风能的利用

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摘要：风能的利用参考阅读资料一：风能资源的利用1、风帆助航风能利用，已有数千年的历史。最早的利用方式是“风帆行舟”，利用风力使船只在海面上航行。现代风力机使得持续稳定地利用风能成为可能。国家对可再生能源的利用，个性是风能开发利用给予了高度重视。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。

风能的利用

　　参考阅读资料一：

　　风能资源的利用

　　1、风帆助航

　　风能利用，已有数千年的历史。最早的利用方式是“风帆行舟”，利用风力使船只在海面上航行。哥伦布、麦哲伦以及中国的郑和等的远洋航行使用的船只都是帆船，古老的风帆助航业得到了发展。在现代，随着电子计算机和自动化技术的发展，用计算机自动控制风帆的操纵及风帆与动力装置的优化配合已经成为现实，为风帆船的发展带给了有力的支持。80年代，日本建造的“新爱德丸”风帆油船是世界上第一艘实现非人工操帆的风帆船，该船投入营运以来，取得了节省燃料费50%的目标。我国近年来所研制的风帆船，也已取得了初步的成果。

　　2、风车提水

　　利用风车提水能够治理山丘区坡耕地和解决人畜饮水问题，既经济、又环保。

　　我国现有耕地18亿亩，灌溉面积仅为耕地面积的一半左右，正因干旱缺水等原因，60%的耕地属中低产田。中低产田的现状都是靠天，风调雨顺则好，一遇到连旱则大幅欠收或绝收。利用当地丰富的风力资源，用风力提水设备将井里或低洼地的水提升到田里，既不用油又不用电，政府一次性投资，百姓终身收益，可谓一举两得。

　　3、风力发电

　　近百年来，荷兰、西班牙和希腊等国的乡村居民都会利用风车来发电。但是利用风车做风力发电既不稳定也不可靠，因此，当其他有效动力资源一出现，风车的地位随即被代替了。

　　近年来，由于传统燃料价格上涨，导致工程师们尝试发展其他更好的 ... 利用风力。风力虽不很稳定，但是比其他动力资源要来得便利，正因；风向自由、清洁、不会产生不良的副作用，例如，产生有毒的废物等。而且风能够推陈出新、供应不断，这是由于太阳照射局部的地球表面，使大气压力因地球表面的温差而异，已知空气因压力差而流动；因此只要有太阳的照射，风就会不断地吹。

　　现代风力机使得持续稳定地利用风能成为可能。(白开水)

　　现代风力机的解剖图

　　新疆达坂城发电场

　　在电力不足的地区，为节省柴油机发电的燃料，能够采用风力发电与柴油机发电互补，组成风－柴互补发电系统。

　　风力发电场（简称风电场），是将多台大型并网式的风力发电机安装在风能资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电。风力发电机就像种庄稼一样排列在地面上，故形象地称为“风力田”。风力发电场于20世纪80年代初在美国的加利福尼亚州兴起，目前世界上最大的风电场是洛杉矶附近的特哈查比风电场，装机容量超过50万千瓦，年发电量为14亿千瓦小时，约占世界风力发电总量的23%。

　　风力发电的优越性可归纳为三点：第一，建造风力发电场的费用低廉，比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多；第二，不需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗；第三，风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。

　　中国风能资源丰富，可开发利用的风能资源总量约为2。53亿千瓦。国内最著名的风电场，是新疆乌鲁木齐附近的达坂城风电场，总装机容量1。68万千瓦。世纪之交，中国制定了风力发电的长远发展计划，提出2000年风电装机40兆瓦以上的目标，为21世纪大规模开发风电打下了良好的基础。

　　参考阅读资料二：

　　风能的利用

　　风能发电论文<?xml:namespaceprefix=ons="urn:schemas-microsoft-:office:office"/>

　　论文关键字：风能发电机电能(我向往的地方)

　　论文摘要：风能是一种清洁，安全，可再生的绿色能源，利用风能对环境无污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要好处。进入20世纪70年代，在世界范围内爆发的能源危机告诫人们，要生存就要寻找开发新能源，此后各国政府纷纷制定能源政策支持新能源的开发利用。现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点。国家对可再生能源的利用，个性是风能开发利用给予了高度重视。

　　人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。在我们进入21世纪的这天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。它包括太阳能、风能、生物。。。。。。

