发 电 风 力 发 电 机 最 初 出 现 在 十 九 世 纪 末 。 自 二 十 世 纪 八 十 年 代 起 ， 这 项 技 术 不 断 发 展 并 日 渐 成 熟 ， 适 合 工 业 应 用 。 近 二 三 十 年 ， 典 型 的 风 力 发 电 机 的 风 轮 直 径 不 断 增 大 ， 而 额 定 功 率 也 不 断 提 升 。

在 二 十 一 世 纪 00 年 代 初 ， 风 力 发 电 机 最 具 经 济 效 益 的 额 定 输 出 功 率 范 围 在 600 千 瓦 至 750 千 瓦 之 间 ， 而 风 轮 直 径 则 在 40 米 至 47 米 之 间 。 当 时 所 有 制 造 商 都 有 生 产 这 类 风 力 发 电 机 。 新 一 代 的 兆 瓦 级 风 力 发 电 机 是 以 这 类 机 种 作 为 基 础 发 展 出 来 的 。



二 零 零 七 年 初 ， 有 一 些 制 造 商 开 始 生 产 额 定 功 率 为 几 兆 瓦 而 风 轮 直 径 达 到 约 90 米 的 风 力 发 电 机 （ 例 如 Vestas V90 3.0 兆 瓦 风 电 机 ， Nordex N90 2.5 兆 瓦 风 电 机 等 等 ） ， 甚 至 有 些 直 径 达 100 米 ( 如 GE 3.6 兆 瓦 风 电 机 ) 。 这 些 大 型 风 力 发 电 机 主 要 市 场 是 欧 洲 。 在 欧 洲 ， 适 合 风 电 的 地 段 日 渐 减 少 ， 因 此 有 逼 切 性 安 装 发 电 能 力 尽 量 高 的 风 力 发 电 机 。

另 一 类 更 大 型 的 为 海 上 应 用 而 设 计 的 风 力 发 电 机 ， 已 经 完 成 设 计 并 制 成 原 型 机 。 例 如 RE Power 公 司 设 计 的 风 力 发 电 机 风 轮 直 径 达 126 米 ， 功 率 达 5 兆 瓦 。

1) 风 的 功 率

风 的 能 量 指 的 是 风 的 动 能 。 特 定 质 量 的 空 气 的 动 能 可 以 用 下 列 公 式 计 算 。

能 量 = 1/2 X 质 量 X ( 速 度 )^2

吹 过 特 定 面 积 的 风 的 的 功 率 可 以 用 下 列 公 式 计 算 。

功 率 = 1/2 X 空 气 密 度 X 面 积 X ( 速 度 )^3

其 中 ，

功 率 单 位 为 瓦 特 ；
空 气 密 度 单 位 为 千 克 / 立 方 米 ；
面 积 指 气 流 横 截 面 积 ， 单 位 为 平 方 米 ；
速 度 单 位 为 米 / 秒 。

在 海 平 面 高 度 和 摄 氏 15 度 的 条 件 下 ， 乾 空 气 密 度 为 1.225 千 克 / 立 方 米 。 空 气 密 度 随 气 压 和 温 度 而 变 。 随 著 高 度 的 升 高 ， 空 气 密 度 也 会 下 降 。

於 上 述 公 式 中 可 以 看 出 ， 风 的 功 率 与 速 度 的 三 次 方 〔 立 方 〕 成 正 比 ， 并 与 风 轮 扫 掠 面 积 成 正 比 。 不 过 实 际 上 ， 风 轮 只 能 提 取 风 的 能 量 中 的 一 部 分 ， 而 非 全 部 。


2) 风 力 发 电 机 的 工 作 原 理

现 代 风 力 发 电 机 采 用 空 气 动 力 学 原 理 ， 就 像 飞 机 的 机 翼 一 样 。 风 并 非 " 推 " 动 风 轮 叶 片 ， 而 是 吹 过 叶 片 形 成 叶 片 正 反 面 的 压 差 ， 这 种 压 差 会 产 生 升 力 ， 令 风 轮 旋 转 并 不 断 横 切 风 流 。

