風(fēng)能及其利用

風(fēng)能及其利用第1頁(yè)/共119頁(yè)內(nèi)容一、風(fēng)能的概念二、世界風(fēng)能的發(fā)展歷史三、世界風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀四、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀五、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備六、風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)介紹第2頁(yè)/共119頁(yè)一、風(fēng)能的概念1、風(fēng)的形成

太陽(yáng)輻射造成地球表面受熱不均，引起大氣層中壓力分布不均，在不均壓力作用下，空氣沿水平方向運(yùn)動(dòng)就形成風(fēng)。

風(fēng)是一個(gè)矢量，既有大小又有方向。

描述風(fēng)況的兩個(gè)參數(shù)：風(fēng)向、風(fēng)速地球表面風(fēng)的形成和風(fēng)向第3頁(yè)/共119頁(yè)

山谷風(fēng)

海陸風(fēng)

季風(fēng):隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的風(fēng)谷風(fēng)：由于熱力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡山風(fēng)：夜間由平原或山坡吹向谷地陸風(fēng)：晚上陸風(fēng)吹向海上海風(fēng)：在沿海地區(qū)，白天由于陸地與海洋的溫度差而形成海風(fēng)吹向陸地第4頁(yè)/共119頁(yè)2、風(fēng)的特性(1)風(fēng)隨時(shí)間的變化

風(fēng)的日變化

地面上是夜間風(fēng)弱，白天風(fēng)強(qiáng)；高空中卻是夜里風(fēng)強(qiáng)，白天風(fēng)弱。在沿海地區(qū)，白天產(chǎn)生海風(fēng)，夜晚產(chǎn)生陸風(fēng)。

風(fēng)的季節(jié)變化

由于在不同的季節(jié)，太陽(yáng)和地球的相對(duì)位置不同，使地球上存在季節(jié)性溫度變化，因此，風(fēng)也會(huì)產(chǎn)生季節(jié)性變化規(guī)律。季節(jié)性變化第5頁(yè)/共119頁(yè)(2)風(fēng)的隨機(jī)性變化

日變化典型的不同地點(diǎn)的風(fēng)速日變化曲線

紊流

紊流主要是由于氣流與地面的摩擦而產(chǎn)生的。8min內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向隨時(shí)間的瞬時(shí)變化過(guò)程第6頁(yè)/共119頁(yè)3.風(fēng)速的描述風(fēng)力等級(jí)風(fēng)的名稱(chēng)陸地地面物的征象相應(yīng)風(fēng)速（km/h）(m/s)0無(wú)風(fēng)大氣穩(wěn)靜，炊煙直上<10~0.21軟風(fēng)煙隨風(fēng)飄動(dòng)，風(fēng)向可辨，但風(fēng)標(biāo)不動(dòng)1~50.3~1.52輕風(fēng)臉有風(fēng)感，樹(shù)葉動(dòng)，風(fēng)標(biāo)也動(dòng)6~111.6~3.33微風(fēng)樹(shù)葉和細(xì)枝搖動(dòng)，小旗展開(kāi)12~193.4~5.44和風(fēng)塵沙刮起，紙片飛舞，小樹(shù)枝搖動(dòng)20~285.5~7.95清風(fēng)有小樹(shù)搖動(dòng)，池塘、沼澤水面掀起浪花29~388.0~10.76強(qiáng)風(fēng)大樹(shù)搖動(dòng)，電線鳴叫，舉傘困難39~4910.8~13.87疾風(fēng)樹(shù)身?yè)u動(dòng)，頂風(fēng)行走極為困難50~6113.9~17.1第7頁(yè)/共119頁(yè)8大風(fēng)小樹(shù)枝折斷，頂風(fēng)行走極為困難62~7417.2~20.79烈風(fēng)房屋發(fā)生輕微損毀（煙囪倒塌，房屋瓦片揭掉）75~8820.8~24.410狂風(fēng)陸地少見(jiàn)，樹(shù)木連根拔起，建筑物嚴(yán)重破壞89~10224.5~28.411暴風(fēng)陸地極少，一旦發(fā)生必有重大損毀103~11728.5~32.612颶風(fēng)陸地絕不，其摧毀力極大>117>32.6第8頁(yè)/共119頁(yè)4.風(fēng)能資源地球風(fēng)能約為2.74×109MW可利用風(fēng)能為2×107MW，是地球水能的十倍只要利用上地球1%的風(fēng)能就能滿足全球能源的需要降低成本，提高產(chǎn)出，是普及風(fēng)能發(fā)電必須克服的障礙第9頁(yè)/共119頁(yè)

