農(nóng)業(yè)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第八章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析太陽(yáng)能輻射到地球,使地球大氣局部受熱膨脹、對(duì)流而產(chǎn)生風(fēng)。利用自然風(fēng)吹動(dòng)葉輪葉片,使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)就可以產(chǎn)生風(fēng)電。風(fēng)能資源無(wú)窮無(wú)盡,風(fēng)電開(kāi)發(fā)具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保價(jià)值。風(fēng)電是純粹的綠色能源,不污染環(huán)境。開(kāi)發(fā)風(fēng)能發(fā)電對(duì)節(jié)約傳統(tǒng)的煤炭資源和減輕大氣污染有突出的作用。另外,和水力發(fā)電、火力發(fā)電及核能發(fā)電相比,風(fēng)力發(fā)電的能源償還期(即可再生能源設(shè)備投產(chǎn)后,生產(chǎn)出制造該設(shè)備所消耗的能源所需時(shí)間)最短,大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也只有3～4個(gè)月。一個(gè)產(chǎn)品是否有生命力,性?xún)r(jià)比是關(guān)鍵因素。未來(lái)20年里,風(fēng)電的成本還會(huì)進(jìn)一步降低35%～40%左右,它的發(fā)展將依賴(lài)于以下幾種影響因素:風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速風(fēng)能正比于風(fēng)速的三次方距地面十米以下風(fēng)速較低,而十米以上風(fēng)速高,風(fēng)能資源豐富。隨著技術(shù)的進(jìn)步,風(fēng)電場(chǎng)的選擇更加科學(xué)合理,風(fēng)電機(jī)組正向高塔架發(fā)展。2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)的進(jìn)步發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)葉片掃描面積越大,風(fēng)機(jī)發(fā)出電力越強(qiáng)。風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度已經(jīng)由20世紀(jì)80年代的5m增加到25m,發(fā)電功率由25千瓦增加到750千瓦以上。此外,風(fēng)力發(fā)電的電子測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展,先進(jìn)復(fù)合材料的采用,以及優(yōu)化的龍骨設(shè)計(jì)等都可以提高風(fēng)力發(fā)電的效率,使風(fēng)電的成本進(jìn)一步降低。3.環(huán)境保護(hù)法規(guī)的強(qiáng)化越來(lái)越多的國(guó)家重視環(huán)境保護(hù),采取了一系列法規(guī)限制火電,而對(duì)清潔能源實(shí)施優(yōu)惠政策。例如美國(guó)對(duì)風(fēng)能開(kāi)發(fā)提供產(chǎn)品稅返還和風(fēng)電機(jī)5年加速折舊政策。在上述影響因素的作用下,未來(lái)風(fēng)電成本可望進(jìn)一步降低,成為最清潔同時(shí)也是最便宜的能源?！?.1生產(chǎn)成本概算生產(chǎn)成本主要由原材料費(fèi)用、人工工資、管理費(fèi)用三大部分組成。原材料費(fèi)用與工人工資基本持平。整臺(tái)機(jī)器大約重150kg，而組成機(jī)器的材料又有好壞之分，有標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件的區(qū)別。對(duì)整臺(tái)機(jī)器來(lái)說(shuō)，齒輪箱、發(fā)電機(jī)和葉片的成本最高，約1000元，材料費(fèi)用大約為800元，工人工資與管理費(fèi)用大約為800元，即成本大約為2600元，而目前市場(chǎng)上水平軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的價(jià)格都在3000-5000元內(nèi)。因此，它具有很好的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！?.2項(xiàng)目未來(lái)市場(chǎng)分析“十二五”期間，中國(guó)規(guī)劃風(fēng)電新增裝機(jī)容量7000萬(wàn)千瓦以上。加上2010年年底風(fēng)電總裝機(jī)容量(除臺(tái)灣省未統(tǒng)計(jì)外)4470萬(wàn)千瓦，到2015年，中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到1億千瓦。如果把風(fēng)電市場(chǎng)比作能源行業(yè)的盛宴，“十二五”規(guī)劃的1億千瓦就是一道開(kāi)胃小菜。這個(gè)結(jié)論從另一份中國(guó)風(fēng)電規(guī)劃中可以輕松得出。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委能源研究所《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》的目標(biāo)，到2020年、2030年和2050年，風(fēng)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到2億千瓦、4億千瓦和10億千瓦，2050年，風(fēng)電將成為中國(guó)的主力電源之一。