风力发电发展简史及各类型风力机比较概述
风力发电技术的历史与发展趋势分析
风力发电技术的历史与发展趋势分析风力发电是一种相对成熟的可再生能源，其历史可以追溯到公元前500年。
当时，波斯帝国的工程师们制造了风车，用于提取水源和磨麦子等农业生产工作。
如今，风力发电已成为一种世界范围内广泛使用的清洁能源，其使用率、效率和技术水平都越来越高，成为增加能源多样性、减少对化石燃料的依赖的重要手段。
一、风力发电发展历史19世纪末，人们开始将风力作为一种产生电力的能源。
第一台风力发电机诞生于1887年，由苏格兰人詹姆斯·巴特伦发明。
当时，这只发电机的转子有12个叶片，每个叶片重达700磅。
这台巨大的设备只能为一座房子供电，而且需要大量的风才能正常发电。
20世纪早期，风力发电进入了一个相对获得飞速发展的阶段。
1920年，丹麦工程师认为风能可以成为丹麦的一种主要能源之一。
他们在西南海岸建造了一批风车，它们被用来供电和水泥生产。
到了1940年代末，利用风力发电已经开始成为欧洲一些地区的主要方式。
1960年代，风能发电机的设计和制造技术有了不少改进，这种能源开始获得政府的大力支持。
欧洲、北美、澳大利亚等地区的年发电量已经达到了500千瓦时。
从那时起，风能发电逐渐从一个实验性的项目转变为成熟的行业。
今天，全球有超过300吉瓦的风能安装量，分布在100多个国家的5个大陆上。
二、风力发电技术的发展趋势1. 提高效率风力发电的核心技术是风力涡轮机（风力机）。
近些年来，风力涡轮机的技术已经做了重大突破，可以更高效地从风中提取能量。
各种研究和开发实验都在寻求新的方法来增加风能行业的效率。
2. 扩大规模随着技术的不断提升和投资的不断加大，未来的风力涡轮机将变得更加高大而精密。
这会使其在风速低于12英里每小时的环境下也能卓有成效。
涡轮机的叶片和旋转机制将越来越强大和高效，从而让更多的风能转化为电能。
3. 降低成本为了让风能变得更加经济，产生更高的投资回报率，未来的风力涡轮机和相关配套设施需要不断降低成本。
风力发电技术的发展历程
风力发电技术的发展历程风力发电是一种环保、高效的发电方式，近年来得到了越来越广泛的应用和推广。
然而，风力发电并不是现代科技的产物，其发展历程可以追溯到几个世纪以前。
接下来，本文将为大家介绍风力发电技术的发展历程。
一、古代风车风力发电的根源可以追溯到数千年前的古代。
那时，人们使用风车来驱动各种机器，如磨面粉、榨油等。
古代的风车通常是木制的，并且只能在风力比较强的地方使用。
这些风车虽然不能直接发电，但是有着风力发电的雏形。
二、现代风力发电技术的出现现代风力发电技术的出现可以追溯到20世纪初。
那时，美国人皮福德·达林顿设计了一台利用风力发电的机器，称为“达林顿风力涡轮机”。
这台机器由3个旋转的桨叶构成，能够产生大约12千瓦的电力。
虽然这台机器比现代的风力发电机器要小，但是它标志着现代风力发电技术的开端。
三、风力涡轮机的发展在达林顿风力涡轮机的基础上，人们开始逐步改良和完善风力涡轮机的设计。
20世纪30年代，丹麦科学家凯尔·普特森发明了一种叶片可调的风力涡轮机，使得风轮能够更好地利用风能。
此外，人们也开始使用钢材、铝合金等材料来制造风轮。
这些改进使得风力发电的效率和可靠性得到了显著提高。
四、风力发电的快速发展20世纪60年代，风力发电开始走上了快速发展的道路。
那时，丹麦在风力发电领域取得了很大的进展，建立了大型的风力发电站，每个风轮的功率达到了50千瓦。
此外，人们还发明了双馈电机，使得风力发电机的效率得到了进一步的提高。
五、远洋风力发电除了陆地上的风力发电站外，人们还开始研究如何在海上建造风力发电站。
20世纪90年代，英国在北海建造了世界上第一个远洋风力发电站“霍尼克拉格”，每个风轮的功率达到了600千瓦。
此后，世界各国相继建造了大型的远洋风力发电站，并且不断提高风轮的功率和效率。
六、未来展望随着气候变暖和环保意识的日益提高，风力发电的应用前景非常广阔。
未来，人们将继续研究和改进风力发电技术，提高其效率和可靠性。
风能的发展历程与趋势
风能的发展历程与趋势
近年来，人们对清洁能源的需求不断增加，环保和可持续性成为了全球社会的热点话题。
在这个背景下，风能作为一种无污染、可再生的能源源头，受到了广泛的关注。
本文将探讨风能的发展历程以及未来的趋势，展示了风能如何成为可再生能源领域的重要一员。
一、风能的发展历程
1.1 古代利用风力
风能的利用可以追溯到古代。
古希腊人和埃及人就曾经使用风力来推动船只，这是早期风能应用的例子。
此外，荷兰的风车也是风能利用的早期代表，用于排水、磨谷物和发电。
1.2 风能的商业化应用
风能在19世纪末和20世纪初开始商业化应用。
那时，风力涡轮机逐渐取代了传统的风车，成为电力生成的一种可行方式。
然而，当时的风力涡轮机技术相对简单，产能较低，局限了其应用范围。
1.3 现代风能技术的崛起
20世纪末，现代风能技术开始崭露头角。
随着风力涡轮机技术的不断改进，其效率和可靠性大幅提升。