風(fēng)能密度通過(guò)截面積的風(fēng)所含的能量，常以W/m2表示。風(fēng)能密度與空氣密度有直接關(guān)系一般，海邊地勢(shì)地，氣壓高，空氣密度大，風(fēng)能密度就高。高山氣壓低，空氣稀薄，風(fēng)能密度就小些。如果高山風(fēng)速大、氣溫低仍有相當(dāng)大的風(fēng)能潛力。第10頁(yè)/共119頁(yè)我國(guó)探明風(fēng)能理論儲(chǔ)量為32.26億KW可發(fā)利用為2.53億KW，近?？衫蔑L(fēng)能7.5億KW東南沿海是最大風(fēng)能資源區(qū)，風(fēng)能密度為200W/M2～300W/M2大于6m/s的風(fēng)速時(shí)間，全年3000h以上就可取得較大經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)效益第11頁(yè)/共119頁(yè)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在西北、華北和東北的草原和戈壁，以及東部和東南沿海及島嶼西部地區(qū)的風(fēng)能資源占全國(guó)風(fēng)能資源的50%以上甘肅省實(shí)際可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量為1143萬(wàn)kW青海省為2421萬(wàn)kW新疆維吾爾自治區(qū)為3433萬(wàn)kW內(nèi)蒙古自治區(qū)為6178萬(wàn)kW。云南省和西藏自治區(qū)也有很多地區(qū)可以利用風(fēng)能。第12頁(yè)/共119頁(yè)中國(guó)有效風(fēng)能密度分布第13頁(yè)/共119頁(yè)我國(guó)風(fēng)能資源區(qū)劃風(fēng)能豐富區(qū)東南沿海、山東半島、遼東半島三北地區(qū)松花江下游區(qū)風(fēng)能較豐富區(qū)東南沿海內(nèi)陸和渤海沿海區(qū)三北的南部區(qū)青藏高原風(fēng)能可利用區(qū)兩廣沿海區(qū)大小興安嶺地區(qū)中部地區(qū)風(fēng)能貧乏區(qū)川云貴和南嶺山地區(qū)雅魯藏布江和昌都區(qū)塔里木盆地西部區(qū)第14頁(yè)/共119頁(yè)二、世界風(fēng)能的發(fā)展歷史

人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能的歷史風(fēng)帆助航、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)車(chē)提水風(fēng)電路燈微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)車(chē)第15頁(yè)/共119頁(yè)12世紀(jì)風(fēng)車(chē)從中東傳入歐洲。16世紀(jì)，荷蘭人利用風(fēng)車(chē)排水、與海爭(zhēng)地，在低洼的海灘上建國(guó)立業(yè)。在蒸汽機(jī)出現(xiàn)之前，風(fēng)力機(jī)械是動(dòng)力機(jī)械的一大支柱，但因競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等而被淘汰。19世紀(jì)丹麥人首先研制了風(fēng)力發(fā)電機(jī)。1891年，丹麥建成世界第一座風(fēng)力發(fā)電站。20世紀(jì)70年代后，風(fēng)力發(fā)電蓬勃發(fā)展。21世紀(jì)中葉，風(fēng)能成為世界能源供應(yīng)的支柱之一。1.歐洲利用風(fēng)能的歷史第16頁(yè)/共119頁(yè)3000年前的商代：開(kāi)始出現(xiàn)帆船唐代：“乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海”明代：鄭和下西洋明代后：宋應(yīng)星《天工開(kāi)物》有：“揚(yáng)郡以風(fēng)帆數(shù)扇，俟風(fēng)轉(zhuǎn)車(chē)，風(fēng)息則止”方以智著的《物理小識(shí)》有：“用風(fēng)帆六幅，車(chē)水灌田，淮陽(yáng)海皆為之”中國(guó)沿海沿江地區(qū)的風(fēng)帆船和用風(fēng)力提水灌溉或制鹽的做法，一直延續(xù)到20世紀(jì)50年代2.我國(guó)利用風(fēng)能的歷史第17頁(yè)/共119頁(yè)3.積極開(kāi)發(fā)風(fēng)能的國(guó)家風(fēng)能開(kāi)發(fā)積極的國(guó)家主要有兩類(lèi)第一類(lèi)是德、美等歐美國(guó)家，為保護(hù)環(huán)境降低二氧化碳排放量，在考慮環(huán)境成本的基礎(chǔ)上，愿意花錢(qián)利用風(fēng)能第二類(lèi)是發(fā)展中國(guó)家，如印度、中國(guó)等，主要是因?yàn)槿彪?，愿意利用風(fēng)能。但這類(lèi)市場(chǎng)有賴于政府支持第18頁(yè)/共119頁(yè)

