小型风力发电机毕业设计论文

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小型家用风力发电系统的设计

小型家用风力发电系统的设计

毕业设计(论文)题目小型家用风力发电系统的设计姓名学号所在学院专业班级指导教师日期年月日原创性明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定,同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

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本学位论文属于1、保密□,在年解密后适用本授权书。

2、不保密□(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要随着环境问题和化石能源危机日益加剧,各国都在寻找新的可代替能源来解决能源危机和环境污染。

风能和太阳能一样也是取之不尽的一种可再生能源,风力发电成为现在人们利用风能的一种主要形式,小型风力发电构成的家用分布式发电系统在未来更具有利用前景。

因此对小型家用风力发电系统的研究有很多实用性和价值。

本文设计的家用风力发电系统选用单片机STC89C52为控制核心设计了系统电路,实现由蓄电池电能逆变为小型家用电器实用的24V50Hz的交流电。

对风力发电原理及逆变的必要性做了重点介绍,分析了设计的电路各个模块工作原理,给出了系统的原理图和软件设计流程图。

设计的家用发电系统经济成低、实用性强。

关键词:风力发电,单片机,蓄电池,逆变AbstractAs environmental issues and fossil energy crises intensify, countries are looking for new alternative energy sources to address energy crises and environmental pollution. Wind energy is just as inexhaustible as renewable energy. Wind power has become a major form of wind energy utilization. The home distributed power generation system consisting of small wind power generation has more prospects in the future. Therefore, research on small household wind power generation systems has many practicalities and values.The household wind power system designed in this paper selects the single-chip STC89C52 to design the system circuit for the control core, and realizes the 24V50Hz AC which is practically used by the battery power inverter for small household appliances. The principle of wind power generation and the necessity of inverter are introduced. The working principle of each module of the designed circuit is analyzed. The schematic diagram of the system and the flow chart of software design are given. The designed household power generation system is economically low and practical.Key Words: Wind Power, Single Chip, Battery,Inverter目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题的目的和意义 (1)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 主要研究的内容 (2)2 风力发电系统设计要求及原理分析 (4)2.1 系统设计的目标 (4)2.2 风力发电原理 (4)2.3 风力发电系统结构及组成 (4)2.4 逆变电路设计原理 (5)2.5 本章小结 (6)3 风力发电系统逆变器方案与硬件设计 (7)3.1 风力发电系统的总体方案设计 (7)3.2 逆变器的设计 (7)3.3 逆变控制单片机选择 (8)3.4 电源模块 (10)3.5 SPWM产生电路 (10)3.6 MOSFET驱动电路 (11)3.7 本章小结 (11)4 逆变器仿真与调试分析 (12)4.1 仿真模型建立 (12)4.2 仿真结果分析 (13)4.3 系统实验测试分析 (14)4.5 本章小结 (16)5 总结与展望 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 课题研究背景能源是发展国民经济和提高人民生活的重要物质基础,是经济发展的“火车头”,能源已成为制约国民经济发展的重要因素。

风力发电毕业论文

风力发电毕业论文

风⼒发电毕业论⽂风⼒发电毕业论⽂⽬录摘要............................................................ I 前⾔ (1)1 风⼒发电的现状背景和意义 (2)1.1 风⼒发电的现状 (2)1.2 风⼒发电的潜⼒ (3)1.3 发展风电刻不容缓 (4)2 风⼒发电机 (5)(⼀)风⼒发电机主要类型 (5)2. 1 恒速风⼒发电机 (5)2. 2 有限变速风⼒发电机 (5)2. 3 变速风⼒发电机 (5)(⼆)不同风⼒发电机的综合⽐较 (7)2. 4 年能量利⽤率和经济性的对⽐分析 (7)2. 5 不同类型风⼒发电机市场应⽤情况 (7)3 风⼒发电控制技术 (9)3.1 变桨距风⼒发电技术 (9)3.2 主动失速/混合失速发电技术 (9)3.3 变速风⼒发电技术 (9)3.4风⼒发电系统的智能控制 (10)3.5 模糊控制 (10)3.6 神经⽹络控制 (10)3.7技术发展趋势展望 (11)4 未来发展的建议 (12)参考⽂献 (13)致谢 (14)前⾔⾃然界的风是可以利⽤的资源,然⽽,我们现在还没有很好的对它进⾏开发。

