1、風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)能是由于大氣的運(yùn)動(dòng)而形成的一種能源形式，其能風(fēng)能是由于大氣的運(yùn)動(dòng)而形成的一種能源形式，其能量來自于大氣所吸收的太陽能。太陽輻射到地球的能量中量來自于大氣所吸收的太陽能。太陽輻射到地球的能量中有大約有大約20轉(zhuǎn)變成為風(fēng)能轉(zhuǎn)變成為風(fēng)能。 概概 述述 人類對于風(fēng)能利用的利用歷史久遠(yuǎn)，早在公元人類對于風(fēng)能利用的利用歷史久遠(yuǎn)，早在公元10世紀(jì)，世紀(jì)，波斯就出現(xiàn)了水平轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)磨，即以風(fēng)車為動(dòng)力的磨坊。波斯就出現(xiàn)了水平轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)磨，即以風(fēng)車為動(dòng)力的磨坊。公元公元12世紀(jì)，歐洲開始應(yīng)用風(fēng)車來抽水、捻磨谷物，此后，世紀(jì)，歐洲開始應(yīng)用風(fēng)車來抽水、捻磨谷物，此后，風(fēng)車一直是主要的動(dòng)力機(jī)械之一。到風(fēng)

2、車一直是主要的動(dòng)力機(jī)械之一。到19世紀(jì)中葉蒸汽機(jī)出世紀(jì)中葉蒸汽機(jī)出現(xiàn)之后，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用才逐漸減少。我國開始利用風(fēng)現(xiàn)之后，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用才逐漸減少。我國開始利用風(fēng)車作為動(dòng)力大約在車作為動(dòng)力大約在13世紀(jì)中葉。世紀(jì)中葉。 采用風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電的設(shè)想始于采用風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電的設(shè)想始于1890年丹麥的一項(xiàng)風(fēng)力年丹麥的一項(xiàng)風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃。在發(fā)電計(jì)劃。在20世紀(jì)世紀(jì)5060年代，由于內(nèi)燃機(jī)開始廣泛年代，由于內(nèi)燃機(jī)開始廣泛應(yīng)用，化石燃料成本低廉，而風(fēng)力發(fā)電成本較高，與使用應(yīng)用，化石燃料成本低廉，而風(fēng)力發(fā)電成本較高，與使用化石燃料發(fā)電相比不具有競爭力，使風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展化石燃料發(fā)電相比不具有競爭力，使風(fēng)力發(fā)

3、電技術(shù)的發(fā)展近于停止。近于停止。 發(fā)展經(jīng)過發(fā)展經(jīng)過 到到1973年石油危機(jī)之后，由于在西方國家出現(xiàn)化石燃料年石油危機(jī)之后，由于在西方國家出現(xiàn)化石燃料的短缺，開始了應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)開發(fā)風(fēng)能的時(shí)期。的短缺，開始了應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)開發(fā)風(fēng)能的時(shí)期。 風(fēng)力發(fā)電逐步走向規(guī)?；瘧?yīng)用還是在進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電逐步走向規(guī)模化應(yīng)用還是在進(jìn)入20世紀(jì)世紀(jì)90年代年代以后，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量開始以每年平均以后，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量開始以每年平均20%以上的速以上的速度增長，已成為世界上各種能源中增長最快的一種。度增長，已成為世界上各種能源中增長最快的一種。2008年全世界風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量為年全世界風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量為109G

4、W（約（約10萬萬MW，相當(dāng)于，相當(dāng)于100臺(tái)臺(tái)1000MW火力發(fā)電機(jī)組）火力發(fā)電機(jī)組） 風(fēng)力發(fā)電快速增長的原因在于兩個(gè)方面：一個(gè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電快速增長的原因在于兩個(gè)方面：一個(gè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力需求的快速增長和可持續(xù)發(fā)展的要求；另一個(gè)則是對電力需求的快速增長和可持續(xù)發(fā)展的要求；另一個(gè)則是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步、風(fēng)輪機(jī)的不斷優(yōu)化促進(jìn)了風(fēng)電風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步、風(fēng)輪機(jī)的不斷優(yōu)化促進(jìn)了風(fēng)電價(jià)格的降低。如今，風(fēng)電的價(jià)格在很多地方都表現(xiàn)出了很價(jià)格的降低。如今，風(fēng)電的價(jià)格在很多地方都表現(xiàn)出了很強(qiáng)的競爭力。強(qiáng)的競爭力。 由于化石燃料的價(jià)格呈總體上升趨勢，加之環(huán)保由于化石燃料的價(jià)格呈總體上升趨勢，加之環(huán)保