中國(guó)風(fēng)能發(fā)展需要制度創(chuàng)新中國(guó)風(fēng)力資源豐富，但風(fēng)電發(fā)展落后原因：缺乏透明、完整、可持續(xù)、有效力的風(fēng)能政策和法律制度國(guó)家發(fā)改委制定的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》指出：到2020年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到2000萬(wàn)瓦，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要制度創(chuàng)新第19頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/420三、世界風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r

世界風(fēng)力發(fā)電持續(xù)快速發(fā)展根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會(huì)（WWEA）統(tǒng)計(jì)，1996年世界風(fēng)電總裝機(jī)容量為607萬(wàn)KW，2007年為9385萬(wàn)千瓦，2008年達(dá)到1.2億千瓦。08年世界當(dāng)年風(fēng)電裝機(jī)為2705萬(wàn)千瓦，增速達(dá)到28.8％。2008年世界風(fēng)力發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到475億美元。2008年底全球1.2億千瓦的風(fēng)電總裝機(jī)容量，意味著每年發(fā)電260TWh，可以減少二氧化碳排放1.58億噸。

第20頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/4211997年到2008年世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)第21頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/4222003-2008年世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量前十位國(guó)家第22頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/4232009-2030年世界風(fēng)電裝機(jī)預(yù)測(cè)第23頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/4242008年世界排名前十位的整機(jī)制造商第24頁(yè)/共119頁(yè)美國(guó)世界上風(fēng)力機(jī)裝機(jī)容量最多的國(guó)家，超過(guò)2X104MW，每年還以10％的速度增長(zhǎng)瑞典、荷蘭、英國(guó)、丹麥、德國(guó)、日本、西班牙，制定了相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日趨受到世界各國(guó)的普遍重視。目前全世界風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到490萬(wàn)千瓦，而且還在以年均60％的速度增長(zhǎng)，反映了當(dāng)今國(guó)際電力發(fā)展的一個(gè)新動(dòng)向。第25頁(yè)/共119頁(yè)預(yù)計(jì)２０２０年風(fēng)電將進(jìn)入每個(gè)歐洲家庭在整個(gè)歐洲創(chuàng)造300萬(wàn)個(gè)工作機(jī)會(huì)重振衰退的工業(yè)和不景氣的行業(yè)創(chuàng)造幾百萬(wàn)歐元的新能源市場(chǎng)使歐洲走上使用完全清潔能源供應(yīng)系統(tǒng)之路，即安全、可靠和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供比煤電和核電更廉價(jià)的能源第26頁(yè)/共119頁(yè)大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)第27頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/428MultibridM5000風(fēng)力發(fā)電機(jī)組第28頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/429Repower5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組第29頁(yè)/共119頁(yè)新S型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)第30頁(yè)/共119頁(yè)新S型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)第31頁(yè)/共119頁(yè)風(fēng)箏風(fēng)力發(fā)電機(jī)第32頁(yè)/共119頁(yè)風(fēng)箏風(fēng)力發(fā)電機(jī)第33頁(yè)/共119頁(yè)漁民船上的微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)第34頁(yè)/共119頁(yè)小型風(fēng)電機(jī)組第35頁(yè)/共119頁(yè)風(fēng)電路燈第36頁(yè)/共119頁(yè)農(nóng)田里的風(fēng)機(jī)組第37頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/438