这就向我们提出了⼀个课题:我们如何开发利⽤风能?⾃然风的速度和⽅向是随机变化的,风能具有不确定特点,如何使风⼒发电机的输出功率稳定,是风⼒发电技术的⼀个重要课题。

迄今为⽌,已提出了多种改善风⼒品质的⽅法,例如采⽤变转速控制技术,可以利⽤风轮的转动惯量平滑输出功率。

由于变转速风⼒发电组采⽤的是电⼒电⼦装置,当它将电能输出输送给电⽹时,会产⽣变化的电⼒协波,并使功率因素恶化。

因此,为了满⾜在变速控制过程中良好的动态特性,并使发电机向电⽹提供⾼品质的电能,发电机和电⽹之间的电⼒电⼦接⼝应实现以下功能:⼀,在发电机和电⽹上产⽣尽可能低的协波电波;⼆,具有单位功率因素或可控的功率因素;三,使发电机输出电压适应电⽹电压的变化;四,向电⽹输出稳定的功率;五,发电机磁转距可控。

小型风力发电机控制器设计(毕业设计)

小型风力发电机控制器设计(毕业设计)

1 引言1.1本课题的意义1.1.1 风力发电的意义随着现代工业的发展和社会的进步,人们对供电持续性和供电量的要求也越来越高。

而煤炭、石油的日趋减少,开发新能源成为当今社会最热门的话题之一。

风能作为一种自然资源,它有取之不尽、清洁无污染等优点,所以被人们称为“绿色资源”受到青睐[1]。

利用可再生能源可以节约能源和保护环境,而风力发电与其它再生能源相比,更具竞争潜力,因而发展迅速。

我国幅员辽阔,居民分布东多西少。

考虑到生活在边远地区的农、牧民以及沿海地区岛屿上的渔民、边、海防哨所、通讯塔站及微波中继站等居民的用电特点,用常规电网覆盖他们十分困难,而且也很不经济。

因此在我国的许多边远地区,电力短缺造成经济,文化与教育的严重落后。

但由于这些地区一般风力资源比较丰富,因此在这些地区大力推广小型风力发电机系统的应用也将是一种比较理想的策略[2]。

1.1.2 目前户用小型风力发电存在的问题风力发电是涉及电机、电力电子、电化学、机械、空气动力学、计算机、自动控制、气象等多种学科的综合课题,大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上,向电网馈电;小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用除能设备储存起来(一般用蓄电池),需要时再提供给负载(可直流供电,亦可用逆变器变换为交流供给用户)。

常见的独立运行小型风力发电系统框图如图1.1所示[3]。

由于风能的随机性和不稳定性以及负载的随时变化使得现有小型风电系统仍然存在不少问题。

1、效率较低,现有系统一般采用发电机输出直接对蓄电池进行充电,并没有对风电转换环节进行控制,使得风能利用系数比较低,一般在0.3左右。

据贝茨理论风能利用系数的极限值为0.593,如果控制风力机总是以最佳叶尖速比运行,年发电量可以提20%~30%。

2、蓄电池的工作状态不尽合理,使得其寿命短暂,一般两三年就得更换,增加了整机维护成本,不合理使用主要是充电方式与蓄电池可接受特性相距甚远。

电池使用寿命短,则会使得度电成本居高不下,从而使小型风力发电系统难于推广应用。

小型风力发电机动力结构设计毕业设计论文

小型风力发电机动力结构设计毕业设计论文

第一章概述1.1课题研究的目的和意义数千年来,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,特别是对沿海岛屿,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达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。