风 力 发 电 机 的 风 轮 并 不 能 提 取 风 的 所 有 功 率 。 根 据 Betz 定 律 ， 理 论 上 风 电 机 能 够 提 取 的 最 大 功 率 ， 是 风 的 功 率 的 59.6% 。 大 多 数 风 电 机 只 能 提 取 风 的 功 率 的 40% 或 者 更 少 。

风 力 发 电 机 主 要 包 含 三 部 分 ∶ 风 轮 、 机 舱 和 塔 杆 。 大 型 与 电 网 接 驳 的 风 力 发 电 机 的 最 常 见 的 结 构 ， 是 横 轴 式 三 叶 片 风 轮 ， 并 安 装 在 直 立 管 状 塔 杆 上 。


( 上 图 来 源 ： Danish Wind Industry Association )

风 轮 叶 片 由 复 合 材 料 制 造 。 不 像 小 型 风 力 发 电 机 ， 大 型 风 电 机 的 风 轮 转 动 相 当 慢 。 比 较 简 单 的 风 力 发 电 机 是 采 用 固 定 速 度 的 。 通 常 采 用 两 个 不 同 的 速 度 - 在 弱 风 下 用 低 速 和 在 强 风 下 用 高 速 。 这 些 定 速 风 电 机 的 感 应 式 异 步 发 电 机 能 够 直 接 发 产 生 电 网 频 率 的 交 流 电 。

比 较 新 型 的 设 计 一 般 是 可 变 速 的 （ 比 如 Vestas 公 司 的 V52-850 千 瓦 风 电 机 转 速 为 每 分 钟 14 转 到 每 分 钟 31.4 转 ） 。 利 用 可 变 速 操 作 ， 风 轮 的 空 气 动 力 效 率 可 以 得 到 改 善 ， 从 而 提 取 更 多 的 能 量 ， 而 且 在 弱 风 情 况 下 噪 音 更 低 。 因 此 ， 变 速 的 风 电 机 设 计 比 起 定 速 风 电 机 ， 越 来 越 受 欢 迎 。

机 舱 上 安 装 的 感 测 器 探 测 风 向 ， 透 过 转 向 机 械 装 置 令 机 舱 和 风 轮 自 动 转 向 ， 面 向 来 风 。

风 轮 的 旋 转 运 动 通 过 齿 轮 变 速 箱 传 送 到 机 舱 内 的 发 电 机 （ 如 果 没 有 齿 轮 变 速 箱 则 直 接 传 送 到 发 电 机 ） 。 在 风 电 工 业 中 ， 配 有 变 速 箱 的 风 力 发 电 机 是 很 普 遍 的 。 不 过 ， 为 风 电 机 而 设 计 的 多 极 直 接 驱 动 式 发 电 机 ， 也 有 显 著 的 发 展 。

设 於 塔 底 的 变 压 器 （ 或 者 有 些 设 於 机 舱 内 ） 可 提 升 发 电 机 的 电 压 到 配 电 网 电 压 （ 香 港 的 情 况 为 11 千 伏 ） 。

所 有 风 力 发 电 机 的 功 率 输 出 是 随 著 风 力 而 变 的 。 强 风 下 最 常 见 的 两 种 限 制 功 率 输 出 的 方 法 （ 从 而 限 制 风 轮 所 承 受 压 力 ） 是 失 速 调 节 和 斜 角 调 节 。 使 用 失 速 调 节 的 风 电 机 ， 超 过 额 定 风 速 的 强 风 会 导 致 通 过 业 片 的 气 流 产 生 扰 流 ， 令 风 轮 失 速 。 当 风 力 过 强 时 ， 业 片 尾 部 制 动 装 置 会 动 作 ， 令 风 轮 剎 车 。 使 用 斜 角 调 节 的 风 电 机 ， 每 片 叶 片 能 够 以 纵 向 为 轴 而 旋 转 ， 叶 片 角 度 随 著 风 速 不 同 而 转 变 ， 从 而 改 变 风 轮 的 空 气 动 力 性 能 。 当 风 力 过 强 时 ， 叶 片 转 动 至 迎 气 边 缘 面 向 来 风 ， 从 而 令 风 轮 剎 车 。