5、(除塵除除塵除汞、脫硫脫硝汞、脫硫脫硝)和二氧化碳減排的需要，化石燃料發(fā)電的和二氧化碳減排的需要，化石燃料發(fā)電的價(jià)格總體上是上漲的。因此，風(fēng)力發(fā)電將成為價(jià)格總體上是上漲的。因此，風(fēng)力發(fā)電將成為21世紀(jì)重要世紀(jì)重要的電源形式之一。的電源形式之一。原原 因因 2006年年10月，我國首臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)月，我國首臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的的1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在沈陽華創(chuàng)風(fēng)能有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在沈陽華創(chuàng)風(fēng)能有限公司正式出廠。該機(jī)組的研制是國家限公司正式出廠。該機(jī)組的研制是國家“863計(jì)劃重點(diǎn)開發(fā)扶持項(xiàng)目計(jì)劃重點(diǎn)開發(fā)扶持項(xiàng)目“兆瓦級變兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機(jī)組速恒頻風(fēng)電機(jī)組”的目標(biāo)技術(shù)和產(chǎn)品，機(jī)的目標(biāo)技術(shù)和產(chǎn)品，

6、機(jī)組的成功下線對于我國實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)力發(fā)電組的成功下線對于我國實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的國產(chǎn)化具有重要意義。此次機(jī)組的國產(chǎn)化具有重要意義。此次1.5MW變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制成功填補(bǔ)了我國變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制成功填補(bǔ)了我國該項(xiàng)技術(shù)的空白。該項(xiàng)技術(shù)的空白。( (1)1)離網(wǎng)型的小型分散風(fēng)力發(fā)電裝置。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的離網(wǎng)型的小型分散風(fēng)力發(fā)電裝置。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率較小，對風(fēng)速的適應(yīng)范圍廣，對氣候環(huán)境的適應(yīng)能力功率較小，對風(fēng)速的適應(yīng)范圍廣，對氣候環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，適合于家庭和邊遠(yuǎn)地區(qū)的小型用電負(fù)荷點(diǎn)。美國、德強(qiáng)，適合于家庭和邊遠(yuǎn)地區(qū)的小型用電負(fù)荷點(diǎn)。美國、德國、瑞典和法國等國家都生產(chǎn)這種單用戶小型風(fēng)

7、力發(fā)電裝國、瑞典和法國等國家都生產(chǎn)這種單用戶小型風(fēng)力發(fā)電裝置，我國則是生產(chǎn)和使用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)最多的國家。置，我國則是生產(chǎn)和使用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)最多的國家。風(fēng)力發(fā)電的兩種方式風(fēng)力發(fā)電的兩種方式(2)(2)并網(wǎng)型大型風(fēng)力發(fā)電裝置。并網(wǎng)型大型風(fēng)力發(fā)電裝置。建設(shè)并網(wǎng)風(fēng)電場是風(fēng)力發(fā)電建設(shè)并網(wǎng)風(fēng)電場是風(fēng)力發(fā)電規(guī)模化利用的主要方式規(guī)?；玫闹饕绞?，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率在，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率在100kW100kW以以上，目前主流產(chǎn)品的功率在上，目前主流產(chǎn)品的功率在5005001500kW1500kW，并且在向大型，并且在向大型化的方向繼續(xù)發(fā)展，最大的已經(jīng)達(dá)到化的方向繼續(xù)發(fā)展，最大的已經(jīng)達(dá)到6MW6MW。丹麥

8、、德國和丹麥、德國和法國法國是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)技術(shù)比較領(lǐng)先的國家。是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)技術(shù)比較領(lǐng)先的國家。 2.風(fēng)力發(fā)電裝置風(fēng)力發(fā)電裝置 風(fēng)力發(fā)電裝置包括三個(gè)主要部分，即風(fēng)風(fēng)力發(fā)電裝置包括三個(gè)主要部分，即風(fēng)力渦輪機(jī)力渦輪機(jī)(簡稱風(fēng)輪機(jī)簡稱風(fēng)輪機(jī))、傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)及發(fā)、傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)。其中，風(fēng)輪機(jī)是風(fēng)力發(fā)電裝置的核電機(jī)。其中，風(fēng)輪機(jī)是風(fēng)力發(fā)電裝置的核心，式樣很多。心，式樣很多。 這些風(fēng)輪機(jī)大體上可以分為兩種類型：一這些風(fēng)輪機(jī)大體上可以分為兩種類型：一種是槳葉繞種是槳葉繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的翼式風(fēng)輪機(jī)，這的翼式風(fēng)輪機(jī)，這種風(fēng)輪機(jī)又可以分為雙葉式、三葉式、多種風(fēng)輪機(jī)又可以分為雙葉式、三葉式、多葉