当前,全球都面临着能源枯竭、环境恶化、气温升高等问题,日益增长的能源需求、能源安全问题受到世界各国广泛关注。

风能是一种可再生能源,它资源丰富,是一种永久性的本地资源,可为人类提供长期稳定的能源供应;她安全、清洁,没有燃料风险,更不会在使用中破坏环境。

为此,世界各国都在加快风力发电技术的研究,以缓解越来越重的能源与环境压力,中国也不例外。

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,能源利用以煤炭为主。

在当前以石化能源为主体的能源结构中,煤炭占73.8%,石油占18.6%,天然气占2%,其余为水电等其它资源。

在电力的能源消费中,也是以煤炭为主,燃煤发电量占总发电量的80%。

但是,能为人类所用的石化资源是有限的,据第二届环太平洋煤炭会议资料介绍,按目前的技术水平和采掘速度计算,全球煤炭资源还可开采200年。

此外,石油探明储量预测仅能开采34年,天然气约能开采60年。

随着人口的增长和经济的发展,能源供需矛盾加剧,如果不趁早调整以石化能源为主体的能源结构,势必形成对数亿年来地球积累的生物石化遗产更大规模的挖掘、消耗,由此将导致有限的石化能源趋于枯竭,人类生态环境质量下降的恶性循环,不利于经济、能源、环境的协调发展。

电力部己制定“大力发展水电,继续发展火电,适当发展核电,积极发展新能源发电”的基本原则,把风力发电作为优化我国电力工业结构跨世纪的战略发展目标①。

表1-1 1996-2005年世界风电市场增长从表1-1可以看出,世界上的风电能源增长的非常迅速,10年平均增长率达到了29.77。

(完整版)小型家用风力发电机毕业设计论文

(完整版)小型家用风力发电机毕业设计论文

(完整版)⼩型家⽤风⼒发电机毕业设计论⽂摘要风能作为⼀种清洁的可再⽣能源越来越受到⼈们的重视,风⼒发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。

本论⽂详细阐明了⼩型独⽴风⼒发电系统的设计⽅案,对风⼒发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深⼊的研究。

本⽂提出的解决⽅案为,风⼒发电机组带动单相交流发电机,然后通过AC—DC—AC变换为⽤户需要的标准交流电,并且考虑到风⼒的不稳定性,在系统中并⼊蓄电池组,通过控制电路的监控实现系统的控制,保证系统在风能充⾜时可蓄能,在风能不充⾜时亦可为负载供电。

系统的运⾏状况采⽤继电控制电路监控和切换。

本论⽂的重点在于继点控制电路的设计,并对各种不同风⼒情况下系统的运⾏状况进⾏了全⾯⽽严谨的分析,最后电⽓控制部分进⾏了系统仿真。

关键词:风⼒发电机组;整流——逆变;继电控制⽬录摘要........................................................................................................................................... ⽬录....................................................................................................................................... 引⾔....................................................................................................................................... 第⼀章绪论.............................................................................................................................1.1风⼒发电概述....................................................................................................................1.1.1风⼒发电现状与展望 (5)1.1.2风⼒发电的原理和特点 (6)1.2论⽂系统概述.................................................................................................................... 第⼆章风⼒机原理及其结构................................................................................................2.1风⼒机的⽓动原理............................................................................................................2.2风⼒机的主要部件............................................................................................................2.3风⼒机的功率.................................................................................................................... 第三章电⽓设计部分 . (1)3.1发电机 (1)3.1.1发电机结构、⼯作原理及电路图 (10)3.1.2励磁调节器的⼯作原理 (11)3.2整流部分 (1)3.2.1电路图和⼯作原理 (13)3.2.2参数选择 (15)3.3蓄电池 (1)3.3.1蓄电池的性能 (16)3.3.2充放电保护电路 (17)图3-8充放电保护电路 (17)3.3.3蓄电池组供电控制设计 (18)3.4逆变电路 (1)3.4.1逆变电路及其⼯作原理 (18)3.4.2 IGBT的驱动电路 (19)结论 (2)参考⽂献 (2)致谢 (2)引⾔随着世界⼯业化进程的不断加快,使得能源消耗逐渐增加,全球⼯业有害物质的排放量与⽇俱增,从⽽造成⽓候异常、灾害增多、恶性疾病的多发,因此,能源和环境问题成为当今世界所⾯临的两⼤重要课题。

