海資源估計比陸地上大3倍,10米高經(jīng)濟可開發(fā)量約7.5億千瓦,50米高約15億千瓦

[7]。

我國的風(fēng)力資源主要分布在兩大風(fēng)帶: 一是三北地區(qū)(東北、華北和西北地區(qū))。包括東北3省和河北、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、西藏、新疆等省區(qū)近200千米寬的地帶, 可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約2億千瓦, 約占全國可利用儲量的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)模地開發(fā)風(fēng)電場。二是東部沿海陸地、島嶼及近岸海域。冬春季的冷空氣、夏秋的臺風(fēng), 都能影響到沿海及其島嶼, 是我國風(fēng)能最佳豐富區(qū), 年有效風(fēng)功率密度在200瓦/平方米以上。如臺山、平潭、東山、南鹿、大陳、嵊泗、南澳、馬祖、馬公、東沙等, 可利用小時數(shù)約在7000至8000小時。這一地區(qū)特別是東南沿海,由海岸向內(nèi)陸丘陵連綿, 風(fēng)能豐富地區(qū)僅在距海岸50千米之內(nèi)。另外, 內(nèi)陸地區(qū)還有一些局部風(fēng)能資源豐富區(qū)[8]。

從上述風(fēng)力資源分布情況來看, 中國有相當(dāng)大的地區(qū)有著豐富的風(fēng)能資源, 具有很大的開發(fā)利用價值, 商業(yè)化、規(guī)?；臐摿艽?。

2.2 風(fēng)電場發(fā)展迅速，建設(shè)規(guī)模不斷擴大

我國的風(fēng)力發(fā)電始于20世紀50年代后期，在吉林、遼寧、新疆等省建立了單臺容量在10kW以下的小型風(fēng)力發(fā)電場，但其后就處于停滯狀態(tài)。到了20世紀70年代中期以后，在世界能源危機的影響下，特別是在農(nóng)村、牧區(qū)、海島等地方對電力迫切需求的推動下，我國的一些地區(qū)和部門對風(fēng)力發(fā)電的研究、試點和推廣應(yīng)用又給予了重視與支持，但在這一階段，其風(fēng)電設(shè)備都是獨立運行的。直到1986

年，在山東榮城建成了我國第一座并網(wǎng)運行的風(fēng)電場后，從此并網(wǎng)運行的風(fēng)電場建設(shè)進入了探索和示范階段，但其特點是規(guī)模和單機容量均較小。到1990年已建成4座并網(wǎng)型風(fēng)電場，總裝機容量為4.215兆瓦，其最大單機容量為200千瓦。在此基礎(chǔ)上，風(fēng)力發(fā)電從1991年起開始步入了逐步推廣階段，到1995年，全國共建成了5座并網(wǎng)型風(fēng)電場，裝機總?cè)萘繛?6.1兆瓦，最大單機容量為500千瓦。1996年后，風(fēng)力發(fā)電進入了擴大建設(shè)規(guī)模的階段，其特點是風(fēng)電場規(guī)模和裝機容量均較大，最大單機容量為1500千瓦[9]。據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會最新統(tǒng)計，2007年中國除臺灣省外新增風(fēng)電機組3,144 臺。與2006 年相比，2007年當(dāng)年新增裝機增長率為145.8％，累計裝機增長率為126.6％。2008年又新增風(fēng)電裝機容量630萬千瓦,新增容量位列全球第2,僅次于美國.截至2008年底總裝機容量達到1215.3萬千瓦,同比增長106% ,總裝機容量超過了印度,位列全球第4,同時躋身世界風(fēng)電裝機容量超千萬千瓦的風(fēng)電大國行列.2007年中國除臺灣省外累計風(fēng)電機組6458