叶 片 中 嵌 入 了 避 雷 条 ， 当 叶 片 遭 到 雷 击 时 ， 可 将 闪 电 中 的 电 流 引 导 到 地 下 去 。


上 图 ： Vestas V52-850 千 瓦 风 力 发 电 机 机 舱 内 的 组 成 部 份
( 来 源 ： Vestas )

3) 风 力 发 电 机 的 功 率 曲 线

在 风 速 很 低 的 时 候 ， 风 电 机 风 轮 会 保 持 不 动 。 当 到 达 切 入 风 速 时 （ 通 常 每 秒 3 到 4 米 ） ， 风 轮 开 始 旋 转 并 牵 引 发 电 机 开 始 发 电 。 随 著 风 力 越 来 越 强 ， 输 出 功 率 会 增 加 。 当 风 速 达 到 额 定 风 速 时 ， 风 电 机 会 输 出 其 额 定 功 率 。 之 後 输 出 功 率 会 保 留 大 致 不 变 。 当 风 速 进 一 步 增 加 ， 达 到 切 出 风 速 的 时 候 ， 风 电 机 会 剎 车 ， 不 再 输 出 功 率 ， 为 免 受 损 。

风 力 发 电 机 的 性 能 可 以 用 功 率 曲 线 来 表 达 。 功 率 曲 线 是 用 作 显 示 在 不 同 风 速 下 （ 切 入 风 速 到 切 出 风 速 ） 风 电 机 的 输 出 功 率 。


上 图 ： V52-850 千 瓦 风 力 发 电 机 於 不 同 噪 音 级 别 下 的 工 作 曲 线 ( 噪 音 级 别 可 透 过 改 变 风 力 发 电 机 的 转 速 而 改 变 )
( 来 源 ： Vestas )

为 特 定 地 点 选 取 合 适 的 风 力 发 电 机 ， 一 般 方 法 是 采 用 风 电 机 的 功 率 曲 线 和 该 地 点 的 风 力 资 料 以 进 行 产 电 量 估 算 。 。 （ 在 大 型 风 力 发 电 机 - 资 源 潜 力 部 分 有 更 多 相 关 资 讯 ）

4) 风 力 发 电 机 的 额 定 输 出 功 率

风 力 发 电 机 的 额 定 输 出 功 率 是 配 合 特 定 的 额 定 风 速 设 而 定 的 。 由 於 能 量 与 风 速 的 立 方 成 正 比 ， 因 此 ， 风 力 发 电 机 的 功 率 会 随 风 速 变 化 会 很 大 。

同 样 构 造 和 风 轮 直 径 的 风 电 机 可 以 配 以 不 同 大 小 的 发 电 机 。 因 此 两 座 同 样 构 造 和 风 轮 直 径 的 风 电 机 可 能 有 相 当 不 同 的 额 定 输 出 功 率 值 ， 这 取 决 於 它 的 设 计 是 配 合 强 风 地 带 （ 配 较 大 型 发 电 机 ） 或 弱 风 地 带 （ 配 较 小 型 发 电 机 ） 。

5) 风 力 发 电 机 的 主 要 种 类

横 轴 风 力 发 电 机 和 竖 轴 风 力 发 电 机

根 据 叶 片 固 定 轴 的 方 位 ， 风 力 发 电 机 可 以 分 为 横 轴 和 竖 轴 两 类 。 横 轴 式 风 电 机 工 作 时 转 轴 方 向 与 风 向 一 致 ， 竖 轴 式 风 电 机 转 轴 方 向 与 风 向 成 直 角 。

横 轴 式 风 电 机 通 常 需 要 不 停 地 变 向 以 保 持 与 风 向 一 致 。 而 竖 轴 式 风 电 机 则 不 必 如 此 ， 因 为 它 可 以 收 集 不 同 来 向 的 风 能 。