小型家用风力发电机毕业设计

小型家用风力发电机毕业设计

小型家用风力发电机毕业设计1000字一、设计内容本次设计的目的是设计一台小型家用风力发电机,能够在一个家庭中使用。

此发电机可产生电流,将电力储存到电池中,通过逆变器将直流电转为交流电供应家庭用电。

设计将包括以下内容:1. 选择合适的风轮尺寸和型号。

2. 选出合适的发电机和电路。

3. 逆变器的设计与制作。

4. 发电机和逆变器的控制系统。

5. 外壳的设计和制造。

二、设计原理风力发电机是利用风能产生的机械能转变为电能的装置。

当环境中的风吹在旋转的叶片上时,通过叶轮将机械能传递给发电机。

发电机会将机械能转化为电能并储存在电池中,其后逆变器会将直流电变为交流电以供应各项家庭电力需求。

三、设计细节1. 风轮:通过大气压力的力量,使叶片旋转,最终达到发电目的。

在此设计中,我们选择了一种直径为0.9米,叶片数为三的风轮。

2. 发电机:发电机是小型家用风力发电机的核心。

在此设计中,采用了一台带有稳定器的直流发电机。

发电机输出电流的功率为250W。

3. 逆变器:逆变器可以将直流电转换为交流电,以供应家庭用电。

我们选择了一台可以将12伏直流电转换为220伏交流电的逆变器。

4. 控制系统:我们需要对风力发电机进行控制。

控制系统是根据风速来控制发电机的转速,将飞轮的转速保持在一个稳定范围内。

5. 外壳:外壳是保护小型家用风力发电机内部设备的一个重要部分。

我们选择了一种轻质的、具有良好透气性的材料来制作外壳。

四、设计结果这款小型家用风力发电机的核心部件是发电机和逆变器。

通过控制系统,可以在不同风速下保持转速的稳定。

外壳可以保护内部设备,同时也起到状觉上的美观作用。

通过此设计,我们发现小型家用风力发电机是最佳可持续能源选择之一。

它可以为家庭提供一定量的电力,同时具有环保和节能的特点。

机电一体化专业毕业论文--300W小型垂直轴风力发电机的设计

机电一体化专业毕业论文--300W小型垂直轴风力发电机的设计

摘要为了解决日益严重的环境污染和能源危机的问题,开发了一种以风力的发动机。

由于原材料价格不断上涨,小型风力发电机组生产成本,也不断提高,而购买风机的广大农牧民经济收入有限,因此企业销售价不能随着上涨,企业利润空间很小,无利可图,促使有的企业开始转产。