從當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)風(fēng)電是一個(gè)無(wú)比“碩大”的市場(chǎng)。如果換算成資本，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)要累計(jì)投資12萬(wàn)億元。資本的誘惑是巨大的。在建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)方面，地方政府的積極性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電力企業(yè)。有了風(fēng)電項(xiàng)目，隨之要配套的就是風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目，這個(gè)配套項(xiàng)目往往就在風(fēng)電場(chǎng)周?chē)?，大都“肥水不流外人田”。地方政府除了收獲GDP和就業(yè)之外，還給自己戴上了綠色環(huán)保清潔能源、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等光環(huán)，帶來(lái)地區(qū)形象的提升。于是，一個(gè)很奇特的景觀是，很多地方政府快速上馬了一批4.95萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量的風(fēng)電項(xiàng)目，這些項(xiàng)目屬于地方政府的審批權(quán)限，從而開(kāi)始了快速的跑馬圈地。另外，多年來(lái)，風(fēng)電的投資成本不斷下降，而標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)卻沒(méi)有變化，風(fēng)電的投資收益越來(lái)越高，造成了近年來(lái)風(fēng)電突飛猛進(jìn)式的發(fā)展。一旦棄風(fēng)，不僅給風(fēng)電場(chǎng)帶來(lái)慘重?fù)p失，更是對(duì)能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。除了定價(jià)之外，還需要制度保障，避免不同能源之間相互博弈的發(fā)生?！拔┮坏慕鉀Q辦法就是加快推進(jìn)跨區(qū)域輸電通道建設(shè)，加快規(guī)劃和建設(shè)特高壓直流輸電工程?！卑捉ㄈA強(qiáng)調(diào)，“這些基礎(chǔ)設(shè)施在建設(shè)之初就要充分考慮整體規(guī)劃和協(xié)調(diào)發(fā)展，考慮風(fēng)電并網(wǎng)后對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全問(wèn)題?！憋L(fēng)電是中國(guó)能源發(fā)展的趨勢(shì)，中國(guó)要實(shí)現(xiàn)風(fēng)電發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，主要還是依賴(lài)三北的風(fēng)電基地來(lái)實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有三北地區(qū)，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的發(fā)展目標(biāo)。而建設(shè)一條從三北地區(qū)通向三華地區(qū)的輸電線路，是風(fēng)電發(fā)展的必由之路。特高壓直流輸電工程是一個(gè)美麗而漫長(zhǎng)的等待。從技術(shù)上講，特高壓直流輸電已經(jīng)不是瓶頸，但要將其付諸實(shí)施，需要長(zhǎng)期的磨合。電網(wǎng)作為基礎(chǔ)設(shè)施，需要提前研究項(xiàng)目的整體規(guī)劃，避免以后付出更大的代價(jià)。盡管發(fā)展該項(xiàng)目已經(jīng)是刻不容緩，但仍需要國(guó)家相關(guān)部門(mén)的審核和批準(zhǔn)，這也需要較長(zhǎng)的周期。真正等到開(kāi)工建設(shè)，可能需要長(zhǎng)長(zhǎng)的等待，但這樣的等待是值得期盼的?！?.3項(xiàng)目的生態(tài)效果與社會(huì)效益評(píng)價(jià)風(fēng)電的環(huán)境效益取決于它所避免的火電電量的污染，污染程度與火電廠煤的質(zhì)量、鍋爐污染及發(fā)電技術(shù)有關(guān)，各地區(qū)不盡相同?，F(xiàn)以每千瓦時(shí)消耗380g標(biāo)準(zhǔn)燃煤為例，評(píng)估裝機(jī)容量10萬(wàn)kW，年發(fā)電量2.3億千瓦時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境效益看漲；而隨著技術(shù)成熟和規(guī)模效應(yīng)的發(fā)揮，風(fēng)電、核電等新能源發(fā)電的成本將進(jìn)一步降低。而在眾多新能源中，風(fēng)電是最具商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的新能源之一。而且隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的改革。電力公司更注意他們企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)常規(guī)電網(wǎng)延伸辦法為這些遠(yuǎn)距離，低負(fù)荷（即低效益）的社區(qū)供電，在經(jīng)濟(jì)效益上是不可行的，只有用離網(wǎng)型戶(hù)用小型風(fēng)力發(fā)電、光電、“風(fēng)-光”互補(bǔ)發(fā)電來(lái)解決農(nóng)牧漁民的生活用電。另外，中國(guó)三北地區(qū)（西北、華北北部、東北）及東南沿海地區(qū)有豐富的風(fēng)能資源，而這些地區(qū)又都存在能源短缺和環(huán)境污染的問(wèn)題，因此通過(guò)利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)來(lái)改變能源結(jié)構(gòu)并改善環(huán)境，不失為在能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中重要的策略之一。我國(guó)自主研發(fā)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化批量生產(chǎn)，并獲得了廣泛應(yīng)用，這對(duì)解決廣大牧區(qū)牧民及一些島嶼上居民的生活及生產(chǎn)用電起著重要作用。同時(shí)，這也是一種不可替代的社會(huì)效益。