海上風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展發(fā)展海上風(fēng)電是國(guó)際上風(fēng)電發(fā)展的一個(gè)方向。目前，海上風(fēng)電技術(shù)日趨成熟，并開(kāi)始進(jìn)入規(guī)?；_(kāi)發(fā)階段。至2006年止，世界海上風(fēng)電總裝機(jī)容量已達(dá)80萬(wàn)千瓦，主要集中在丹麥和英國(guó)。歐洲在開(kāi)發(fā)海上風(fēng)能方面依然走在世界前列。據(jù)專(zhuān)家預(yù)計(jì)，到2010年和2020年，歐洲海上風(fēng)電總裝機(jī)容量將分別達(dá)到1000萬(wàn)千瓦和7000萬(wàn)千瓦。第38頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/4391.5MW葉片海上風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行2007年11月8日，由中海油投資的第一臺(tái)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝運(yùn)行，其中主機(jī)采用金風(fēng)科技公司研發(fā)的1.5MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，葉片為HT34型葉片。第39頁(yè)/共119頁(yè)海上發(fā)電第40頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/441海上風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展第41頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/442

丹麥海灘風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)第42頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/443海上風(fēng)電場(chǎng)第43頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/444海上風(fēng)電場(chǎng)第44頁(yè)/共119頁(yè)四.我國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

第45頁(yè)/共119頁(yè)1.我國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀第46頁(yè)/共119頁(yè)（1）發(fā)展迅速，建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大

我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電始于20世紀(jì)50年代后期1986年，在山東榮城建成了我國(guó)第一座并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)到1990年已建成4座并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量為4.215MW，其最大單機(jī)容量為200kW。到1995年，全國(guó)共建成了5座并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)總?cè)萘繛?6.1MW，最大單機(jī)容量為500kW。1996年后，風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入了擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模的階段，最大單機(jī)容量為1500kW。據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)最新統(tǒng)計(jì)，2007年中國(guó)除臺(tái)灣省外新增風(fēng)電機(jī)組3,144臺(tái)。2007年中國(guó)除臺(tái)灣省外累計(jì)風(fēng)電機(jī)組6,458臺(tái)，裝機(jī)容量5,890MW。第47頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/448中國(guó)風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展第48頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/449新疆達(dá)板城風(fēng)電場(chǎng)第49頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/450廣東南澳風(fēng)電場(chǎng)第50頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/451承德風(fēng)電場(chǎng)第51頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/452

風(fēng)電場(chǎng)圖片（內(nèi)蒙輝騰西勒）第52頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/453中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)將持續(xù)高速發(fā)展根據(jù)國(guó)家能源局最新規(guī)劃，2020年全國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1億千瓦。從2009年到2020年國(guó)內(nèi)新增風(fēng)電裝機(jī)容量平均每年將達(dá)到740萬(wàn)千瓦，投入風(fēng)電場(chǎng)的資金將達(dá)到660億元—740億元，其中風(fēng)機(jī)設(shè)備將達(dá)到444億元。國(guó)家能源局已規(guī)劃將在6個(gè)地區(qū)建設(shè)千萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)：甘肅酒泉1100萬(wàn)千瓦；新疆哈密2000萬(wàn)千瓦；內(nèi)蒙西部2000萬(wàn)千瓦；內(nèi)蒙東部3000萬(wàn)千瓦；河北1000萬(wàn)千瓦；江蘇1000萬(wàn)千瓦（含700萬(wàn)海上風(fēng)場(chǎng)）第53頁(yè)/共119頁(yè)

（2）

國(guó)家及政府有關(guān)部門(mén)重視和支持風(fēng)力發(fā)電

為了支持風(fēng)力發(fā)電，原電力部制定了《風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確了風(fēng)電上網(wǎng)及電價(jià)確定的原則第54頁(yè)/共119頁(yè)