如原内蒙古商都牧机厂现在已开始生产并网型大型风力发电机组的塔架,大型电焊机、卷扳机已经到货,正准备投产。

有的配套件质量不稳定,性能差,特别是蓄电池,逆变控制器,影响整机发电系统的效率和可靠性。

尽管目前风光互补发电系统推广应用很快、需要量大,但由于太阳能电池组件价格太高(每WP30~50元)。

如果不是目前国家大量补贴,农牧民自购有较大困难,所以说太阳能电池组价格制约风光互补发电系统的发展。

本设计主要设计的是300W 小型垂直轴风力发电机。

关键词:风力发电机小型风力发电机风力垂直轴AbstractIn order to solve the increasingly serious environmental pollution and energy crisis, the development of a wind engine. As a result of rising raw material prices, small wind turbine production costs, is also rising, and the purchase of the majority of fans with limited income of farmers and herdsmen, so as the sales price can not rise, corporate profits is very small, unprofitable, to have Transferring the business started. Such as animal husbandry are the original factory in Inner Mongolia have already started to produce large-scale grid-based wind turbine's tower, a large welding machine, delivery volumes have been the trigger is ready for production. Matching the quality of some pieces of instability, poor performance, especially the battery, the inverter controller, the impact of the whole power system efficiency and reliability. Despite the current landscape to promote the application of hybrid generating system very quickly, the demand for large, but the solar cell component costs are too high (per WP30 ~ 50 million). If it is not currently a large number of national subsidies, farmers and herdsmen have a more difficult since the purchase, so that the price of solar battery power constraints scenery complementary systems. The design of the main design is 300W small vertical axis wind turbine.Key words:Wind turbines small wind turbines wind vertical axis第1章绪论随着中国对“三农”投入力度加大,经济持续快速发展,广大农、牧、渔民对改善生活环境,提高生活质量,改善农村地区的能源结构,解决生活用电的迫切要求,作为农村可再生能源主要支柱之一的小型风力发电行业得到长足的发展,不论是参与开发、研制、生产的单位,还是产品产量、国内外销售以及推广应用范围,与上年相比都有了新的提高,取得了显著的成效。

风力发电机毕业论文

风力发电机毕业论文

新能源论文姓名:顾少鹏B13043531系:电气系专业:电气工程及其自动化专业题目:风力发电机组齿轮箱设计摘要风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣,风电齿轮箱作为风电机组的核心部件,倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。

但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚,技术薄弱,特别是兆瓦级风电齿轮箱,主要依靠引进国外技术。

因此,急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究,真正掌握风电齿轮箱设计制造技术,以实现风机国产化目标。

本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱,通过方案的选取,齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。

首先,确定齿轮箱的机械结构。

选取一级行星派生型传动方案,通过计算,确定各级传动的齿轮参数。

对行星齿轮传动进行受力分析,得出各级齿轮受力结果。

依据标准进行静强度校核,结果符合安全要求。

其次,基于Pro/E参数化建模功能,运用渐开线方程及螺旋线生成理论,建立斜齿轮的三维参数化模型。

然后,对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。

先利用常规算法进行理论分析计算。

关键词:风力发电,风机齿轮箱,结构设计1.0引言纵观社会的发展,科学技术作为第一推动力,当科学技术发展到足够的阶段时,将带来人类社会突飞猛进的发展。

这一事实,在二十世纪表现的越来越来越明显,这一推动力的作用越来越突出。

正当人们迈向二十一世界时,科学技术的长足进步,促使世界各地各类产业都进入了结构调整时期。

结构调整与重组已使那些最传统、最垄断的行业也发生了人们难以预想到的变化。

社会发展将在重大重组、大调整的过程中走向新时代。

从能源、电力产业看,二十世纪九十年代,世界能源、电力市场发展最迅速的已不再是石油、煤、天然气,太阳能发电、风力发电等可再生能源异军突起。

全世界风力发电容量在1990年的200万KW,2009年一年内全球新增风力发电装机容量就已达到3750万,而截止到2011年3月7日,我国的风电装机总量有4182.7万千瓦,首次超越美国成为世界上第一风电大国。

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小型风力发电机毕业设计摘要基于开发风能资源在改善能源结构中的重要意义,本论文对风力发电机的特性作了简要的介绍,且对风力发电机的各种参数和风力机类型作了必要的说明。

在此基础上,对风力发电机的原理和结构作了细致的分析。

首先,对风力发电机的总体机械结构进行了设计,并且设计了限速控制系统。

本课题设计的是一种新型的立式垂直轴小型风力发电机,由风机叶轮、立柱、横梁、变速机构、离合装置和发电机组成。

这种发电机有体积小、噪音小、使用寿命长、价格低的特点,适合在有风能资源地区的楼房顶部,供应家庭用电,例如照明:灯泡,节能灯;家用电器:电视机、收音机、电风扇、洗衣机、电冰箱。