　　风很早就被人们利用–主要是透过风车来抽水、磨面……。此刻，人们感兴趣的，首先是如何利用风来发电。球表面超多空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不一样和空气中水蒸气的含量不一样，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即构成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关联。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300瓦／米2（W／m2）以上，3~20米／秒风速年累计超过6000小时。内陆风能资源最好的区域，沿内蒙古至新疆一带，风能密度也在200~300W／m2，3~20米／秒风速年累计5000~6000小时。这些地区适于发展风力发电和风力提水。新疆达坂城风力发电站1992年已装机5500千瓦，是中国最大的风力电站

　　在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。

　　风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主，

　　以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一白多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。在很多风力资源丰富的国家，科学家们还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。

　　利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦虽只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的“风车大国”。

　　我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2。53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7。5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5。67亿kW。

　　风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，十分适合，大有可为。

　　风是一种潜力很大的新能源，人们也许还记得，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的功率!有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是此刻全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所带给能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。(团队名字)

　　风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便能够开始发电，我们把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）

　　风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（此刻还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

　　由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化著，这又使转速不稳定；因此，在带动发电机之前，还务必附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速持续稳定，然后再联接到发电机上。为持续风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

　　铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的状况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。

　　发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，透过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。

　　多大的风力才能够发电呢?

　　一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9。5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而风速为每秒5米时，仅为9。5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。

　　在我国，此刻已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。

　　我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，个性是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时刻都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。

　　近年来，世界风力发电事业蓬勃发展，截至2006年年底，全世界风力发电装机容量已达7422万千瓦，预计到2010年全世界风力发电装机容量将到达149．5吉瓦。

　　我国风能资源丰富。据中国气象科学研究院的初步测算，我国陆地10m高度处可开发储量为2。53亿kW，海上可开发储量为7。5亿kW，总计约10亿kW，风能利用潜力巨大。2005年以来我国每年的风电新增装机容量连年翻番，2005年装机容量126万KW，2006年装机容量260万KW，2007年装机容量590万KW，至2008年底风电装机容量已超过1000万KW。国家规划，到2020年中国风电装机规模将达3000万kW。在国家政策和资源优势的推动下，中国风能开发利用取得了长足进步。

　　风力发电在并网时由于冲击电流的存在，会对电网电压产生影响。由于风力发电是一种间歇性能源，风电场的功率输出具有很强的随机性，因此为了保证风电并网以后系统运行的可靠性，需要额外安排必须容量的旋转备用以响应风电场的随机波动。各种形式的风力发电机组运行时对无功功率的需求不一样，依靠电容补偿来解决无功功率平衡问题，发电机的无功功率与出力有关，由此也影响电网的电压。

　　大型风力发电机组的投入运行，使大规模风力发电场的建设成为可能，风电事业正逐步向产业化迈进。在某些地方，风力发电已经在电网中占有了相当的比重，它的运行状况直接关联到整个电网的安全性和可靠性。为了更加安全、充分的利用风力资源，迫切需要深入研究大规模风电场并网运行的相关技术问题，是保证并入大规模风电场后电力系统仍然能够正常稳定运行的重要前提。

　　风能的利用

　　制造风能机械，利用风力发电是风能利用的两项主要资料。风力发动机是一种把风能变成机械能的能量转化装置。风力发动机由5部分组成：

　　（1）风轮。风轮由二个或多个叶片组成，安装在机头上，是把风能转化为机械能的主要部件。

　　（2）机头。机头是支承风轮轴和上部构件（如发电机和齿轮变速器等）的支座，它能绕塔架中的竖直轴自由转动。

　　（3）机尾。机尾装于机头之后，它的作用是保证在风向变化时，使风轮正对风向。

　　（4）回转体。回转 ... 于机头底盘和塔架之间，在机尾力矩的作用下转动。

　　（5）塔架。塔架是支撑风力发动机本体的构架，它把风力发动机架设在不受周围障碍物影响的高空中。

　　根据风轮叶片的数目，风力发动机分为少叶式和多叶式两种。少叶式有2～4个叶片，具有转速高，单位功率的平均质量小，结构紧凑的优点；常用在年平均风速较高的地区。是目前主要用作风力发电机的原动机。其缺点是启动较为困难。多叶式一般有4～24个叶片，常用于年平均风速低于3～4米／秒的地区；具有易启动的优点，因此利用率较高。由于转速低，多用于直接驱动农牧业机械。