（3）專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍和國(guó)產(chǎn)化水平逐漸提高

自20世紀(jì)70年代中、后期開(kāi)始，我國(guó)真正進(jìn)入了現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)階段。同時(shí)也取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，主要解決了邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)的農(nóng)、牧、漁民的用電問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，培養(yǎng)了一批專(zhuān)業(yè)的風(fēng)電設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)建設(shè)和運(yùn)行管理隊(duì)伍，為今后大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電創(chuàng)造了良好的條件。大型風(fēng)電機(jī)組的制造技術(shù)我國(guó)已基本掌握，主要零部件國(guó)內(nèi)都能自行制造，如發(fā)電機(jī)、齒輪箱和葉片等。第55頁(yè)/共119頁(yè)2.我國(guó)風(fēng)力發(fā)電存在的問(wèn)題

第56頁(yè)/共119頁(yè)（1）

對(duì)風(fēng)能資源勘察不夠全面

我國(guó)現(xiàn)有的風(fēng)資源分布圖很粗，無(wú)法滿足現(xiàn)在風(fēng)電場(chǎng)選址的要求，迫切需要進(jìn)一步細(xì)化。第57頁(yè)/共119頁(yè)（2）

風(fēng)電設(shè)備和制造技術(shù)落后

我國(guó)風(fēng)電建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界發(fā)展的主要原因是，沒(méi)有加大力度依靠國(guó)內(nèi)雄厚的機(jī)電制造業(yè)基礎(chǔ)，吸收引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)對(duì)風(fēng)電成套設(shè)備進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)。第58頁(yè)/共119頁(yè)（3）

風(fēng)電成本高

國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成的微不足道的風(fēng)電容量幾乎全部為進(jìn)口的成套設(shè)備，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)投資高、電價(jià)高，與火電、水電比，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。第59頁(yè)/共119頁(yè)（4）

政策扶持力度不夠

風(fēng)電開(kāi)發(fā)前期投入巨大，而國(guó)內(nèi)的風(fēng)電項(xiàng)目缺乏正常的投融資渠道。由于長(zhǎng)期給予風(fēng)電的實(shí)際關(guān)注力度不夠，缺少對(duì)風(fēng)電扶持的長(zhǎng)期具體措施，與國(guó)外政府的扶持政策和取得的成效相比，存在著很大的差距。

第60頁(yè)/共119頁(yè)3.風(fēng)力發(fā)電前景的建議

第61頁(yè)/共119頁(yè)

（1）

做好風(fēng)能資源的勘察

風(fēng)資源的測(cè)定是發(fā)揮風(fēng)電作用的前提基礎(chǔ)，因此將來(lái)應(yīng)該在這方面增大投入，對(duì)我國(guó)實(shí)際的風(fēng)資源在總體上有細(xì)致準(zhǔn)確的了解，為政府和風(fēng)電的決策者合理地規(guī)劃風(fēng)電提供正確的指導(dǎo)。第62頁(yè)/共119頁(yè)（2）

提高風(fēng)電機(jī)組的制造技術(shù)

要提高我國(guó)風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用的技術(shù)水平，需要不斷增進(jìn)與發(fā)達(dá)國(guó)家的交流，學(xué)習(xí)其先進(jìn)技術(shù)，只有清楚彼此差距，才能不斷提升我國(guó)的風(fēng)電技術(shù)水平。提高風(fēng)電技術(shù)也是降低風(fēng)電成本和上網(wǎng)電價(jià)的關(guān)鍵所在。

第63頁(yè)/共119頁(yè)（3）

依托政策發(fā)展風(fēng)電

政策法規(guī)的出臺(tái)為風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展提供了制度上的支持，在具體的措施和規(guī)則上還要細(xì)化、規(guī)范、便于操作，使風(fēng)電的發(fā)展穩(wěn)步，快速的發(fā)展起來(lái)。

第64頁(yè)/共119頁(yè)五、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備第65頁(yè)/共119頁(yè)第66頁(yè)/共119頁(yè)第67頁(yè)/共119頁(yè)第68頁(yè)/共119頁(yè)一、機(jī)艙第69頁(yè)/共119頁(yè)