横 轴 式 风 电 机 在 世 界 上 占 主 流 位 置 。





逆 风 风 力 发 电 机 和 顺 风 风 力 发 电 机

逆 风 风 电 机 是 一 种 风 轮 面 向 来 风 的 横 轴 式 风 电 机 。 而 对 於 顺 风 风 电 机 ， 来 风 是 从 风 轮 的 背 後 吹 来 。 大 多 数 的 风 力 发 电 机 是 逆 风 式 的 。

单 叶 片 、 双 叶 片 和 三 叶 片 风 力 发 电 机

叶 片 的 数 目 由 很 多 因 素 决 定 ， 其 中 包 括 空 气 动 力 效 率 、 复 杂 度 、 成 本 、 噪 音 、 美 学 要 求 等 等 。 大 型 风 力 发 电 机 可 由 1 、 2 或 者 3 片 叶 片 构 成 。

叶 片 较 少 的 风 力 发 电 机 通 常 需 要 更 高 的 转 速 以 提 取 风 中 的 能 量 ， 因 此 噪 音 比 较 大 。 而 如 果 叶 片 太 多 ， 它 们 之 间 会 相 互 作 用 而 降 低 系 统 效 率 。 目 前 3 叶 片 风 电 机 是 主 流 。 从 美 学 角 度 上 看 ， 3 叶 片 的 风 电 机 看 上 去 较 为 平 衡 和 美 观 。

6) 岸 上 风 电 场

岸 上 风 电 系 统 可 以 是 仅 有 一 台 风 电 机 ， 或 者 由 多 台 风 电 机 器 线 性 排 列 或 方 阵 排 列 形 成 风 电 场 。

风 电 场 的 风 力 发 电 机 相 互 之 间 需 要 有 足 够 的 距 离 ， 以 免 造 成 过 强 的 湍 流 相 互 影 响 ， 或 由 於 " 尾 流 效 应 " 而 严 重 减 低 後 排 风 电 机 的 功 率 输 出 。

为 了 配 合 运 送 大 型 设 备 （ 特 别 是 叶 片 ） 到 安 装 现 场 ， 须 要 建 设 道 路 。 另 外 亦 须 要 建 设 输 电 线 ， 把 风 电 场 的 输 出 连 接 到 电 网 接 入 点 。

7) 世 界 各 地 的 风 力 发 电 装 置

到 2005 年 底 ， 世 界 总 风 力 发 电 装 机 容 量 达 58 千 兆 瓦 。 德 国 、 西 班 牙 、 美 国 、 印 度 和 丹 麦 是 以 风 力 发 电 装 机 容 量 来 算 前 几 名 的 国 家 。 在 丹 麦 ， 风 能 发 电 提 供 该 国 总 用 电 量 的 20 ％ 。 香 港 第 一 台 大 型 风 力 发 电 机 是 由 香 港 电 灯 集 团 於 2005 年 末 安 装 在 南 丫 岛 上 ， 并 於 2006 年 二 月 正 式 启 用 。 该 机 额 定 输 出 功 率 为 800 千 瓦 。

风 能 是 可 再 生 能 源 发 展 中 最 快 的 部 分 。 由 1995 年 到 2005 年 之 间 的 年 增 长 率 为 28.5 ％ 。 根 据 德 国 风 能 会 （ DEWI ） 的 估 计 ， 风 能 发 电 的 年 增 长 率 将 保 持 高 增 长 率 ， 在 2012 年 或 之 前 全 球 风 力 发 电 装 机 容 量 可 能 达 到 150 千 兆 瓦

非常好的资料

再生能源的利用大有前程。。。

我也是搞风电的，这是最基本的，有没有什么复杂点的，哈哈

了解一下，
谢谢。

　　近年来，风电作为绿色能源，其环保节能的好处已经深入人心。加上国家鼓励可再生能源发展政策的推动，因此各地风电建设热情高涨。但是，受电价、上网、成本等因素制约，不少风电企业经济效益并不乐观，多数企业勉强维持，有些企业入不敷出，越发电越赔钱。个别地方甚至出现宁可让风车停转的情况。