[10]臺，裝機容5890兆瓦。截至2010年底，我國新增風(fēng)電裝機1600萬千瓦，累計裝

機容量達到4182.7萬千瓦，均居世界第一，其中3100萬千瓦裝機實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。目前，甘肅酒泉、蒙東、蒙西、東北、河北、新疆、江蘇、山東等多個千萬千瓦風(fēng)電基地正有序推進，蒙西和甘肅酒泉風(fēng)電基地裝機均超過500萬千瓦，河北、吉林等多個地區(qū)裝機超過250萬千瓦。上海世博會期間，上海東海大橋10萬千瓦海上風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電，成為除歐洲之外世界上第一座海上風(fēng)電場。隨后，總規(guī)模100萬千瓦的海上風(fēng)電特許權(quán)項目也在江蘇啟動。2010年，風(fēng)電發(fā)電量達到450

[11]億千瓦時，比上年增長63%。

2.3 國家及政府有關(guān)部門重視和支持風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)電的迅速發(fā)展與國家的政策扶持密不可分?！笆晃濉睍r期，我國陸續(xù)出臺了《可再生能源法》、《關(guān)于風(fēng)電建設(shè)管理有關(guān)要求的通知》及《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》等一系列配套政策和實施細則，這些政策不僅為風(fēng)電長遠發(fā)展提供了法律保障、政策支持，也明確提出了裝備先行、市場化的發(fā)展戰(zhàn)略。截至目前，風(fēng)電企業(yè)享受所得稅“三免三減半”、“增值稅減免50%”、“即征即退”等一系列優(yōu)惠政策。除了國家推出的標(biāo)桿電價外，部分省份還另外推出風(fēng)電補貼，[12]山東、廣東的風(fēng)電上網(wǎng)電價均高于國家標(biāo)桿電價。

2.4 專業(yè)隊伍和國產(chǎn)化水平逐漸提高

風(fēng)力發(fā)電的“裝備先行”戰(zhàn)略使風(fēng)電快速發(fā)展[13]。據(jù)統(tǒng)計，2004年全國裝機的風(fēng)電設(shè)備中，進口設(shè)備占90%，2010年全國裝機的風(fēng)電設(shè)備中國產(chǎn)設(shè)備占90%。隨著國內(nèi)風(fēng)電市場的發(fā)展，有10余家風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，華銳、金風(fēng)等7家制造企業(yè)已經(jīng)躋身2010年世界風(fēng)電設(shè)備制造15強，其中華銳風(fēng)電已經(jīng)躍居世界第二。經(jīng)過多年的技術(shù)積累和資本投入，國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)水平不斷提高，兆瓦級風(fēng)機等科技難關(guān)被相繼攻克。

風(fēng)電設(shè)備的國產(chǎn)化，帶動了國內(nèi)風(fēng)電技術(shù)水平和運營質(zhì)量的快速提升。目前，國內(nèi)風(fēng)電機組普遍采用當(dāng)今世界主流技術(shù)，世界領(lǐng)先的3兆瓦機和海上風(fēng)電項目均在國內(nèi)落戶。單位千瓦造價已從“十一五”初期的7000元左右降到4000元以

[14]下，降幅達40%。

2010年全國累計風(fēng)電裝機容量已突破40000兆瓦，海上風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)正式起步。國內(nèi)風(fēng)電市場競爭形勢日趨激烈，使得企業(yè)在滿足國內(nèi)需求的基礎(chǔ)上，積

極拓展海外市場。中國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展前景廣闊，預(yù)計未來很長一段時間都將保持高速發(fā)展，同時盈利能力也將隨著技術(shù)的逐漸成熟穩(wěn)步提升?！笆濉逼陂g，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍將持續(xù)每年10000兆瓦以上的新增裝機速度，風(fēng)電場建設(shè)、[15]并網(wǎng)發(fā)電、風(fēng)電設(shè)備制造等領(lǐng)域成為投資熱點，市場前景看好。