機(jī)艙座上覆蓋有機(jī)艙罩，材料是玻璃鋼，具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)，有效地密封，以防止外界侵蝕，如雨、潮濕、鹽霧、風(fēng)砂等。機(jī)艙上安裝有散熱器，用于齒輪箱和發(fā)電機(jī)的冷卻；同時(shí)，在機(jī)艙內(nèi)還安裝有加熱器，使得風(fēng)電機(jī)組在冬季寒冷的環(huán)境下，機(jī)艙內(nèi)保持在10℃以上的溫度。第70頁(yè)/共119頁(yè)二、葉片第71頁(yè)/共119頁(yè)葉片結(jié)構(gòu)選用材料主要材料由玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GRP）、碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）、木材、鋼和鋁等；對(duì)于大型風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，主要考慮葉片剛度、固有特性和經(jīng)濟(jì)性，目前世界上絕大多數(shù)葉片都采用復(fù)合材料制造，即GRP或CFRP。主要優(yōu)點(diǎn)是輕質(zhì)高強(qiáng)、易成型、抗腐蝕、維修方便等。第72頁(yè)/共119頁(yè)復(fù)合材料葉片成型工藝目前國(guó)際上多采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，成型工藝有手工濕法成型、真空輔助注膠成型和手工預(yù)浸布鋪層等。碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度高、重量輕，但是其價(jià)格昂貴，經(jīng)濟(jì)性差，一般在2MW米以上機(jī)組的葉片中使用，2MW以下的機(jī)組葉片使用很少。第73頁(yè)/共119頁(yè)葉片剖面結(jié)構(gòu)LM葉片Vastas葉片第74頁(yè)/共119頁(yè)第75頁(yè)/共119頁(yè)三、主軸/主軸承座/軸承主軸的作用在于將轉(zhuǎn)子葉片上的旋轉(zhuǎn)力矩傳到齒輪箱上，主軸與齒輪箱的連接大多采用脹緊式聯(lián)軸器，這樣可保證主軸與齒輪箱同心，在運(yùn)行中免于維護(hù)。主軸上堅(jiān)固的三點(diǎn)懸掛支撐，能夠很好地吸收彎矩，降低齒輪箱輸入軸的徑向負(fù)載。有些風(fēng)電機(jī)組采用雙軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目的在于減少由于風(fēng)作用于葉片而引起的軸向推力，以及消除風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)齒輪箱低速軸側(cè)的俯仰力矩，改善齒輪箱運(yùn)行環(huán)境，避免近年來(lái)，世界范圍出現(xiàn)的齒輪箱行星輪系軸斷裂問(wèn)題。兩個(gè)主軸承選用雙列向心推力滾子軸承，還可以吸收大部分的來(lái)自風(fēng)輪的軸向推力，進(jìn)而，降低齒輪箱輸入軸的軸向負(fù)載。第76頁(yè)/共119頁(yè)四、齒輪箱600kW以下風(fēng)電機(jī)組多為平行軸結(jié)構(gòu)，大于600kW的風(fēng)電機(jī)組基本是采用行星輪結(jié)構(gòu)或行星輪加平行軸結(jié)構(gòu)。齒輪箱體采用球鐵鑄造而成，齒輪箱的負(fù)荷及壓力通過(guò)齒輪箱兩側(cè)的支撐傳到塔架和基礎(chǔ)，該支撐為強(qiáng)力橡膠結(jié)構(gòu)，可以降低風(fēng)電機(jī)組的噪音和震動(dòng)。在齒輪箱后部的高速軸上安裝有剎車(chē)盤(pán)，其連接方式是采用脹緊式聯(lián)軸器；液壓制動(dòng)器通過(guò)螺栓緊固在齒輪箱體上；齒輪箱高速軸通過(guò)柔性連接與發(fā)電機(jī)軸連接。第77頁(yè)/共119頁(yè)剎車(chē)機(jī)構(gòu)的作用1、使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在發(fā)生故障或緊急情況下，能快速、平穩(wěn)的制動(dòng)停機(jī)。2、在運(yùn)行情況下使機(jī)組保持穩(wěn)定，不被側(cè)風(fēng)或繞流影響。五、剎車(chē)機(jī)構(gòu)剎車(chē)機(jī)構(gòu)組成1、葉尖剎車(chē)（阻尼板、動(dòng)葉片、小葉片）2、風(fēng)輪剎車(chē)（低速、高速制動(dòng)裝置）3、偏航剎車(chē)（盤(pán)式制動(dòng)器）第78頁(yè)/共119頁(yè)葉尖剎車(chē)第79頁(yè)/共119頁(yè)風(fēng)輪剎車(chē)第80頁(yè)/共119頁(yè)偏航剎車(chē)第81頁(yè)/共119頁(yè)剎車(chē)程序1、正常剎車(chē)：得到指令后，釋放葉尖慢速剎車(chē)，電機(jī)在轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)切出，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值（系統(tǒng)默認(rèn)