关键词:风力发电限速控制系统小型风力发电机AbstractExploiting wind energy resources is of great significance in improving energy structure. In the discourse,the characters of wind generator are introduced briefly,while parameters and types of wind generators are also narrated. Base on these,the theory and constitution of the wind generator are meticulously analyzed. Firstly,Has carried on the design to wind-driven generator's overall mechanism, And has designed the regulating control system. What I design is one kind of new vertical axis small wind-driven generator, by the air blower impeller, the column, the crossbeam, the gearshift mechanism, the engaging and disengaging gear and the generator is composed. This kind of generator has the volume to be small, the noise is small, the service life is long, the price low characteristic, suits in has the wind energy resources area building crown, the supply family uses electricity, For example illumination: The light bulb, conserves energy the lamp; Domestic electric appliances: Television, radio, electric fan, washer, electric refrigerator.Key words:Wind power generation, Regulating control system, Small wind-driven generator目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................ I I 目录 (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 开发利用风能的动因 (2)1.1.1 经济驱动力 (2)1.1.2 环境驱动力 (3)1.1.3 社会驱动力 (3)1.1.4 技术驱动力 (4)1.2 风力发电的现状 (4)1.2.1 世界风力发电现状 (4)1.2.2 中国风力发电现状 (4)1.3 风力发电展望 (5)2 风力机理论 (7)2.1 基本公式 (7)2.1.1 风能利用系数 (7)2.1.2 风压强 (7)2.1.3 阻力式风力机的最大效率 (7)2.2 工作风速与输出功率 (8)2.2.1 风力发电机的输出效率 (8)2.2.2 工作风速与输出功率 (9)2.2.3 启动风速和额定风速的选定 (9)2.3 风能利用与气象 (12)2.3.1 风的观测对风能利用的意义 (13)2.3.2 风能利用中需要的气象调查 (13)2.4 风的观测 (13)3 风力发电机方案和结构设计 (14)3.1 小型垂直式风力发电机方案设计 (14)3.2 风叶 (15)3.3 行星齿轮加速器设计计算 (16)3.3.1 设计要求 (16)3.3.2 选加速器类型 (16)3.3.3 确定行星轮数和齿数 (17)3.3.4 压力角(α)的选择 (17)3.3.5 齿宽系数的选择 (18)3.3.6 模数选择 (18)3.3.7 预设啮合角 (18)3.3.8 太阳轮与行星轮之间的传动计算 (18)3.3.9 行星轮与内齿轮之间的传动计算 (19)3.3.10 行星排各零件转速及扭矩的计算 (20)3.3.11 行星排上各零件受力分析及计算 (20)3.3.12 行星齿轮传动的强度校核计算 (21)3.4 电磁离合器设计计算 (25)3.4.1 选型 (25)3.4.2 牙嵌式电磁离合器的动作特性 (26)3.4.3 离合器的计算转矩 (26)3.4.4 离合器的外径 (26)3.4.5 离合器牙间的压紧力 (26)3.4.6 线圈槽高度 (27)3.4.7 磁轭底部厚度 (27)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)前言随着世界工业化进程的不断加快,使得能源消耗逐渐增加,全球工业有害物质的排放量与日俱增,从而造成气候异常、灾害增多、恶性疾病的多发。

因此,能源和环境问题成为当今世界所面临的两大重要课题。

由能源问题引发的危机以及日益突出的环境问题,使人们认识到开发清洁的可再生能源是保护生态环境和可持续发展的客观需要。

可以说,对风力发电的研究和进行这方面的毕业设计对我们从事风力发电事业的同学是有着十分重大的理论和现实意义的,也是十分有必要的。

1 概述1.1 开发利用风能的动因风能作为一种新能源它的开发利用是有一定动因的,而且随着时间的推移,开发利用风能的动因也在变化。

下面将主要从经济、环境、社会和技术进步四方面来介绍风能开发利用的动因。

1.1.1 经济驱动力1.1.1.1经济最优化能源供应的经济最优化提供了重视开发利用的基本原理。

在偏远地区,电力供应困难。

与常规电网延伸和柴/汽油机发电相比,利用小型离网风力发电系统供电有成本优势。

例如在内蒙古农牧区,利用小型离网风力发电系统供电,农牧户承担的成本约2元/KW左右。

如果用电网延伸的方法,农牧户承担的成本高于8元/KW。

在这些地区,利用汽油/柴油发电机的供电,考虑油料的运输成本,农牧户承担的成本也要高于6元/KW。

1.1.1.2化石能源资源枯竭与供应安全进入工业社会后,人类在飞速发展自己的文明过程中经过了多次能源危机。

人们开始认识到,无限制地开采煤炭、石油、天然气等化石能源,终有资源枯竭的一天。

目前石油储量约1300亿吨,年消耗量约35亿吨,计今后25年中平均年消耗量将达50亿吨,即使加上新发现的油田,专家估计总储量也不会超过2000亿吨,有油资源在四五十年后也将枯竭。