3全球風(fēng)力發(fā)電的趨勢

風(fēng)力發(fā)電是一種主要的風(fēng)能利用形式，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)開展了多年，隨著能源環(huán)境的變化和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的成熟，未來幾年風(fēng)力發(fā)電將呈現(xiàn)新的趨勢。

3.1風(fēng)力發(fā)電投資成本降低

風(fēng)力發(fā)電相對于太陽能、生物質(zhì)等可再生能源技術(shù)更為成熟、成本更低、對環(huán)境破壞更小。在過去20多年里，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷取得突破，規(guī)模經(jīng)濟性日益明顯。

根據(jù)美國國家可再生能源實驗室NREL的統(tǒng)計，從1980年至2005年期間，風(fēng)力發(fā)電的成本下降超過90%，下降速度快于其他幾種可再生能源形式[16]。根據(jù)丹麥RIS國家研究實驗室對安裝在丹麥的風(fēng)力發(fā)電機組所進行的評估,從1981～2002年間，風(fēng)力發(fā)電成本由15.8歐分/千瓦時下降到4.04歐分/千瓦時，預(yù)計2010電成本下降至3歐分/千瓦時，2020年降低至2.34歐分/千瓦時[17]。

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的改進，風(fēng)力發(fā)電機組將越來越便宜和高效。增大風(fēng)力發(fā)電機組的單機容量就減少了基礎(chǔ)設(shè)施的投入費用，而且同樣的裝機容量需要更少數(shù)目的機組，這也節(jié)約了成本。隨著融資成本的降低和開發(fā)商的經(jīng)驗豐富，項目開發(fā)的成本也相應(yīng)得到降低。風(fēng)力發(fā)電機組可靠性的改進也減少了運行維護的平均成本。總體上，風(fēng)力發(fā)電成本將得到大幅降低[18]。

3.2風(fēng)力發(fā)電國產(chǎn)化必要性

實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)裝備國產(chǎn)化的目的是提高我國風(fēng)力發(fā)電裝備的制造能力和技術(shù)水平，降低風(fēng)力發(fā)電成本，提高市場競爭能力，為推動我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。加大風(fēng)力發(fā)電機組的國產(chǎn)化力度，一方面可為風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)采用國產(chǎn)設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)廉價的選擇；另一方面，也可迫使國外同類企業(yè)在參與我國市場競爭時大幅度降低產(chǎn)品價格。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)裝備國產(chǎn)化的指導(dǎo)思想是以市場為導(dǎo)向，以工程為依托，在引進消化吸收國際先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行創(chuàng)新提高，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備[19]。

風(fēng)力發(fā)電國產(chǎn)化水平日益提高，如全部實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組國產(chǎn)化，預(yù)計可降低風(fēng)力發(fā)電機組成本30%，在不改變其它條件的前提下，可使風(fēng)力發(fā)電成本降至0.332元/千瓦時。為此，國家必須加大科研開發(fā)投資力度，在目前條件下以風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)投資1.5%-3%的比例支持我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)科研開發(fā)和國產(chǎn)化是適宜的[20]。其重要意義不僅僅在于降低風(fēng)力發(fā)電成本，還將推動我國風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)業(yè)的形成，利用我們的優(yōu)勢走向國際市場。

3.3海上風(fēng)力發(fā)電將成為風(fēng)力發(fā)電的新視點

海上有豐富的風(fēng)能資源和廣闊平坦的區(qū)域，使得近海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成為近來研究和應(yīng)用的熱點。多兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組在近海風(fēng)力發(fā)電場的商業(yè)化運行是國內(nèi)外風(fēng)能利用的新趨勢。