750rpm或500rpm）時(shí)，一個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)制動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0rpm，第二個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)制動(dòng)。兩個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)全部作用。2、快速剎車(chē)：得到指令后，釋放葉尖快速剎車(chē)，電機(jī)立即切出電網(wǎng)。風(fēng)輪剎車(chē)得到指令，一個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)制動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0rpm，第二個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)制動(dòng)。兩個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)全部作用。3、緊急剎車(chē)：得到指令后，釋放葉尖快速剎車(chē)，兩個(gè)圓盤(pán)剎車(chē)全部作用。電機(jī)立即切出電網(wǎng)。第82頁(yè)/共119頁(yè)五、偏航系統(tǒng)

機(jī)艙的偏航是由電動(dòng)偏航齒輪自動(dòng)執(zhí)行的，它是根據(jù)風(fēng)向儀提供的風(fēng)向信號(hào)，由控制系統(tǒng)控制，通過(guò)驅(qū)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組葉輪與風(fēng)向保持一致，最大效率地吸收風(fēng)能。偏航時(shí)間的長(zhǎng)短，是由計(jì)算機(jī)控制的，一旦風(fēng)向儀出現(xiàn)故障，自動(dòng)偏航操作將中止，僅可以從控制柜或機(jī)艙頂部控制盒上人工方式操作偏航。偏航的控制：在風(fēng)速低于3或3.5m/s下，自動(dòng)偏航不會(huì)工作，風(fēng)電機(jī)組將不會(huì)偏航到與風(fēng)向一致。只有風(fēng)速大于該值后，風(fēng)電機(jī)組才自動(dòng)撲捉風(fēng)向，這樣，可以避免不必要的偏航和電能消耗。第83頁(yè)/共119頁(yè)六、塔架塔架是用鋼板焊接成錐筒形，通過(guò)螺栓和法蘭連接塔筒的各部分。塔架是支撐機(jī)艙的結(jié)構(gòu)部件，承受來(lái)自風(fēng)電機(jī)組各部件的所有載荷，不僅要有一定的高度，使風(fēng)電機(jī)組處于較為理想的位置上運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證在極端風(fēng)況下，不會(huì)使風(fēng)電機(jī)組傾倒。第84頁(yè)/共119頁(yè)目前商業(yè)運(yùn)行風(fēng)電機(jī)組的種類(lèi)定槳矩型變槳矩型變槳變速型直驅(qū)型第85頁(yè)/共119頁(yè)定槳矩型風(fēng)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：

-結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性較高缺點(diǎn)：

-效率低

-對(duì)電網(wǎng)影響大

-常發(fā)生過(guò)發(fā)電現(xiàn)象，加速機(jī)組的疲勞損壞市場(chǎng)情況：

-在歐美市場(chǎng)已停產(chǎn)

-在中國(guó)仍有一定的需求第86頁(yè)/共119頁(yè)變槳矩風(fēng)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：

-結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性較高

-不會(huì)發(fā)生過(guò)發(fā)電現(xiàn)象缺點(diǎn)：

-效率不高

-對(duì)電網(wǎng)影響大市場(chǎng)情況：

-逐漸退出歐美市場(chǎng)

-中國(guó)市場(chǎng)仍有一定的需求

第87頁(yè)/共119頁(yè)變槳變速型風(fēng)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：

-不會(huì)發(fā)生過(guò)發(fā)電現(xiàn)象

-效率高

-對(duì)電網(wǎng)影響小缺點(diǎn)：

-電控系統(tǒng)較復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)難度較大市場(chǎng)情況：