风力发电场开始在全球范围内兴起，。
风力发电发展简史及各类型风力机比较概述
Abstract : By the end of 1990s , wind energy has gotten many countries’attention as one of the most im2 portant sustainable and environment friendly energy resources. The power of the wind has been utilized for at least 3000 years. In the modern time , we mostly use the wind power to generate electrical energy. The horizontal - axis wind turbine approach currently dominates the wind turbine applications. Researchers of many countries pay more and more attention to the vertical - axis wind turbine for its super excellent aero2 dynamic performance. So it arouses an interest in making a comparative study between HAWTs and VAW2 Ts. This paper introduces the above two turbines and makes a comparative study about them , also reviews the historical development of the wind power electricity generation. Key words : horizontal - axis wind turbine ; vertical - axis wind turbine ; wind - power ; the Darrieus ; wind energy
国内风电的发展历程全
国内风电的发展历程纵观我国风电发展史，主要可分为以下几个阶段：一、早期示范阶段（1986-1993年）：主要利用国外赠款及贷款，建设小型示范风电场，政府的扶持主要在资金方面，如投资风电场项目及支持风电机组研制。
二、产业化探索阶段（1994-2003年）：首次建立了强制性收购、还本付息电价和成本分摊制度，由于投资者利益得到保障，贷款建设风电场逐渐增多。
但此时国产的风力发电机功率不稳定，效率低，国内大功率的风力发电机组十分依赖进口，国产发电机占比仅有30%,国外如西班牙的歌美飒、丹麦的维斯塔斯、美国的通用电气这些外企进口的机组占据了当时国内70%的份额。
三、风电行业产业化高速阶段（2004-2010年）：主要通过实施风电特许权招标来确定风电场投资商、开发商和上网电价，通过施行《可再生能源法》及其细则，建立了稳定的费用分摊制度，迅速提高了风电开发规模和本土设备制造能力。
在国家政策和各类补贴的推动下，这段时间里风电行业实现了数年的高速增长，在2010年新增装机容量达到18.97GW,此时国内风电设备国产化率已达到90%o当时新生了比较有名的企业代表有金风科技、明阳智能、华锐风电（由于当时激进的扩张已退市）四、弃风现象严重阶段（2011年2012）由于早期我国大部分的风电站集中建设在三北地区（远离用电量大东的南沿海地区），风电发电不稳定，发电量时大时小无法实现稳定供给，再加上当时储能设施配套和特高压输电的不完善，导致出现严重的弃风弃电现象。
与此同时，风机产品故障问题也开始显现，国内风电场后发生多起大面积脱网事故。
为此，政府监管趋严，电监会要求已经电网运行的风电场要通行风电机组低电压穿越能力核查，不具备低电压穿越能力的要尽快制定切实可行的低电压穿越能力改造计划。
由于风电电网检测资源不足，风电整机企业排队等待检测，影响电网速度。
五、弃风现象改善，装机量增长阶段（2013年2015）一方面，风电弃风率在2013和2014年出现下滑：2013年冬季气温同比偏高,供暖期电网调峰压力较小,风电消纳较好的夏秋季来风增加，同时全国电力负荷同比增速提升，弃风率呈现一定好转;另一方面，受2015年以后的网风电标杆电价下调影响,2015年出现较为强烈的抢装潮，推动2015年新增装机达30.75GW,为历年最高值。
风力发电发展历程
风力发电发展历程
风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源形式。
其发展历程可以追溯到几千年前的早期人类利用风力驱动帆船和风车的时期。
然而，现代风力发电的发展与技术突破主要发生在近几十年。
20世纪70年代初，丹麦成为第一个实现商业化风力发电的国家。
