風(fēng)機發(fā)展和結(jié)構(gòu)分析說課講解

風(fēng)機發(fā)展和結(jié)構(gòu)分析后因一個葉片在1945年3月脫落而停止運行。另外，法國、前蘇聯(lián)和丹麥也研制過百KW級的機組，其中對后來風(fēng)電機組技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生過重要影響的是丹麥GEDSER200KW風(fēng)電機組。從1957年運行到1966年，年平均發(fā)電量為45萬KW.h，設(shè)計者采用異步發(fā)電機、定槳距風(fēng)輪和葉片端部有制動翼片，這種結(jié)構(gòu)方式后來成為丹麥風(fēng)電機組的主流，在市場上獲得巨大成功。1973年發(fā)生石油危機以后，美國、西歐等發(fā)達(dá)國家為尋求替代化石燃料的能源，投人大量經(jīng)費，動員高科技產(chǎn)業(yè)，利用計算機、空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的新技術(shù)研制現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機組，開創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時期。20世紀(jì)70.年代到80年代中期，美國、英國和德國等國政府投入巨資開發(fā)單機容量1000KW以上的風(fēng)電機組，承擔(dān)課題的都是著名大企業(yè)，如美國波音公司研制了2500KW和3200KW的機組，風(fēng)輪直徑約為100沒，塔高為80M，安裝在夏威夷的瓦胡島；英國的宇航公司和德國的MAN公司分別研制了3000KW的機組，所有這些巨型機組都未能正常運行，因其發(fā)生故障后維修非常困難，經(jīng)費也難以維持，沒有能夠發(fā)展成商業(yè)機組，未能形成一個適應(yīng)市場需求的風(fēng)電機組制造產(chǎn)業(yè)丹麥風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展策略是政府不直接支持制造廠商，而是對購買風(fēng)電機組的用戶給予補貼，開始時補貼機組費的30％以后隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，逐漸減少補貼的數(shù)額，直到取消。丹麥風(fēng)能資源比較豐富，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民有利用風(fēng)能的傳統(tǒng)，目前仍保留了不少古代風(fēng)車，世界石油危機發(fā)生以后，油價上漲，許多農(nóng)民自己研制風(fēng)力發(fā)電機組，額定功率約在!.10-20KW之間，安裝在自己的住宅旁邊，為家里的電器和照明供電，多余的風(fēng)電可使家中的電表反轉(zhuǎn)，減少電費負(fù)擔(dān)。另外丹麥政府開始對煤電征收能源稅和二氧化碳排放稅，對風(fēng)電的收購電價則給予補貼，使風(fēng)電機組的用戶從滿足自家電力需求轉(zhuǎn)變?yōu)橄螂娋W(wǎng)銷售電能，獲取一定的利潤，購買風(fēng)電機組成了一種投資方式，培育出了穩(wěn)定的風(fēng)電市場。為了滿足農(nóng)民購買風(fēng)電機組的需求，丹麥的中小企業(yè)，尤其是農(nóng)機制造商，如vestes和bonus等，積極開發(fā)風(fēng)電機組產(chǎn)品，政府為了促進(jìn)風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展和保證產(chǎn)品的安全，在里索（RISO）國家實驗室內(nèi)建立了風(fēng)電機組試驗站，并授權(quán)對符合安全要求的風(fēng)電機組型號頒發(fā)認(rèn)證證書，規(guī)定只有獲得認(rèn)證的風(fēng)電機組產(chǎn)品才有資格得到政府的補貼。當(dāng)時丹麥的產(chǎn)品繼承了.GEDSRE200KW風(fēng)電機組的設(shè)計理念，在新樣機測試過程中研究人員對失速調(diào)節(jié)功率理論進(jìn)行深入探討，還就測試時發(fā)現(xiàn)的問題提出了解決辦法，并幫助廠商改進(jìn)。丹麥風(fēng)電機組制造商既得到科研機構(gòu)的支持，又積累了豐富的現(xiàn)場運行經(jīng)驗，而且有機會從穩(wěn)定的風(fēng)電市場上連續(xù)接到訂單，不斷對產(chǎn)品進(jìn)行完善，單機容量逐步從小到大，一個型號技術(shù)成熟了再逐步升級，，經(jīng)歷過30、50、100400、600、750KW直到1000KW以上的兆瓦級機組，在市場上建立了產(chǎn)品性能好、可靠性高的信譽。此后，德國和西班牙等歐洲國家也相繼出臺了激勵風(fēng)電發(fā)展的政策，其核心是以長期固定的較高電價收購風(fēng)電，使這些國家成為風(fēng)電機組市場擴(kuò)展最快的地區(qū)，丹麥的制造商也在有關(guān)國家建立了合資公司，生產(chǎn)丹麥晶牌的機組，在2000年世界前十名風(fēng)電機組制造商的市場份額中占到90％據(jù)丹麥BTM咨詢公司統(tǒng)計，風(fēng)電的容量系數(shù)全世界平均為0.23即利用小時數(shù)為2000h.各個國家差別較大，英國約為2880h，丹麥約為2250h西班牙、荷蘭和瑞典均為2100h.美國約為2000h，德國約為1882h，印度只有1800h。