最近，记者到中国国电集团所属的江苏龙源风力发电有限公司采访，却发现这里的风电企业能够实现盈利。

江苏龙源风电公司成立于2005年9月，包括如东环港、东凌和凌洋三个风电场，共有1.5兆瓦风力发电机组100台，总容量15万千瓦，年发电量约3.3亿千瓦时，是目前国内最大的兆瓦级特许权风电场。该电厂不仅创造了装机水平和建设速度多个“全国第一”，而且2008年实现盈利4000多万元。

据国电集团总经理朱永芃介绍，在国电的风电企业中，江苏龙源风场盈利并非个案，而且效益只是居于中游。国电集团是国内五大发电集团中风电规模最大的企业,去年集团风电企业共实现利润逾5亿元，预计今年将达10亿元。

在全国风电行业经济效益并不理想的情况下，国电集团风电为何能做到盈利呢？

①规模和多发电带来效益

规模往往与经济效益成正比。国电集团党组书记乔保平认为，规模化是国电集团风电盈利的重要原因。

目前，国电集团在内蒙古、新疆、甘肃、黑龙江、吉林、辽宁、河北、江苏、浙江、福建、广东11个省自治区共投入运行47个风电场，安装风电机组2838台，风电装机总容量已经接近300万千瓦，规模位居亚洲第一位、世界第五位。2008年国电集团风电发电量达到40.6亿千瓦时，大致可满足一个1000万人口大城市一年的居民用电。

除了规模，机组的发电小时也是影响效益的重要原因。国电集团的风机年发电利用小时普遍高于全国平均水平。比如江苏如东风电场，风机的年发电利用小时达到2200多小时，不仅超出设计标准，而且比同地区其它风电企业的利用小时高出200小时。

由于设备的利用率高，国电集团风电装机容量只占全国风电装机的1/4，而发电量却占了全国的1/3。同样的机组，发电量多自然效益就好。

②专业化带来多发电

同样是风电，一些电厂还都建设在相同的区域，为啥国电的风电机组发电利用小时高？国电集团有关人士告诉记者，这就是专业化带来的效果。

风力发电是技术非常密集的领域，技术含量相当高。国电集团旗下龙源集团是国电集团进行可再生能源开发、建设和经营的主体，是全国唯一一家大型的风力发电企业。专业化经营使国电龙源集团公司在专业技术上始终处于领跑地位。可以说，国电龙源集团风力发电技术是目前国内最成熟的，专业技术分工也是最细的。

比如风电的选址，看起来似乎很简单，只要有风的地方就可以建设，其实里面的技术含量很高。

据国电集团龙源电力公司总经理谢长军介绍，近几年风电市场竞争日益激烈，建设速度逐步加快，但是不少风电企业恰恰忽略了对风能资源本身的深入研究，结果为后续经营和持续发展埋下隐患。而国电龙源对风资源的研究和利用做得非常深入，率先在50个风电场开展风资源的调查与评估。在此基础上，提出并确定了在新疆、甘肃、内蒙古、河北、东北及东南沿海六个地区分别建设百万千瓦风电基地的重点规划。在每个项目上马前，国电龙源的专业测风公司都会进行为期一年的专业测风研究，严格按照国家有关技术标准和规程进行风电场选址、风力资源调查及项目前期工作，对项目可行性研究、风电场设计、风机微观选址和设备选型中的关键技术问题，组织进行科学的技术论证与评估，最大限度减少盲目性和技术风险，从而保证了国电龙源的风机在利用小时上普遍高于别人。

