篇一：风力发电论文

天津工业大学

题目：风力发电技术

电气工程与自动化学院 电工电能新技术讲座 （论文） 班 级 电气1003 姓 名学 号指导教师 论文成绩 2013年04 月 22日

摘要

风能是自然产生的取之不尽、用之不不竭而又不会产生任何污染的可再生资源。它因空气流动做功而提供给人类的一种可利用的能量，因此被人们广泛应用。由于科学水平的进步，和风能自身清洁、环保的特点，风能被应用到发电行业。早在很久以前它就被人们称为“蓝天白煤”。人类对于风能的利用始于很久以前，最早可追溯到公元前3000年，可以说人类对于风能的利用与关注从那时就开始了，而真正将风能用于发电是在19世纪。丹麦建成了世界上第一个风力发电装置。但在其后的一段时间，世界处在对煤、石油的开采的满足下，加上技术的不成熟，风能发电并没有得到及时的发展。

风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风能作为一种无污染、可再生的绿色能源，它对于解决全球性的能源危机和环境危机有着重要的意义。因此，风力发电成为各国学者研究的重点。目前，国内学者对大型风力发电的研究已日趋成熟，但对于实验室风力发电机的研制还是比较欠缺的。

本次毕业设计的重点是拟设计简易的风力发电实验仪，该设备能让学生容易了解风力发电的原理，以及大致测算出影响风力发电的各个因素，方便以后的大学物理实验教学，同时在制作和测试过程中对出现的一些现象进行深刻的思考，具有很强的实用性和趣味性。在研制的过程中，同时对风能的转化功率，风速等影响发电的因素，进行测量，并与理论进行对比，进而得出影响效率的因素。

关键词：风 风能发电 风力发电机 能源危机 转换形式

在不断持续的能源紧张中，不少人想到了新能源利用。利用洁净的能源（可再生能源）是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现。洁净能源指太阳能、风能、潮汐能、生物能等，这都是可再生取之不尽的能源，特别是风能技术最为成熟，经济可行性较高，是一种较理想的发展能源。风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 我国风能资源总量约42亿千瓦，技术可开发量约3亿千瓦。目前东南沿海是最大风能资源区，风能密度为200W/M2～300W/M2，大于6m/s的风速时间全年3000h以上就可取得较大经济效益。

长期以来，由于风电电价高于火电电价，作为清洁能源的风电对于解决能源短缺和环境保护问题的意义长期得不到应有的重视。事实上，风电作为一项高新技术，具有着巨大的产业前景。而它作为新兴能源，更对促进边远地区经济发展有着巨大的作用。在电力紧张、能源紧缺的情况接踵而至的今天，我国应该重新认识风能的利用问题。

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中国风力发电起步较晚, 但进展较快。风力发电机组的研制重点分两方面, 一是1KW以下独立运行的小型风力发电机组, 二是100KW以上并网运行的大型风力发电机组。小型风力发电机组从70年代开始, 在农村、牧区、海岛等地对电能的迫切需求的推动下, 一些地区和部门对风力发电机的研究、试点和推广应用给予了重视与支持, 发展迅速。在新疆、内蒙古、吉林、辽宁等省区建立了一些容 第 2 页

量在10KW以下的小型风力发电站, 其后处于停滞状态。进入90年代后期, 中国的风力发电得到了快速的发展, 经过科技攻关, 研制开发, 示范试验, 商品生产和推广使用等阶段, 目前微小型风力发电机组研制已实现全部国产化。在小型风力发电机组推广应用中已取得明显的社会效益, 在世界上有一定的影响。 目前, 中国风力发电应用推广的地区主要是有风无电地区, 如农区、牧区、近海、湖泊养殖、气象台站、海岛驻军、边防哨所等。2000年全国小型风力机组约为248477万台, 年生产量29758台, 居世界首位。除满足国内需要外, 还出口国外。

大型风力发电机组的研制从80年代真正开始,“ 八五” 期间, 国家科委和国家计委分别将大型风力发电机组列人科技攻关项目, 组织国内科研单位对大型风力发电机组的关键技术进行联合攻关, 在此基础上自行研制, 另方面组织国内相关单位引进国外大型风力发电机组, 进行消化吸收, 掌握大型风力机组制造技术, 在此基础上进行组装或合作生产。经过多年的努力, 我国大型风力发电机组的研制有了很大的进步。中国与联邦德国合作于1986年研制出单机容量为20KW的立轴达里厄型风力发电机组。200KW水平轴风力发电机组1997年通过了国家鉴定, 并投入小量生产。组装和合作生产的国外大型风力发电机组的主要部件和配套设备也实现了国产化。1991-1995年期间与丹麦合作生产了单机容量为120KW的风力发电机组, 与德国合作生产了单机容量为250KW的风力发电机组, 自主开发研制了第2代单机容量为55KW及200KW的机组, 但未形成批量生产力。1996年以后,开始制造部件国产化占一定比例的300KW水平轴风力发电机组,1998年制成2台。2000年在引进消化吸收的基础上研制开发出了装机容量为600KW的风力发电机组,取得成功。

我国风力发电行业发展经历了以下的六个阶段：1949-1959年，老式风车应用阶段,；1960-1977年，现代风力机械起步阶段；1978-1983年，科研攻关和示范应用阶段；1984-1990年，技术成熟和实用推广阶段；1990-1997年，调整、巩固阶段；1998年以后，走向稳定发展阶段。

在不到二十年的时间, 中国的风力发电已有了长足的进步, 风电机组技术也日新月异地发展。八十年代有了55千瓦的风电机, 到了八五年则开发出110千瓦, 到了九十年代, 出现250千瓦, 九十年代中期有600千瓦, 现在则有兆瓦级 第 3 页

风机的出现。并且出现了几个超过万千瓦级的现代并网型风电场，目前正在建设的风电场和在做前期工作的风电场已遍及十几个省市。

在我国，风能总储量32.26亿千瓦, 实际可开发利用的风能储量为2.53亿千瓦。我国在政府有关政策的支持下, 风能发电取得了一定发展, 但与欧美国家相比还有较大差距, 最主要的是在风电设备制造方面。我国还没有独立开发的技术, 只能与外国合作设计生产产品, 成本较高, 电力部门没有积极性。现在的风电上网电价比煤电等的电价高。尽管这是保护环境的代价, 但对那些经济发展缓慢、电网较小、电价承受能力差的省份和自治区, 过多发展风电将会造成沉重的负担。另外, 我国风能发电项目建设还有以下几个主要障碍：缺乏大规模的投资者、风能资源的不确定性、前期测风工作不足以及如何促进风电机组的本地化生产等。为了改变这种局面, 应该详细调查我国的风力资源, 选淮风电场和改善风电场管理水平, 以提高风电场的综合容量系数。继续发展技术成熟的小型风力发电机组, 持续快速健康地建设风力发电场, 建立若干个大型以上风力发电场。加快国产化大型风力机的研制进程，加速大型风力发电机组的国产化进程,实现大型风力发电机组的国产化,提高国产机组的可靠性和可维护性。建议在东南沿海经济发达但又缺乏常规能源的地区建立大型风力发电站。强化国产化MW级风力机的产业化。推进中国的风力发电事业, 需要政府激励、政策支持。必需充分认识到建设中国风力发电工程的必要性和可行性。完善风力发电的机构建设, 建立权 第 4 页

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