　　风力发动机的风轮与纸风车转动原理一样，但是，风轮叶片具有比较合理的形状。为了减小阻力，其断面呈流线型。前缘有很好的圆角，尾部有相当尖锐的后缘，表面光滑，风吹来时能产生向上的合力，驱动风轮很快地转动。对于功率较大的风力发动机，风轮的转速是很低的，而与之联合工作的机械，转速要求较高，因此务必设置变速箱，把风轮转速提高到工作机械的工作转速。风力发动机

　　只有当风垂直地吹向风轮转动面时，才能发出最大功率来，由于风向多变，因此还要有一种装置，使之在风向变化时，保证风轮跟着转动，自动对淮风向，这就是机尾的作用。风力发动机是多种工作机械的原动机。利用它带动水泵和水车，就是风力提水机；带动碾米机，就是风力碾米机；此类机械统称为风能的直接利用装置。带动发电机的就叫风力发电机。它们均由两大部分组成，一部分是风力发动机本体和附件，是把风能转化为机械能的装置；另一部分是电气部分，包括发电机及电气装置，把机械能转化为电能，并可靠地带给给用户。小风力发电机的容量不大，功率一般从几瓦到几千瓦，大都具有结构简单，搬运方便的优点。按风力发动机与发电机的连接方式分，有变速连接的和直接连接的两种。

　　风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式，但采用恒速恒频方式的风力发电机组发电效率较低，而且机械承受的应力较大，相应的装置成本较高。近年来，随着大规模电力电子技术的日趋成熟，同时为实现不一样风速下实现最大风能捕获从而高效发电，国内外正在采用变速恒频发电方式，变速恒频发电方式能够大范围内调节运行转速，来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化，能够最大限度的吸收风能，因而效率较高；控制系统采取的控制手段能够较好的调节系统的有功功率、无功功率，但控制系统较为复杂；低风速下风机转速相应下降，从而大大降低了系统的机械应力和装置成本，近年来变速恒频风力发电机组成了大容量风力发电设备的主要选取方向。

　　恒速恒频风力发电机组的并网包括同步发电机的并网和异步发电机的并网。同步发电机在重载状况下并网，若不进行有效的控制，常会发生严重的无功振荡和失步，对系统造成严重的影响。用于风力发电的同步发电机与电网并联运行时，常采用自动准同步并网和自同步并网方式。前者由于风速的不确定性，透过该 ... 并网比较困难；后者的并网操作相对简单，使并网在短时刻内完成，但要克服合闸时有冲击电流的缺点。异步风力发电机控制装置简单，而且并网后不会产生振荡和失步，运行比较稳定。然而，异步发电机直接并网时会产生发电机额定电流5-7倍的冲击电流，不仅仅对电网造成冲击而且影响机组寿命；另外异步发电机本身不发无功功率，需变速恒频风力发电系统有多种，例如同步发电机交/直/交系统的并网运行和双馈发电机系统的并网运行。在变速恒频风力发电的众多种方案中，最具优势的方案是采用双馈感应发电机的并网型交流励磁变速恒频风力发电机组。

　　同步发电机交/直/交系统并网运行时，由于采用频率变换装置进行输出控制，因此并网时没有电流冲击，对系统几乎没有影响。由于同步发电机组工作频率与电网频率是彼此独立的，风轮及发电机的转速能够变化，不必担心发生同步发电机直接并网运行可能出现的失步问题。在风电系统中使用阻抗匹配和功率跟踪反馈来调节输出负荷，可使风力发电机组按最佳效率运行，向电网输送更多的电能。

　　双馈发电机系统并网运行时，风力机起动后带动发电机至接近同步转速时电网，并网时基本上无电流冲击。风力发电机的转速可随风负载的变化及时做出相应的调整，产生最大的电能输出。而且透过调节双馈发电机励磁电流的频率、幅值和相位，能够保证发电机在变速运行的状况下发出恒定频率的电力，并能够调节无功功率和有功功率。

