小型风力发电装置的设计

济源职业技术学院

毕业设计

题目小型风力发电装置的设计

系别机电工程系

专业机电一体化

班级 0803班

袁泉

学号 08010315 指导教师高清冉

日期 2010年11月

设计任务书

设计题目：

小型风力发电装置设计

设计要求：

1、了解小型风力发电装置的基本设计原理和用途。

2、熟悉基本绘图软件的使用方法和技巧。

3、使用Solidworks绘画装配图、零件图。

设计进度要求：

第一周：选择课题，勾勒基本的设计思路

第二周：查找与其有关的资料；

第三周：进行螺旋传动的设计和计算；

第四周：进行发电机的设计；

第五周：绘制草图

第六周：完善初稿及草图使其语言更加简练、布局更加合理；

第七周：整理电子稿；

第八周：再次修改论文，进行答辩

指导教师（签名）：

摘要

风能是一种无污染、可再生的清洁能源。早在公元前200年，人类就开始利用风能了。提水、碾米、磨面及船的助航都有利用风能的记载。自第一次世界大战之后，丹麦仿造飞机的螺旋桨制造二叶和三叶高速风力发电机发电并网使用直至现在，风力发电机经历了近百年的发展里程。20世纪80年代之后，世界工业发达国家率先研究、快速发展了风力发电机，建设了风电场。现在风力发电机制造成本不断下降，已接近水力发电机的水平，制造及使用技术也日趋成熟。20世纪末，世界每年风电装机容量以近20%的增长速度发展，风电现在已成为世界能源中发展最快的能源。如果在总面积0.6%的地方安装上风力发电机，就能提供全部电力消耗的20%，可以关闭供电能力20%的以燃烧煤、重油等碳氢化合物为燃料而排放SO2、CO2和烟尘对大气和地球环境造成污染和破坏的火电场。

在今后10年，风力发电将成为世界各国重点发展的能源之一，风力发电机的制造业也必将成为新兴的机械制造业。也将带动诸如大型钢管、钢板等冶金行业，发电机制造，电器控制，液压机械，复合材料等行业的发展；势必推动蓄电池向大容量、小体积、高效方向发展势必拓宽微机在风力发电机自动控制方面的应用和发展。风力发电机的发展及其拉动的行业发展将成为数以万计的人创造就业机会。可见，发展风力发电机及风力发电对于发展经济，保护环境，有着重要意义。

我国地域辽阔，风能资源丰富，风能储量达25.3亿MW。1991年国家计委实施了“乘风计划”和“光明工程”，为中国全面发展大、中、小型风力发电机及风力发电创造了条件。至2010年，我国在风能资源丰富地区先后建了249个风电场，总装机容量1546MW，已形成一定的风力发电基础及积累了较丰富的风力发电的经

验。风力发电机除应用于风电场外，尚有广阔的应用领域。中、小型风力发电机可为国家电网上不能达到的地区的农民、牧民、海岛渔民提供生产生活用电。可见，我国风力发电机及风力发电的发展前景十分广阔，前途光明。

关键词：小型，高效，节能

（1）论文第二页为300字左右的中文容摘要，应说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。

（2）论文摘要是学位论文的缩影，尽可能保留原论文的基本信息，突出论文的创造性成果和先进性。

（3）论文摘要应尽量深入浅出，通俗易懂，少用公式字母，语言力求精炼、准确。

（4）在本页的最下方另起一行，注明本文的关键词3-8个。

目录

正文

1 概述

1.1 风力发电机的发展史简介

早使用风帆船和风车的国家之一，至少在3000年前的商代就出现了帆船，到唐代风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是明代，14世纪初叶中国航海家和七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。明代以后风车得到了广泛的应用，我国沿海沿江的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法，一直延续到20世纪50年代，仅在沿海利用风力提水的设备增达20万台。

随着蒸汽机的出现，以及煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等，无法与蒸汽机、燃机和电动机等相竞争，渐渐被淘汰。欧洲到中世纪才广泛利用风能，荷兰人发展了水平轴风车。18世纪荷兰曾用近万座风车排水，在低洼的海滩上造出良田，成为著名的风车之国。德国、丹麦、西班牙、英国、荷兰、瑞典、印度加拿大等国在风力发电技术的研究与应用上投入了相当大的人力及资金，充分综合利用空气动力学、新材料、新型电机、电力电子技术、计算机、自动控制及通信技术等方面的最新成果，开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展了变浆距控制及失速控制的风力机设计理论，采用了新型风力机设计理论，采用了新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出了变极、变滑差、变速、恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台及多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率及可靠性。到了19世纪末，开始利用风力发电，这在解决

农村电气化方面显示了重要的作用，特别是20世纪70年代以后，利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段。

1.2我国现阶段风电技术发展状况

中国现代风力发电机技术的开发利用起源于20世纪70年代初。经过初期发展、单机分散研制、系列化和标准化几个阶段的发展，无论在科学研究、设计制造，还是试验、示、应用推广等方面均有了长足的进步和很大的提高，并取得了明显的经济效益和社会效益。

我国对风电已有部分优惠政策，包括一下几个方面:

1)风电配额:制定出常规火电污染排放量分配比例，由全国所有省区共同分摊

的政策。

2)风电上网电价:落实风电高于火电的价差摊到全省的平均销售电价中。制定

出按常规水电污染排放量分配比例，由全国所有省区共同分摊的政策。按地区具体情况定出风电最高上网电价的限制，并保持10年不变，促使业主充分利用资源，降低成本。

3)售电增值税:增加了新的税源，建议参照小水电，核定风电销售环节增值税

率为6%。

4)银行贷款:为降低风电电价，减轻还贷压力，建议适当延长风电还贷期限还

贷期增至15年；为风电项目提供贴息贷款。

5)鼓励采用国产化风电机:为采用国产化风电机的业主提供补贴和贴息贷款,

补偿开发商的风险，帮助初期国产化机组进入市场，得到批量生产和改进产品的机会,以利降低成本。