他们推出了世界上第一个大型风力发电项目，该项目使用了新型的三叶片水平轴风力涡轮机。
这一突破性技术引发了全球范围内的风力发电热潮。
随着技术的不断进步，风力发电厂开始变得更加高效和可靠。
20世纪80年代和90年代，风力发电的容量得到了显著增加。
并且，新兴市场如美国、德国和中国开始建立起自己的大规模风电项目。
进入21世纪，风力发电迎来了更大的突破。
风力涡轮机的设
计和材料得到了改进，使得风力发电机组能够更高效地捕捉和转化风能。
同时，风力发电厂的容量也不断增加，一些大型项目能够产生超过100兆瓦的电力。
如今，风力发电已经成为全球最重要的可再生能源之一。
根据国际能源署的数据，截至2021年，全球共安装了总计750吉
瓦的风力发电容量。
风力发电已经取代传统的煤炭和石油发电方式，在减少温室气体排放和应对气候变化方面发挥了重要作用。
未来，风力发电有望继续保持快速增长。
随着技术的进一步改进和成本的降低，更多的国家将会投资和建设风力发电设施。
同时，风力发电与其他可再生能源如太阳能和水力发电的协同发展也将加速能源转型的进程。
总之，风力发电经历了几十年的发展和进步，从最早简单的风车到如今的高效大型风力发电厂。
它已经成为一种可持续发展的能源选择，为我们提供清洁、可再生的电力。
风力发电的发展趋势
风力发电的发展趋势一、风力发电的发展历程风力发电的历史可以追溯到2000多年前，最早的风力发电综合利用风能的方式是风车，用来提供机械动力，比如磨面粉，抽水等。
而第一批商业风电机组、则出现在1870年左右。
直到今天，风力发电已经成为了全球最重要的新型能源，并且取得了重大的发展成就。
随着技术的进步，风力发电的效率和可靠性不断提升，成本不断降低，其在能源领域的地位日益重要。
二、风力发电的技术趋势1. 大型化、高效化目前，风力发电机组的容量不断增大，从最早的几十千瓦，到目前的数兆瓦级别，未来还有望进一步提升。
大型化的风力发电机组不仅可以更好的利用风能，提高能源转换效率，而且在降低单位能耗成本方面也具有明显的优势。
2. 智能化随着物联网、云计算、大数据等信息技术的快速发展，风力发电设备也面临着智能化的趋势。
智能化技术可以对风力发电设备进行远程监控和管理，提高设备的运行效率和可靠性。
智能化技术还能帮助运维人员更好的进行预测性维护，延长设备的使用寿命，提高整体的投资回报率。
3. 海上风电随着陆地资源的日益枯竭，海上风电已经成为未来风力发电的主要发展方向。
海上风电资源丰富，风速稳定，且对景观和环境影响较小。
相比陆地风电，海上风电技术较为成熟，但同时也面临着更大的挑战。
未来海上风电将会实现更大规模的商业化应用，并成为风电发展的主要领域之一。
1. 全球化发展随着全球化进程的不断加速，风力发电已经成为全球范围内的发展热点。
不论是发达国家还是发展中国家，都纷纷投入大量资金用于风力发电的研发和建设。
未来，风力发电将进一步实现全球化发展，全球范围内将形成更为紧密的合作与竞争格局。
2. 多元化利用未来风力发电将逐步实现多元化利用，不仅可以作为发电设施，同时还可以与其他能源形式进行有效整合，例如与太阳能、储能、地热能等形成混合能源，实现对能源的高效利用。
未来风力发电还有望在工业、农业、交通运输等领域实现更加广泛的利用。
随着全球气候变化的不断加剧，各国纷纷加大对可再生能源的发展力度，风力发电成为了各国发展可再生能源的主要选择之一。
风力发电机组的发展历程
风力发电机组的发展历程随着环保意识的不断加强，可再生能源越来越受到人们的关注，其中风能作为一种常见的能源已经逐渐成为主流。
风力发电机就是利用风能进行发电的设备，它的发展历程也是一个极具意义的话题。
一、风力发电机的初生时期早在2000多年前，我国的汉代就有“风车磨”之说，经历了数千年的发展，我国的传统风车在农村地区依然存在。
20世纪初，欧洲的一些国家开始尝试将风能用于发电，最早的风力发电机是由丹麦人发明的。
当时的风力发电机结构简单，通过旋转的风车带动发电机发电，输出电压很低，主要用于照明等低功率设备。
但是，由于可靠性和经济性等问题，并未取得广泛应用。
二、风力发电机的大规模化发展随着技术的不断发展，风力发电机也越来越普及。
20世纪60年代，欧洲的一些国家开始尝试建造大型的风力发电站，由于风速的不可控因素，单独一台风力发电机产生的电力不稳定，因此，大规模利用风力发电必须建造风力发电站。
在二十世纪80年代初，风力发电大规模商用化。
德国太阳能公司将风能转化成电能的方法和设备推向市场,得到了广泛应用。
1991年，德国龙达工业有限公司生产出了全球第一台3MW的风电机组。
日本もとぶ技术研究所也生产过单机容量为2MW的风电机组。
2002年，中国的风电装机容量突破了100万千瓦，成为世界上第六大风力发电国。
目前，风力发电装机容量在世界排名前三的国家依次为中国、美国和德国。
三、风力发电机的技术不断创新随着科技的不断进步，风力发电机的技术也在不断更新换代。
首先，风力发电机的发电效率和稳定性得到了大大提高。