　　交流励磁变速恒频风力发电系统中，发电机和电网之间是一种柔性连接，尤其对无刷双馈电机而言，对发电机转子侧交流励磁电流的调节与控制，就可在变速运行的任何转速下满足并网条件，实现变速恒频无冲击电流的高效并网。其励磁绕组与电网间的双向变频器功率，仅为发电机系统的一小部分功率。能够预见，在未来几年内，无刷双馈电机在变速恒频发电系统中将会获得广泛的应用，对全国的风力发电等机电产品的更新换代起推动作用，产生显著的经济和社会效益。

　　在各种可再生能源中，风能因资源丰富、成本相对较低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动，以及利益的诱惑，吸引著嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。据不完全统计，包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领域，总投资超过100亿元。研究证明，风力发电潜质每增加一倍，成本就会下降15%。由于近年世界风电增长一向持续在30%以上，风电成本快速下降，国外已日趋接近燃煤发电成本。此外，风电外部成本几乎为零，甚至低于核电成本，因此经济效益凸现。随着中国风电设备国产化和发电的规模化，风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。

　　在风电场急速增长的带动下，风电设备制造正呈现出巨大的市场空间。按照中国远期规划（2020年风电装机2000万千瓦）和每千瓦8000－10000元的造价，每年风电设备市场容量约为97亿－122亿元。即使思考国产化程度提高而导致的价格下降，平均每年的市场容量也应持续在70亿元以上。在可预期的巨大市场空间面前，中国风电设备制造企业将迎来难得的发展机遇。

　　主要参考文献

　　[1]刘亮，唐任远，孙雨萍．兆瓦级直驱式永磁风力发电机关键技术研究．山东大学硕士学位论文．2008。5

　　[2]任景．变速恒频风力发电机组动态模型及并网研究．电网与水力发电进展．2008。1

　　[3]张伟，韩肖清．异步风力发电系统并网仿真分析．太原理工大学硕士学位论文．2006。5

　　[4]HoldsworthL，JenkinsN，StrbacG．Electricalstabilityoflargeoffshorewindfarms．SeventhInternationalConferenceonAC-DCPowerTran ... ission．2001

　　[5]CHEDIDR，MRADF，BASMAM。Intelligentcontrolforwindenergyconversionsystems。WindEng，1998(1)

　　[6]宋伟，李昌禧．大型风力发电机组并网运行的探讨．河北电力技术．2002（4）

　　[7]吴俊玲，周双喜，孙建锋，陈寿孙，孟庆和．并网风力发电场的最大注入功率分析．电网技术．2004。10

　　[8]叶运骅．并网型变速风力发电机组的控制技术与策略．哈尔滨建筑大学学报．2002。12

　　[9]耿华，杨耕，马小亮．并网型风力发电机组的控制技术综述．电力电子技术．2006。12

　　[10]何东升，刘永强，王亚．并网型风力发电系统的研究．高电压技术．2008。1

　　[11]SlootwegJG，KlingWL，PolinderH。Dynamicmodelingofawindturbinewithdoublyfedinductiongenerator。IEEE

　　PowerEngineeringSocietySummerMeeting:Vol1，2

　　参考阅读资料三：

　　风能的利用

　　人类利用风能的历史能够追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，用风帆推动船舶前进。宋代更是我国应用风车的全盛时代，当时流行的垂直轴风车，一向沿用至今。在国外，公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪 ... 人用风车提水，11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲，14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰，风车先用于莱茵河三角洲湖地和低湿地的汲水，后又用于榨油和锯木。直到蒸汽机的出现，欧洲风车数目才急剧下降。

　　数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，个性是对沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以到达的农村边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的好处。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在1974年就开始实行联邦风能计划，并于80年代成功地开发了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6种风力机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家。此刻世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行，其风力机叶片直径为97。5m，重144t，风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制，年发电量达1000万千瓦时。

　　瑞典、荷兰、英国、丹麦、德国、日本、西班牙等国家也根据各自的状况制定了相应的风力发电计划。如丹麦在1978年即建成了日德兰风力发电站，装机容量2000kw，三片风叶的扫掠直径为54m，混凝土塔高58m。德国早在1980年，在易北河口建成了一座风力电站，装机容量为3000kw。英国，英伦三岛濒临海洋，风能十分丰富，政府对风能开发也十分重视，到1990年风力发电已占英国总发电量的2％。在日本，1991年10月轻津海峡青森县的日本最大的风力发电站投入运行，5台风力发电机可为700户家庭带给电力。风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置。如：风力泵水、风帆助航等。

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