为了人类社会的可持续发展,当务之急是寻找和研究利用其他可再生资源。

风能作为新能源中最具工业开发潜力的可再生能源,就格外引起人们的瞩目。

一些国家要靠进口化石能源来满足本国内能源的消费。

风能的开发利用可以减少对国外能源的依赖,并加强本国的能源供应安全水平,国内的化石能源价格变化较小,社会经济稳定性也因此而增强。

1.1.1.3促进能源产业升级风力发电技术属于新兴技术,风电产业是朝阳产业。

风力发电技术的研发、示范到商业化发展,最终进入市场,将给整个能源产业带来新的活力,成为国民经济的一种新的经济增长点。

一个国家如果开发利用风能技术早,就有可能占据风能利用的技术和市场优势。

1.1.2 环境驱动力除了人们早先认识到的烟尘、二氧化硫等区域性的污染外,世界上越来越多的人开始认识到二氧化碳等温室气体的大量排放对全球气候变暖给人类社会带来的有害影响。

冰山消融、海平面升高、大气环流和海洋异常导致自然灾害的频发、土地沙漠化,使“地球村”的效应更加明显,各国都认识到必须共同采取措施减缓和影响这种变化。

为减缓地球变暖,1997年在日本京都召开的联合国气候变化框架缔约方第3次大会上,84国代表审议通过《京都议定书》,要求工业发达国家大幅度削减二氧化碳等温室气体排放量。

这也迫使人们重视寻找其他可再生的替代能源。

风能在能源转化工程中不会产生任何排放量,因此除了不产生烟尘、二氧化硫等区域性污染外,也不会带来全球环境污染。

1.1.3 社会驱动力风能份额增加时,会创造很多直接和间接的就业机会。

除了在工厂的生产和装机工程中创造就业之外,在设备维护方面也会提供就业机会。

另外,在一些国家(如欧盟国家)中,风能开发利用已经成为热点问题,得到了公众的支持。

许多民众十分关注风能的发展,并将利用风能和其他可再生能源当成他们的生活方式。

绿色电力的发展就是一个典型的例予,人们自愿以高于化石电力的价格购买风电和其他可再生能源电力。

1.1.4 技术驱动力随着科技的进步,空气动力理论的不断发展、新型高强度、轻质材料的出现,计算机设计技术的广泛应用和自动控制技术的不断改进,机械、电气、电子元件制造技术的成熟,为风电技术向大功率、高效率、高可靠性和高度自动化方向发展提供了条件。

1.2 风力发电的现状1.2.1 世界风力发电现状20世纪80年代以来,工业发达国家对风力发电机组的研制取得了巨大进展。

1987年美国研制出单机容量为3.2MW的水平轴风力发电机组,安装于夏威夷群岛的瓦胡岛上。

1987年加拿大研制出单机容量为4.OMW的立轴达里厄风力发电机组,安装于魁北克省的凯普一柴特。

进入20世纪80年代,单机容量在100KW以上的水平轴风力发电机组的研究开发及生产在欧洲的丹麦、德国、荷兰、西班牙等国取得了快速发展。

到20世纪90年代,单机容量为100~200KW的机组已在中型和大型风电场中成为主导机型。

同时单机容量在1MW以上的风力发电机组也研制开发成功,并在风电场中成功运行。

世界风电总装机容量1997年底为746万KW,1998年底为1015万KW,1999年底风力发电机的设计及风力发电系统的研究为1393万KW,2000年达1845万KW,2001年达2493万KW,2002年达3112KW,平均年增长率在30%以上。

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