新型风力发电机采用先进的控制系统，能够智能地监测、调整、控制发电机各项参数以及风机羽角和保护。
其次，风力发电机的外观也得到了不小的改变。
早期的风力发电机外观单一，大多是圆柱型、圆锥型等形状，目前，风力发电机的外观更加多样化，如风轮表面铁损的涂装技术，可以提高表面疏水性，使得风轮的抗风能力和维护效果都有了很大改善。
此外，现代风力发电机还采用了先进的轻量化材料，可以方便地进行维修和更换。
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Summarize of the history of generating power by wind and comparison of some kinds of wind turbine
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2007 年第 9 期 (总第 117 期) 应用能源技术 2 5
率 ,得到各国研究者的广泛关注 。达里厄型风力 机也有不同的类型 ,有 Ф型 、H 型 、Y型和菱形 ,其
中以 Ф型和 H 型最为典型 。在下面的比较中 ,达
里厄 Ф型就称之为达里厄型 ,而 H 型的达里厄风 力机就简称为 H 型风力机 。
先说明几个参数 : CP ———功率系数 ;λ———叶
收稿日期 : 2007 - 08 - 11 修订稿日期 : 2007 - 08 - 18 作者简介 : 马晓爽 ,女 ,北京交通大学土木建筑工程学院 ,研
究生 。
表 1
年份
1985 1989 1992 1994 1998
风车大小的发展历程 (1985 - 2000)
单机容量 (kW)
50 300 500 600 1500
MA Xiao - shuang , GAO Ri , CHEN Hui (Department of Structural Engineering ; School of Civil Engineering and
Architecture ; Beijing Jiaotong University , Beijing , 100044)
2 风力机类型
风能转换系统可以分成两类 ,一类是利用空 气推力 ( drag) 做功 ,一类是利用空气的升力 。早 期波斯 (或中国) 的垂直轴风车是利用空气推力 的 。但是推力系统装置 ,功率系数非常小 ,最大功 率系数 Cpmax仅约等于 0. 16 。
现代风力机都是利用空气升力做功的 。大部 分是翼型叶片 ,由翼型叶片中途阻止的气流不仅 包括在流动方向的推力 ,也包括垂直于推力方向 的力 :升力 。升力是推力的数倍 ,因此相应的它也 以数倍的力量推动转子转动 。在这个过程中 ,它 会产生一定的驱动扭矩 。
695 7200 8414 8441 8658 13045 14175 20561 19400 50000
发电量 ( GWh)
0. 2 16
2 6 15 1 10 27 8 14
时代
79 - 83 41 - 45 82 - 94 79 - 93 87 - 92 82 - 88 77 - 82 88 - 93 87 - 92 80 - 93 78 - 93
世界上 83 %的风电厂都集中在以下 5 个国 仅体形巨大 ,而且使用了不同的设计原理 。Danish
家 :德国 、美国 、丹麦 、印度和西班牙 。因此 ,大部 的风车体系由逆风向的转子和定位调节装置组
分关于风电的技术和知识都来自于这些国家 。尽 成 ,低速运行 。而 Putnam 的设计是由顺风向的转
管人们利用风能的历史有 3000 多年 ,但是它是非 子和可变的定位装置组成 。但 Putnam 的风机并不
常复杂的技术 ,涉及到多个学科 , 包括空气动力 很成功 ,它于 1945 年拆除[2] 。表 2 列出了各个年
学 、结构动力学 、力学以及电气工程等等 。
代中重要的风力发电机[1] 。
1891 年 ,丹麦人 Poul LaCour 第一个制造了用
2 4 应用能源技术 2007 年第 9 期 (总第 117 期)
风力发电发展简史及各类型风力机比较概述
马晓爽 ,高 日 ,陈 慧 (北京交通大学土木建筑工程学院 ,北京 100044)
摘 要 :当今对风能的利用 ,主要是用来发电 ,通过对风能发电历史的回顾和对水平轴和垂 直轴风力发电机的比较 ,使人们对垂直轴风力发电机有了更加广泛的认识 。
408 2231 237 456 452 908
功率 (kW)
18 1250 50 70 2000 100
功率系数 (kWΠm2) 0. 04 0. 56 0. 21 0. 15 0. 44 0. 11
叶片数量
4 2 3 3 3 2
塔身高度 (m)
34 24 24 2525 22
服务时间
1891 1941 1941 1942 1957 1958
二战后 ,对大型风力发电机的关注程度有所