③专业化降低建设造价

国电集团有关人士认为，专业化的另一大优势是可以降低造价成本，建设成本降低了，企业经济效益自然就上去了。

比如，国电龙源的专业化设计力量雄厚，集团下面专业化设计公司就有两家，这在其他发电集团是没有的。

由于专业的设计能力使得国电集团的风电建设在技术上有了底气，不仅能够保证工程质量，而且为降低工程造价提供了必要的支持。

例如：江苏如东特许权二期项目采用的是美国公司的主设备，根据这家美国公司的要求，塔基设计委托给英国的一家公司。英国公司设计方案中单个塔基平均造价高达300万元人民币。经国电龙源集团与华东水电勘测设计院联合进行技术攻关，不仅解决了软地质滩涂上建风电的难题，而且最终将单个塔基平均造价降低到100万元以内。仅此一项，就节省资金约2亿元。该项目还以其高标准建设，获得了2008年度中国电力优质工程奖。

据朱永芃介绍，目前国电集团的风电造价平均为8500元/千瓦，低于全国平均水平。除此之外，国电集团还通过延伸风电上游产业链，大力发展风机制造产业来降低风电建设成本。比如国电集团保定风机制造基地，2008年就已经具备年产800台1.5兆瓦风机的生产能力，2009年3兆瓦海基风机也将投产。据了解，国电集团根据中国风场分布特点进行产业布局，除保定基地外还将建成3个不同规模的整机制造基地。今年总产能将达到1000台/年。

④专业化降低运营成本

由于国电所属龙源集团是专业风电企业，因此更有条件提升运营和管理水平。国电集团有关负责人介绍，国电龙源的专业化运营和管理在业内也一直保持领先水平。

比如，同样是风电运行，国电龙源由于规模和专业化水平比较高，因此可以实施区域风电机组集中检修，确保风电场安全经济高效运行。就每个风电场看，龙源集团平均要比同行少用10到20人，从而降低了运营费用。

以江苏龙源风电公司为例，该公司有如东环港、东凌和凌洋三个风电场，风力发电机组有100台，而公司员工为60人，平均每个风电场只有8人。而如此规模的其他风电电厂，用工一般都在12人。

此外，由于专业化运营，企业员工工资、管理费用等控制的也非常好，这些费用只占公司主营业务成本构成的12％。国电龙源的经营者说，这些费用看起来不太大，但是在风电经营利润不高的情况下，管理费用的松与紧甚至也能直接影响到盈亏。

http://bbs.co188.com/content/viewthread.php?tid=775186&ofid=0&pid=13946550&page=9&extra=%3D1#

中广网北京5月23日消息 据中国之声《全国新闻联播》18点50分报道，国家能源局相关负责人日前在北京召开的第四届再生能源金融论坛上透露，新能源振兴规划即将出台，随着相关发展目标的调整，中国在新能源领域的总投资将超过3万亿元，预计到2020年，风电规模将达到1亿千瓦以上。请听中央台记者汤一亮的报道——

记者：在第四届再生能源金融论坛上国家能源局新能源处处长梁志鹏透露，新能源发展规划的初稿已经制定完毕，并完成了向各地发改委以及相关企业征求意见的工作，将择机出台。根据新能源振兴规划，风电将成为可再生能源发展的重点区域之一。
国电集团公司总经理朱永芃：中国风力发电的发展速度很快，2008年底，我国风电装机894万千瓦，居于世界第四，亚洲第一，2010年可以达到2000万千瓦，2020将达到一亿千瓦。我们想不仅做风力发电的投资，我们把设计、建设、调试、运行等投资的几个环节，我们都做得很强大。
记者：风电发展的重点将是大型风电基地的建设，到2020年，将在甘肃、内蒙古、河北、东北，以及江苏沿海等地建立若干个千万千瓦风电基地。目前我国风力发电的发展拥有良好的基础，国电集团江苏龙源风力发电有限公司总经理金骥说：“现在的设备可利用率达到了98.89%，这在全球都是最高的。国电江苏龙源风场实现盈利4000多万元。”
记者：风电的大规模开发，将促进技术进步和产业发展，实现设备制造国产化。
国电联合动力总经理张军：我们要自主研发5兆瓦及以上的机组，以及2兆瓦左右的新一代风机，同时具备强大的自主研发和制造能力，争取在2012年达到20%产品出口，产能业绩居世界前列。