農(nóng)村能源工程4

第二章風能第一節(jié)風能基本知識一、風的形成風是人類最常見的自然現(xiàn)象之一。它是由太陽的熱輻射在地球上引起的“空氣流動”。到達地球的太陽能約有2％轉(zhuǎn)變成為風。當?shù)孛媸艿教栒丈?，溫度升高，氣壓發(fā)生變化，高壓冷空氣流向低壓區(qū)，相對于地球表面的空氣流動形成了風。氣壓差值越大，風也就越大。

赤道附近接收的太陽能較多，而南、北極接收的太陽能較少，

如果地球表面情況是一樣的，而且忽賂地球轉(zhuǎn)動的作用，則赤道附近空氣受熱膨脹向上，流向兩極；而兩極附近的冷空氣，沿地表流向赤道。

地球不停地轉(zhuǎn)動也產(chǎn)生影響，在同樣日照情況下，海面上升溫慢，陸地上升溫快；

山谷升溫饅，山脊升溫快，等等這些復雜因素造成了地球上不同地區(qū)、不同季節(jié)里，空氣的流動是變化多樣的，因而風向、風速也是變化無常的二、風向與風速

風是一種矢量，它通常用風向與風速這兩個要素來表示。1．風向風向是指風吹來的方向，如果風是從西面吹來，則稱為西風。觀測陸地上的風向，一般采用16個方位(海上的風向通常采用32個方位)，即以正北為零，順時針每轉(zhuǎn)過22．5o為一個方位，如圖2—l所示。

在一定的時間范圍內(nèi)，某風向出現(xiàn)的次數(shù)占各風向出現(xiàn)的總次數(shù)的百分比，稱作風向頻率，

即:2．風速風在單位時間內(nèi)所流過的距離稱為風速V，單位是m/s。(1)瞬時風速與平均風速風速是很不穩(wěn)定的，即使在很短的時間內(nèi)，它的變化也很大。在某一瞬間(在幾秒內(nèi))所測得的風速，叫瞬時風速；在某一段時間內(nèi)，瞬時風速的算術平均值，稱為平均風速。

假如把一晝夜中每小時所測得的風速相加，再除以24，就得到了一天的平均風速。同理，可求得月平均風速和年平均風速。

(2)風速頻率與變幅在一定時問內(nèi)，相同風速出現(xiàn)的時數(shù)占測量總時數(shù)的百分比稱作風速頻率，即:

風速頻率=相同風速出現(xiàn)的時數(shù)/測量總時數(shù)×100%

最大風速與最小風速之差，稱為風速變幅。對風能利用來說，既希望平均風速較高，又希望風速變幅小，以保證風力機平穩(wěn)運行，便于控制。

(3)起動風速、切除風速、有效風速

可使風力機起動運行的風速，稱為起動風速；

限制風力機超速運行的上限風速為切除風速。

大于這個風速時，風力機必須停轉(zhuǎn)，國內(nèi)多數(shù)風力機常取3m／s為起動風速，20m／s為切除風速，起動風速與切除風速之間的風速稱為有效風速

故把3—20m／s的風速稱為有效風速。據(jù)此計算出來的風速頻率和風能，分別稱為有效風頻和有效風能。(4)風速級別表2一l列出了最新修訂的國際通用風速級別。表中的最后一列給出了在不同風速下，風垂直于平板時，平板上的平均壓強，單位是10N／m2(Ps)。此壓強值可用下式進行估算：三、風的能量

1．風能風能就是空氣流動的動能。風和其它運動的物體一樣，它所具有的動能用下式計算：

W=1/2mv2

2．有效風能計算某地一年內(nèi)風能的大小，不能簡單地用年平均風速，還要考慮風速的分布情況。年相應風向平均風速立方數(shù)的乘積。根據(jù)風能玫瑰圖即可看出哪個方向的風具有能量的優(yōu)勢。四、阻力與升力1．流體流經(jīng)物體的情形固2—5所示為空氣流過三種不同形狀物體的情形。(a)是個圓形板；(b)是個流線型物體，此二物體垂直于氣流方向的橫截面面積相等為Ao。(c)為某風力機葉片的核截面(稱為冀型)。當風吹向圓形板時，在圓形板前壓力增大，而圓形板后的壓力減少，這個壓力差構(gòu)成了氣流對圓形板的作用力F。在同樣條件下，氣流對流線型物體的作用力要比前者小得多，流線型物體所受的作用力主要來自氣流與它的摩擦。