来发电的风车 。丹麦的工程师在一战和二战之 下降 ,只有在偏远地区使用小型的风力发电机 。
间 ,对技术进行了改进 ,并解决了能量存储的问 20 世纪 70 年代初 ,石油危机爆发 ,又唤醒了人们
题 。1941Π42 丹麦的 F. L. Smidth 公司建造的风车 利用风能的意识 。美国 、德国 、瑞典等国家开始致
水平轴风力机是目前应用最广也是技术最纯 熟的风力机 。水平轴风力机包括塔身和塔身顶端 的翼舱 。发电机 、变速箱和转子都安装在翼舱里 。
除了上边讨论的风力机体系外 ,发明者还经
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直径 (m)
60 53 78 40 60 91 38 61 98 40 54
扫风面积 (m2) 2827 2236 4778 1257 2827 6504 1141 2922 7466 1257 2290
装机容量 (MW)
2 1. 25
4 0. 63
3 2. 5 0. 2
2 3. 2 0. 63
2
运行小时数 (h)
表 3
早期巨型风力机原型工作性能
风车 ,国家
Mod - 1 ,美国 Smith - Putnanm ,美国 WTS - 4 ,美国 Nibe A ,丹麦 WEGLS - 1 ,大不列颠 Mod - 2 ,美国 Mod - OA ,美国 Tjaereborg ,丹麦 Mod - 5B ,美国 Nibe B ,丹麦 Tvind ,丹麦
Abstract : By the end of 1990s , wind energy has gotten many countries’attention as one of the most im2 portant sustainable and environment friendly energy resources. The power of the wind has been utilized for at least 3000 years. In the modern time , we mostly use the wind power to generate electrical energy. The horizontal - axis wind turbine approach currently dominates the wind turbine applications. Researchers of many countries pay more and more attention to the vertical - axis wind turbine for its super excellent aero2 dynamic performance. So it arouses an interest in making a comparative study between HAWTs and VAW2 Ts. This paper introduces the above two turbines and makes a comparative study about them , also reviews the historical development of the wind power electricity generation. Key words : horizontal - axis wind turbine ; vertical - axis wind turbine ; wind - power ; the Darrieus ; wind energy
2 6 应用能源技术 2007 年第 9 期 (总第 117 期)
常提出新的设计 ,比如 ,使用一些能量观点 。但是
这些发明都没有大的发展 。
3 比较研究
虽然目前世界上应用最普遍的是水平轴风力
机 ,但由于垂直轴风力机 ,尤其是提到的达里厄型 风力机 ,有良好的空气动力学性能 ,并且提高了效
1 风能发电历史概述
人类对风能的利用最早可追溯到 3000 年前 。 20 世纪 70 年代早期 ,随着石油能源危机的出现 , 风能又重新得到人们的关注 。这时对风能的利用 主要集中在如何使用风能来发电 。70 年代早期 开始 ,风能发电的技术在一步一步地改进 。20 世 纪最后十年 ,利用风能发电 ,全球范围内装机容量 几乎每三年翻一番 。利用风能发电的成本也比 80 年代初下降了大约 1Π6 。这个趋势似乎仍在继 续 。一些专家预测 , 以后的装机容量将以每年 25 %的速度递增 ,而成本也将以 20 %～40 %的速 度下降 。
可以看成世界现代风车的前身 。Simdth 第一次使 力于研究大型风力机发电机的原型 ,但由于各种
用现代的翼型叶片 ,这得益于当时先进的空气动 各样的技术原因 ,如定位装置的问题 ,这些原型大
力学知识 。同时美国人 Palmer Putnam 为美国的 多时候工作性能并不是特别好 。见表 3 。