9、式，以及順風(fēng)式和迎風(fēng)式等；另一種是葉式，以及順風(fēng)式和迎風(fēng)式等；另一種是槳葉繞槳葉繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪機(jī)，如的風(fēng)輪機(jī)，如S型葉片式、型葉片式、達(dá)里厄達(dá)里厄(Darrieus)式等。式等。 水平軸的翼式風(fēng)力發(fā)電裝置主要由以下幾部分組成：葉輪、槳葉片、停車制動(dòng)器、發(fā)電機(jī)、機(jī)匣、塔架、調(diào)向器等(如圖所示)。 風(fēng)輪機(jī)的設(shè)計(jì)思想是盡可能降低生產(chǎn)電能風(fēng)輪機(jī)的設(shè)計(jì)思想是盡可能降低生產(chǎn)電能的成本。風(fēng)輪機(jī)的設(shè)計(jì)基于目標(biāo)風(fēng)場的風(fēng)的成本。風(fēng)輪機(jī)的設(shè)計(jì)基于目標(biāo)風(fēng)場的風(fēng)速條件，因此風(fēng)輪機(jī)一般被設(shè)計(jì)成在風(fēng)速速條件，因此風(fēng)輪機(jī)一般被設(shè)計(jì)成在風(fēng)速為為815ms時(shí)具有最佳的性能，即有最時(shí)具有最佳的性能，即有最大的電能產(chǎn)出

10、。大的電能產(chǎn)出。 同時(shí)，在強(qiáng)風(fēng)天氣時(shí)必須浪費(fèi)部分多余同時(shí)，在強(qiáng)風(fēng)天氣時(shí)必須浪費(fèi)部分多余風(fēng)能，以避免損壞風(fēng)機(jī)。所以所有的風(fēng)機(jī)風(fēng)能，以避免損壞風(fēng)機(jī)。所以所有的風(fēng)機(jī)都設(shè)計(jì)有某種能量控制裝置，以達(dá)到風(fēng)機(jī)都設(shè)計(jì)有某種能量控制裝置，以達(dá)到風(fēng)機(jī)的安全使用的目的。的安全使用的目的。 風(fēng)能是可再生能源形式，利用風(fēng)力發(fā)電有利于可持續(xù)發(fā)風(fēng)能是可再生能源形式，利用風(fēng)力發(fā)電有利于可持續(xù)發(fā)展。展。風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn) 有利于環(huán)境保護(hù)。在火電、核電和水電中，風(fēng)力發(fā)電和水有利于環(huán)境保護(hù)。在火電、核電和水電中，風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電類似，是最潔凈、污染最少和對環(huán)境影響最小的、可力發(fā)電類似，是最潔凈、污染最少和對環(huán)境影響

11、最小的、可再生的能源形式。燃煤電站會(huì)產(chǎn)生再生的能源形式。燃煤電站會(huì)產(chǎn)生CO2、NOX、SO2等對環(huán)等對環(huán)境有害的物質(zhì)。利用石油或天然氣發(fā)電也總有溫室氣體排放境有害的物質(zhì)。利用石油或天然氣發(fā)電也總有溫室氣體排放等問題。核電是相對清潔的能源形式，但核廢料及核設(shè)備報(bào)等問題。核電是相對清潔的能源形式，但核廢料及核設(shè)備報(bào)廢后的處理目前還沒有十分可靠而妥善的處理方法。廢后的處理目前還沒有十分可靠而妥善的處理方法。風(fēng)力發(fā)電優(yōu)點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電優(yōu)點(diǎn) 目前來看，風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模效應(yīng)比較明顯，在風(fēng)力發(fā)電目前來看，風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模效應(yīng)比較明顯，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量達(dá)機(jī)組單機(jī)容量達(dá)450kW以上時(shí)優(yōu)越性就會(huì)就顯示出來。國以上時(shí)

12、優(yōu)越性就會(huì)就顯示出來。國外風(fēng)電電價(jià)已接近甚至低于常規(guī)電源。在我國，如果能夠外風(fēng)電電價(jià)已接近甚至低于常規(guī)電源。在我國，如果能夠完成風(fēng)電設(shè)備的國產(chǎn)化，降低投資，則我國風(fēng)電電價(jià)有望完成風(fēng)電設(shè)備的國產(chǎn)化，降低投資，則我國風(fēng)電電價(jià)有望更低。更低。 間接產(chǎn)生不可再生能源利用和污染物排放。風(fēng)電本身是間接產(chǎn)生不可再生能源利用和污染物排放。風(fēng)電本身是清潔能源，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)過程、風(fēng)電場的建造和清潔能源，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)過程、風(fēng)電場的建造和安裝過程也會(huì)消耗常規(guī)能源，這個(gè)過程中就會(huì)有一些污染安裝過程也會(huì)消耗常規(guī)能源，這個(gè)過程中就會(huì)有一些污染物的排放。物的排放。 風(fēng)力發(fā)電缺點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電缺點(diǎn) 風(fēng)電可能對鳥類造成傷害。國外曾有將風(fēng)電場建于鳥類風(fēng)電可能對鳥類造成傷害。國外曾有將風(fēng)電場建于鳥類遷徙途中，致使鳥類飛經(jīng)該風(fēng)電場時(shí)有很多被風(fēng)輪機(jī)葉片遷徙途中，致使鳥類飛經(jīng)該風(fēng)電場時(shí)有很多被風(fēng)輪機(jī)葉片擊傷、擊死的教訓(xùn)。擊傷、擊