當氣流流經(jīng)葉片截面時，其流線分布如圖2—5(c)所示，葉片上面氣流速度增高，壓力降低；葉片下面幾乎保持原來的氣流壓力，于是葉片受到了向上的作用力F，此力可分解成與氣流方向平行的力Fd，稱為阻力；和與氣流方向垂直的力F’，稱為升力。圖中的(a)和(b)，物體的形狀相對于氣流的方向是對稱的，只有阻力，沒有升力。3．升力系數(shù)與阻力系數(shù)的變化

氣流方向與葉片橫截面的弦的夾角。(圖2—6)為攻角，其值為正和負如圖中所示。Ce與Cd隨a的變化情況如圖2—7所示。

對于同一翼型，其升力系數(shù)與阻力系數(shù)的比值，稱為它的升阻比，即Ce／Cd值：第二風能資源與風能利用概況

一、我國風能資源

風能資源的主要參數(shù)是當?shù)氐哪昶骄L速和年平均風能密度，

當然，有效風能小時數(shù)也很重要。根據(jù)氣象部門的資料，我國風能總量理論數(shù)為16×108kw，可開發(fā)量為發(fā)量為2．25億kW，僅次于美國和前蘇聯(lián)，居世界第三位。我國東南沿海及一些島嶼的風能資源較好s內(nèi)陸沿東北、內(nèi)蒙古、甘肅至新疆一帶，風能資源也比較豐富，年平均風能密度在100—200w／m2，全年有效風速累計小時達3000—6000h.近年來，國家氣象科學院按各地風能特征編制了全國風能區(qū)劃為：

1．風能豐富區(qū)——東南沿海、臺灣、海南島西部及南海群島，內(nèi)蒙古北部西端和陰山以東，松花江下游地區(qū)。

Ⅱ．風能較豐富區(qū)——東南沿海離岸20—50km的地帶，海南島東部，渤海沿岸，東北平原，內(nèi)蒙古南部，河西走廊，青藏高原。Ⅲ．風能可利用區(qū)——閩、粵兩岸50一100km地帶，大小興安蛤，長江及黃河下游，兩湖沿岸等地區(qū)。IV．風能欠缺區(qū)——四川、甘南、陜西、貴州、湘西、嶺南等地。遼河流域，蘇北.圖2—8和固2—9描述了我國風能資源分布情況。表2—8指明了我國風能資源較大二、風能資源的特點1．風能資源的優(yōu)點(1)風能是可再生能源，取之不盡，用之不竭。(2)一般說來，在偏遠山區(qū)、海濱、居民分散的無電或少電地區(qū)，風能資源比較豐值得開發(fā)利用。(3)開發(fā)利用風能，不污染環(huán)境，不影響生態(tài)平衡。(4)把風能轉(zhuǎn)換成機械能，辦法比較簡單，容易實現(xiàn)。2．風能資源的缺點(1)風能常隨季節(jié)、晝夜變化，當小風或無風時還想利用它則涉及到能量儲存問題，就需要儲能設備。(2)風能的密度比較低，空氣比水輕800倍，因此，要獲得較大的功率，勢必得把風力機的風輪作得很大。

(3)風能受地形地物的影響較大，即使在同一個區(qū)域，有利地形處的風力往往是不利地形處的幾倍乃至更多?；谖覈⌒惋L力機已商品化，現(xiàn)正轉(zhuǎn)向中、大型風力機的研制，并且在多點試辦風力田。同時，也開展了風能利用新技術、新領域的研究，如風能——太陽能互補發(fā)電，用風能談化海水，用風力機向養(yǎng)魚池增氧，大型風帆助航，旋風式風力提水機，風能致熱等。