2000年全世界風(fēng)電的發(fā)電量約373億KW，占當(dāng)年各種電源總電量15.2萬億KW的0.25℅預(yù)計2010年可能會達(dá)到1.8%,。中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展中國現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)的開發(fā)利用起源于20世紀(jì)70年代初。經(jīng)過初期發(fā)展、單機分散研制、示范應(yīng)用、重點攻關(guān)、實用推廣、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化幾個階段的發(fā)展，無論在科學(xué)研究、設(shè)計制造，還是試驗、示范、應(yīng)用推廣等方面均有了長足的進(jìn)步和很大的提高，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，特別是在解決常規(guī)電網(wǎng)外無電地區(qū)農(nóng)、牧、漁民用電方面走在世界的前列，生產(chǎn)能力、保有量和年產(chǎn)量都居世界第一。在21世紀(jì)開始的時候，中國還有約2000萬人口沒有用上電，在常規(guī)電網(wǎng)外，推廣獨立供電的風(fēng)力發(fā)電機組，對解決農(nóng)、牧、漁民看電視、聽收音機、照明和用電動鼓風(fēng)機做飯等生活用電問題。對于改善和提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，促進(jìn)地區(qū)社會、文化事業(yè)發(fā)展，加強民族團(tuán)結(jié)，鞏固國防建設(shè)有著重大的意義。到2000年底，全國的小型風(fēng)電機組生產(chǎn)企業(yè)有十幾個，年生產(chǎn)能力超過3萬臺，產(chǎn)品的額定功率從0.1-10KW。2000年全國共生產(chǎn)各種型號的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組7000多臺（約1800KW）。產(chǎn)品以100W機組為主，占總產(chǎn)量的46℅.300W機組次之，占總產(chǎn)量的31℅。截至2000年底，全國累計生產(chǎn)了離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組19萬多臺。隨著經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，廣大農(nóng)、牧、漁民生活水平的提高，家用電器已成為家庭生活的必需品。因此，對風(fēng)力發(fā)電機組的需求，也從過去的50’100W小功率機組發(fā)展到使用.300.500、1000W等較大功率的機組；在邊遠(yuǎn)地區(qū)的邊防連隊、哨所、駐軍海島、地處野外高山的微波站、電視差轉(zhuǎn)臺站、氣象站、公路、鐵路小站、森林中、望火臺、石油天然氣輸油管道、灘涂養(yǎng)殖場及沿海島嶼（全國有7000多公里的海岸線）等多數(shù)地方使用柴油或汽油發(fā)電機組供電，供電成本相當(dāng)高，有些地方高達(dá).3元KWh。而這些地方絕大部分處在風(fēng)力資源豐富地區(qū)。通過采用風(fēng)力2柴（汽）油聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)電機組2光電池互補系統(tǒng)供電，可以既保證全天24h供電，又節(jié)約了燃料和資金，同時還減少了對環(huán)境的污染。1997年新疆風(fēng)能公司購買了德國jabocs公司500KW風(fēng)電機組的制造技術(shù)，隨后試制出十幾臺500KW及600KW的樣機.國家科委安排了風(fēng)電科技攻關(guān)項目，對引進(jìn)的大型風(fēng)電機組技術(shù)進(jìn)行消化吸收，為提高國產(chǎn)化率提供了科技支持。浙江省機電院將科技攻關(guān)的成果———200KW風(fēng)電機組技術(shù)轉(zhuǎn)化為商品，在樣機試驗成功的基礎(chǔ)上制造了五臺機組，中國航天工業(yè)總公司自主開發(fā)研制了600KW機組，南京高速齒輪箱廠也試制了兩臺300KW機組。國家計委在“九五”“乘風(fēng)計劃”中，風(fēng)電機組國產(chǎn)化的部署是招標(biāo)選定國內(nèi)總裝廠，然后與國外風(fēng)電機組制造商合資生產(chǎn)。中國西安航空發(fā)動機公司與德國NORDEXNBALCKEDURR43/600公司合資，成立西安維德風(fēng)電設(shè)備公司，引進(jìn)NORDEXN43/600型風(fēng)電機組的制造技術(shù)；中國第一拖拉機工程機械公司與西班牙MADE公司合資建立了一拖美德風(fēng)電設(shè)備公司，生產(chǎn)600KW風(fēng)電機組，2000年上半年完成樣機研制，并投入小批量生產(chǎn)。!#)%年*月，中國第一個風(fēng)電場在山東榮城并網(wǎng)發(fā)電，三臺++’(機組是由航空部和山東省由丹麥引進(jìn)的，同年!&月作為國際科技合作項目，利用比利時政府贈送的四臺,&&’(機組建成平潭示范風(fēng)電場。從!#)#年起全國各地陸續(xù)利用外國政府贈款或優(yōu)惠貸款，引進(jìn)機組建設(shè)風(fēng)電場，裝機容量逐年增長，規(guī)模在!萬’(以上的有新疆達(dá)坂城，內(nèi)蒙古輝騰錫勒（如圖!",&所示），廣東南澳（如圖!",!所示）、惠來，遼寧東崗、丹東，吉林通榆和浙江括蒼山、鶴頂山等風(fēng)電場，,&&&年底全國共有,%個風(fēng)電場，裝