-歐美市場(chǎng)大量在使用

-近幾年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)商業(yè)運(yùn)行第88頁(yè)/共119頁(yè)直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：

-不會(huì)發(fā)生過(guò)發(fā)電現(xiàn)象

-效率高

-對(duì)電網(wǎng)影響小

-無(wú)齒輪箱損壞的風(fēng)險(xiǎn)缺點(diǎn)：

-電控系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)難度較大市場(chǎng)情況：

-在歐美市場(chǎng)處于發(fā)展階段

-中國(guó)市場(chǎng)目前尚無(wú)商業(yè)運(yùn)行機(jī)組第89頁(yè)/共119頁(yè)風(fēng)電機(jī)組發(fā)展情況目前較為成熟、質(zhì)量和性能可靠、在國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上可以采購(gòu)到的風(fēng)電機(jī)組的容量等級(jí)在750KW到2500KW之間；750KW定槳矩風(fēng)機(jī)國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)銷(xiāo)售；在歐美市場(chǎng)，kW級(jí)風(fēng)電機(jī)組已基本停止生產(chǎn)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)MW級(jí)的機(jī)組。風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是大型化、變槳變速、直驅(qū)型；第90頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/491六、風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)介紹

第91頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/492中國(guó)風(fēng)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)介紹風(fēng)電整機(jī)制造發(fā)展迅速，已明確進(jìn)入風(fēng)電整機(jī)制造業(yè)的企業(yè)有50多家，到2008年底進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的整機(jī)廠家有23家。其中排名前三位華銳（140萬(wàn)千瓦）、金風(fēng)（113萬(wàn)千瓦）、東汽（105萬(wàn)千），共占據(jù)風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)份額的54%。第92頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/493第93頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/494國(guó)外品牌風(fēng)電機(jī)組在中國(guó)設(shè)廠

在國(guó)有制造企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，國(guó)外知名的風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)也看好中國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)，紛紛在中國(guó)設(shè)立制造廠丹麥的Vestas公司、美國(guó)GE能源集團(tuán)、西班牙Gamesa公司印度Suzlon公司獨(dú)資建廠。西班牙EHN集團(tuán)、德國(guó)Nordex公司等采取合資建廠的方式。國(guó)外品牌風(fēng)電機(jī)組進(jìn)入風(fēng)電市場(chǎng)對(duì)于中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)既是一種促進(jìn)，也是一種挑戰(zhàn)，競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境是對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)自身能力的一種考驗(yàn)。第94頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/495整機(jī)的發(fā)展帶動(dòng)了部件制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要部件有：風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、控制器、變流器、偏航系統(tǒng)。其他部件有液壓剎車(chē)系統(tǒng)、散熱器、連軸器、軸承等。塔架和結(jié)構(gòu)件包括輪轂、主軸、機(jī)艙底坐、法蘭盤(pán)等。國(guó)內(nèi)為風(fēng)機(jī)廠配套大部件的生產(chǎn)廠數(shù)量猛增，國(guó)產(chǎn)化比例超過(guò)90%。第95頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/496中航工業(yè)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路發(fā)揮集團(tuán)優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)一組織、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，舉全集團(tuán)之力，全面進(jìn)入風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。以風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)為牽引、以風(fēng)機(jī)和關(guān)鍵零部件的制造為核心，形成全價(jià)值鏈發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的模式，打造專(zhuān)業(yè)化公司，形成集團(tuán)風(fēng)電品牌。從研發(fā)、市場(chǎng)、管理多方面入手，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電裝備配套單位綜合能力的建設(shè)，提高核心配套能力。具體依據(jù)以下幾個(gè)發(fā)展原則：1、全價(jià)值鏈快速成長(zhǎng)的原則；2、集中整體優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)一組織、重點(diǎn)突破的原則；3、專(zhuān)業(yè)化發(fā)展的原則；4、充分利用內(nèi)外部資源的原則；5、國(guó)際化開(kāi)拓的原則。第96頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/497第97頁(yè)/共119頁(yè)2023/5/498航空工業(yè)發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)總體目標(biāo)

到2015年達(dá)到年