國際上，到2003年末，圍繞歐洲海岸線的海上風(fēng)力發(fā)電總裝機已達到600兆瓦，其中大部分都集中在丹麥、瑞典、荷蘭和英國。目前最大的海上風(fēng)力發(fā)電場是位于丹麥南海岸的Nysted風(fēng)力發(fā)電場，容量為165.6兆瓦，由72臺Bonus2.3兆瓦海上風(fēng)力發(fā)電機組組成，于2003年12月開始發(fā)電。到2010年，歐洲海上風(fēng)力發(fā)電的裝機容量已達到10000兆瓦。海上風(fēng)速大且穩(wěn)定，年利用小時數(shù)可達到3000小時以上。同容量裝機，海上比陸上成本增加60%，電量增加50%以上。隨著風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，陸地上的風(fēng)機總數(shù)已經(jīng)趨于飽和，海上風(fēng)力發(fā)電場將成為未來發(fā)展的重點。海上發(fā)電是近年來國際風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。[21]

海上風(fēng)能資源儲量遠大于陸地風(fēng)能，儲量10米高度可利用的風(fēng)能資源超過7億千瓦，而且距離電力負荷中心很近。目前上海已開始海上風(fēng)力發(fā)電項目的建設(shè)，到2010年，上海的風(fēng)力發(fā)電總裝機容量將達到200－300兆瓦[22]。為達到這一目標(biāo)，第一座長距離跨海大橋東海大橋兩側(cè)將建成內(nèi)地首個海上風(fēng)力發(fā)電場。隨著海上風(fēng)力發(fā)電場技術(shù)的發(fā)展成熟，經(jīng)濟上可行，將來必然會成為重要的可持續(xù)能源。

3.4大型發(fā)電機組是風(fēng)力發(fā)電必然的趨勢

隨著現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電機組正不斷向大型化發(fā)展。2002年前后，國際風(fēng)力發(fā)電市場上主流機型已經(jīng)達到1500千瓦以上。目前，歐洲已批量安裝3600千瓦風(fēng)力發(fā)電機組，美國已研制成功7000千瓦風(fēng)力發(fā)電機組，而英國正在研制巨型風(fēng)力發(fā)電機組。目前風(fēng)力發(fā)電機組的規(guī)模一直在不斷增大，國際上主流的風(fēng)力發(fā)電機組已達到2-3兆瓦。國家2008年7月發(fā)改委共核準了222.45萬千瓦大型風(fēng)電項目，是2007年底全國累計裝機600萬千瓦的[23]37%。

大體上大型風(fēng)力發(fā)電機組有兩種發(fā)展模式。陸地風(fēng)力發(fā)電，其方向是低風(fēng)速發(fā)電技術(shù)，主要機型是2-5兆瓦的大型風(fēng)力發(fā)電機組，這種模式關(guān)鍵是向電網(wǎng)輸電。近海風(fēng)力發(fā)電，主要用于比較淺的近海海域，安裝5兆瓦以上的大型風(fēng)力發(fā)電機，布置大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電場，這種模式的主要制約因素是風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)劃和建設(shè)成本，但是近海風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢是明顯的，即不占用土地，海上風(fēng)力資源較好[24]。

4結(jié)論

風(fēng)力發(fā)電具有既能保證能源的有序利用，又能戰(zhàn)勝全球氣候變化，更有利于全球的環(huán)境資源保護的優(yōu)點。通過對我國風(fēng)能資源及利用狀況的調(diào)查，我國的風(fēng)能開發(fā)和利用已經(jīng)進入一個嶄新時期，尤其是小型風(fēng)機的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，效果也非常不錯，并且前景非常廣闊。我們要充分有效地利用風(fēng)能這種可再生、無污染、環(huán)保節(jié)凈的自然資源，通過致力于風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)創(chuàng)新與科研開發(fā)，使我國的風(fēng)力發(fā)電得到長足發(fā)展，使風(fēng)電在我國得到更加廣泛的應(yīng)用。

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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(biāo)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(dāng)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(dāng)?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(dāng)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(biāo)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(dāng)年新增裝機19.8萬kW相比，2005年當(dāng)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小⒆灾螀^(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(biāo)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?，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。

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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(dāng)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：