第九章結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們主要探討研究了一種俯仰調(diào)速式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，即一種低風(fēng)速即可啟動(dòng)且運(yùn)行安全可靠的小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，對(duì)在華北等風(fēng)力資源較豐富的農(nóng)村地區(qū)大規(guī)模推廣使用戶(hù)用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備有著重要的技術(shù)支持意義。通過(guò)查閱相關(guān)資料，了解小型水平軸風(fēng)力機(jī)的一般構(gòu)造和基本理論，然后根據(jù)這些理論展開(kāi)風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)。首先在額定風(fēng)速一定的情況下，選擇合適的尖速比，通過(guò)查閱發(fā)電機(jī)的通用標(biāo)準(zhǔn)確定達(dá)到額定功率所需的轉(zhuǎn)速，至此，總傳動(dòng)比確定。對(duì)風(fēng)輪的氣動(dòng)性能有一定了解后，選擇已經(jīng)經(jīng)過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)，并在現(xiàn)實(shí)中廣泛應(yīng)用的Clark-Y翼型作為該設(shè)計(jì)的葉片翼型，然后利用日本學(xué)者牛山泉的等人提出的圖解法設(shè)計(jì)螺旋槳式葉片，這一葉片的最大特點(diǎn)是它能夠在一定程度上保證葉片從根部到尖部的所有截面處處都在最佳攻角下工作，這也大大提高了風(fēng)輪效率。在調(diào)向方案的選擇上，最終決定采用上風(fēng)式的尾舵進(jìn)行調(diào)向，這樣風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪便能時(shí)刻朝著風(fēng)吹來(lái)的方向，為達(dá)到最佳工況提供了前提條件。本機(jī)調(diào)速裝置采用俯仰式調(diào)速機(jī)構(gòu)，在比較靠前的位置設(shè)置側(cè)翼機(jī)構(gòu)，使機(jī)艙受力實(shí)現(xiàn)下俯；再在箱體尾部合適的地方增加彈簧，使機(jī)艙能有回復(fù)原位置的力。為使風(fēng)變小時(shí)機(jī)艙下落不至于對(duì)底座造成不可避免的沖擊，在尾部地板的位置處設(shè)置一彈性墊板，使機(jī)艙落下時(shí)能得到足夠的緩沖。整體而言，采用這一方案相對(duì)較合理。就這樣，在不知不覺(jué)中，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)敲響尾鈡，其中的酸甜苦辣不一而足，但是，我們確實(shí)獲益匪淺，受益良多。在剛拿到課題時(shí)，腦子瞬間就蒙了，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)和我們的專(zhuān)業(yè)相差甚遠(yuǎn)，我們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能用的甚少，風(fēng)力發(fā)電對(duì)我們而言，太過(guò)于陌生了。幸好的是，指導(dǎo)老師的幫助，老師首先給我們找了許多關(guān)于風(fēng)力發(fā)電方面的書(shū)籍，讓我們仔細(xì)閱讀，不懂得就相互討論或者詢(xún)問(wèn)老師，慢慢的，我們的心定了下來(lái)，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的知識(shí)一點(diǎn)點(diǎn)的積累了下來(lái)，然后，我們便在老師的指導(dǎo)下一步步開(kāi)始了畢業(yè)設(shè)計(jì)的旅程，查詢(xún)，計(jì)算，畫(huà)圖，改圖……就這樣，我們保持著進(jìn)度，一步一步的前進(jìn)著。這個(gè)過(guò)程，是痛苦的又是幸福的，我們多少次停滯不前，毫無(wú)進(jìn)展，面對(duì)著改了一次又一次的數(shù)據(jù)，面對(duì)著圖紙，無(wú)從下手。幸運(yùn)的是，我們還有同伴，我們?cè)谝黄鹋χ?，互相鼓?lì)，互相玩鬧放松，一起加班趕點(diǎn)……通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了好多好多，堅(jiān)信了只要肯下功夫，就一定會(huì)有所獲，一步一個(gè)腳印的走下去，終將會(huì)到達(dá)勝利的終點(diǎn)。

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致謝感謝我的指導(dǎo)老師李玉柱李老師，是他在我設(shè)計(jì)進(jìn)入迷茫期時(shí)給予我