北京海瑞興能源科技有限責任公司以“十三五”規(guī)劃綱要為指引，積極投身新能源技術的開發(fā)及工程安裝工作，公司組織專業(yè)技術團隊、安裝團隊逐步摸索發(fā)展形成相對成熟的技術安裝體系，公司努力吸收新能源前沿技術、吸收高技術人才形成了多項專利。

一、風力發(fā)電概念

風力發(fā)電是把風的動能轉為電能。

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風能為2×10^7MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風來發(fā)電。

二、資源

我國風能資源豐富，可開發(fā)利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW(陸地上離地10m高度資料計算)，海上可開發(fā)和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。而2003年底全國電力裝機約5.67億kW。

風是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風力發(fā)電，非常適合，大有可為。

三、利用

風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初風力發(fā)電圖，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數秒鐘內就發(fā)出了一千萬馬力(即750萬千瓦;一馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計過，地球上可用來發(fā)電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源。

利用風力發(fā)電的嘗試，早在二十世紀初就已經開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國應用航空工業(yè)的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發(fā)電裝置。這種小型風力發(fā)電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內燃機的發(fā)電成本低得多。不過，當時的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。

目前，據了解，國外已生內蒙古草原上的風力發(fā)電機產出15，40，45，100，225千瓦的風力發(fā)電機了。1978年1月，美國在新墨西哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成的200千瓦風力發(fā)電機，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運行的風力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達2000千瓦，風車高57米，所發(fā)電量的75%送入電網，其余供給附近的一所學校用。

1979年上半年，美國在北卡羅來納州的藍嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風車。這個風車有十層樓高，風車鋼葉片的直徑60米;葉片安裝在一個塔型建筑物上，因此風車可自由轉動并從任何一個方向獲得電力;風力時速在38公里以上時，發(fā)電能力也可達2000千瓦。由于這個丘陵地區(qū)的平均風力時速只有29公里，因此風車不能全部運動。據估計，即使全年只有一半時間運轉，它就能夠滿足北卡羅來納州七個縣1%到2%的用電需要。

四、歷史

風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面……。現(xiàn)在，人們感興趣的，首先是如何利用風來發(fā)電。

風是一種潛力很大的新能源，人們臺灣臺中高美濕地的風力發(fā)電機也許還記得，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數秒鐘內就發(fā)出了一千萬馬力(即750萬千瓦;一馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計過，地球上可用來發(fā)電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源。

五、原理

把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發(fā)電。 風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發(fā)電所需要的裝置，稱作風力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發(fā)電機和鐵塔三部分。(大型風力發(fā)電站基本上沒有尾舵，一般只有小型(包括家用型)才會擁有尾舵)

風輪是把風的動能轉變?yōu)闄C械能的重要部件，它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。(現(xiàn)在還有一些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同)

由于風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩(wěn)定;所以，在帶動發(fā)電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發(fā)電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩(wěn)定，然后再聯(lián)接到發(fā)電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。

鐵塔是支承風輪、尾舵和發(fā)電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內。

發(fā)電機的作用，是把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發(fā)電機構均勻運轉，因而把機械能轉變?yōu)殡娔堋?/span>

風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;中國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風力發(fā)電機+充電器+數字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為:葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能;尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現(xiàn)尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。

一般說來，三級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發(fā)，風速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據測定，一臺55千瓦的風力發(fā)電機組，當風速為每秒9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦;當風速每秒8米時，功率為38千瓦;風速每秒6米時，只有16千瓦;而風速每秒5米時，僅為9.5千瓦。可見風力愈大，經濟效益也愈大。

在我國，現(xiàn)在已有不少成功的中、小型風力發(fā)電裝置在運轉。

我國的風力資源極為豐富，絕大多數地區(qū)的平均風速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風速更大;有的地方，一年三分之一以上的時間都是大風天。在這些地區(qū)，發(fā)展風力發(fā)電是很有前途的。

風力發(fā)電的輸出

風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是13~25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。

通常人們認為，風力發(fā)電的功率完全由風力發(fā)電機的功率決定，總想選購大一點的風力發(fā)電機，而這是不正確的。目前的風力發(fā)電機只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關系。功率的大小更主要取決于風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發(fā)電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發(fā)電，持續(xù)不斷的小風，會比一時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是說一臺200W風力發(fā)電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率輸出。

使用風力發(fā)電機，就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現(xiàn)在的風力發(fā)電機比幾年前的性能有很大改進，以前只是在少數邊遠地區(qū)使用，風力發(fā)電機接一個15W的燈泡直接用電，一明一暗并會經常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術進步，采用先進的充電器、逆變器，風力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng)，并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標燈;山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習;城市小高層樓頂也可用風力電機，這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風力發(fā)電機，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學校、部隊乃至落后的山區(qū)，風力發(fā)電機正在成為人們的采購熱點。無線電愛好者可用自己的技術在風力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。

六、風能市場

（一）市場狀況

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國風能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風能儲量就有約2.53億千瓦。

隨著全球經濟的發(fā)展，風能市場也迅速發(fā)展起來。自2004年以來，全球風力發(fā)電能力翻了一番，2006年至2007年間，全球風能發(fā)電裝機容量擴大27%。2007年已有9萬兆瓦，這一數字到2010年將是16萬兆瓦。預計未來20-25年內，世界風能市場每年將遞增25%。隨著技術進步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競爭。

（二）中國市場

"十五"期間，中國的并網風電得到迅速發(fā)展。2006年，中國風電累計裝機容量已經達到260萬千瓦，成為繼歐洲、美國和印度之后發(fā)展風力發(fā)電的主要市場之一。2007年我國風電產業(yè)規(guī)模延續(xù)暴發(fā)式增長態(tài)勢，截至2007年底全國累計裝機約600萬千瓦。2008年8月，中國風電裝機總量已經達到700萬千瓦，占中國發(fā)電總裝機容量的1%，位居世界第五，這也意味著中國已進入可再生能源大國行列。

2008年以來，國內風電建設的熱潮達到了白熱化的程度。2009年，中國(不含臺灣地區(qū))新增風電機組10129臺，容量13803.2MW，同比增長124%;累計安裝風電機組21581臺，容量25805.3MW。2009年，臺灣地區(qū)新增風電機組37臺，容量77.9MW;累計安裝風電機組227臺，容量436.05MW。

（三）區(qū)域發(fā)展

從各地區(qū)發(fā)展來看，截止到2009年12月31日，中國風電累計裝機超過1000MW的省份超過9個，其中超過2000MW的省份4個，分別為內蒙古(9196.2MW)、河北(2788.1MW)、遼寧(2425.3MW)和吉林(2063.9MW)。內蒙古2009年當年新增裝機5545.2MW，累計裝機9196.2MW，實現(xiàn)150%的大幅度增長。

資料來源:中國風能專業(yè)委員會 2010年統(tǒng)計

（四）風電前景

中國新能源戰(zhàn)略開始把大力發(fā)展風力發(fā)電設為重點。按照國家規(guī)劃，未來15年，全國風力發(fā)電裝機容量將達到2000萬至3000萬千瓦。以每千瓦裝機容量設備投資7000元計算，根據《風能世界》雜志發(fā)布，未來風電設備市場將高達1400億元至2100