綜上所述，無論是國外還是國內(nèi)，鑒于石油、煤炭燃料日趨減少，風能作為無污染的可再生能源，其發(fā)展的前景是非?？捎^的。全球風能總量估計有1.3×10l4W，如能有1％被利用，即可滿足人類對能量的全部需要。二、風力機的組成及各部件的功用現(xiàn)以水平軸風力機為例，介紹常見風力機的基本組成和各部件的功用。風力機一般由風輪、傳動裝置、作功裝置、蓄能裝置、控制系統(tǒng)、塔架、附屬部件等組成(見圖2—24、2—25)。

1．風輪風輪是風力機最重要的部件，它是風力機區(qū)別于其它動力機的主要標志。其作用是捕捉和吸收風能，并將風能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，由風輪軸將能量送至傳動裝置。

2．控制系統(tǒng)(1)調(diào)速(限速)機構(gòu)

風輪的轉(zhuǎn)速隨風速的增大而變快，而轉(zhuǎn)速超過設計允許值后，將導致機組的毀壞或壽命的降低，有了調(diào)速(限速)機構(gòu)，即使風速很大，風輪的轉(zhuǎn)速仍能維持在一個較穩(wěn)定的范圍之內(nèi)，防止超速乃至飛車的發(fā)生。(2)調(diào)向機構(gòu)

垂直軸風力機可接受任何方向吹來的風，因此不需要調(diào)向機構(gòu)。而水平軸風力機，為了獲得較高的效率，應使它的風輪經(jīng)常對準風向，大多數(shù)水平軸風力機都有調(diào)向機構(gòu)、圖2—24和2—25中的尾舵便是調(diào)向機構(gòu)常見的一種。3．傳動裝置

將風輪軸的機械能送至作功裝置的機構(gòu)，稱為傳動裝置。對于風力發(fā)電機，其傳動裝置為增速機構(gòu)。風力機的傳動裝置與一般機器所采用的傳動裝置沒有什么區(qū)別，多為齒輪、皮帶、曲柄連桿等機械傳動：

4，作功裝置由傳動裝置送來的機械能，供給工作機械按既定意圖作功5．儲能裝置可以把有風或大風時獲得的能量，分儲存起來，供無風和小風時使用。風力發(fā)電機的蓄電池和風力提水機的蓄水罐。

6．塔架風輪、控制系統(tǒng)和機艙(內(nèi)有傳動機構(gòu))等組成了風力機的機頭，將其支撐到設計的高空。

7．附屬裝置風力機還有一些附屬裝置，如機艙、機座、回轉(zhuǎn)體、停車機構(gòu)等，它們配合主要部件工作，以保證風力機的正常運行。三、風輪風輪一般由葉片、葉柄、輪毅及風輪袖等組成(圖2—26)。葉片的基本類型有3種，即平板型、弧板型和流線型(圖2—27)。在相同條件下，產(chǎn)生的升力值：流線型＞弧板型＞平板型；而阻力值：平板型＞弧板型＞流線型。風力發(fā)電機的葉片橫截面的形狀，接近于流線型；而風力提水機的葉片多采用弧板型，也有采用平板型的。橫截面近似于流線型葉片所用的材料，如圖2—28所示。而弧板型和平板型葉片所用的材料多為鍍鋅鋼板，也有試用玻璃鋼制作葉片的。風力提水機的風輪與風力發(fā)電機的風輪相比較，突出的異點在于前者葉片數(shù)日多，風輪轉(zhuǎn)速低，產(chǎn)生的扭力矩大。由于風力提水機的風輪葉片數(shù)目為了保持它在風輪中的幾何位置和設計的形狀，常用鋼困和輻條固定(見圖2—12中的和e，圖中未繪出稻條)。四、調(diào)向機構(gòu)自然界的風，速度和方向經(jīng)常變化，為了使風力機能有效地捕捉風能，就應設置對風裝置以跟蹤風向的變化，保證風輪基本上始終處于迎風狀態(tài)。風力機的調(diào)向機構(gòu)常見的有：尾舵、舵輪、電動(或液動)和下風向自由對風四種。1．尾舵尾舵是最常見的一種調(diào)向裝置，它廣泛用于小、微型風力機上。尾舵由尾桿和尾翼組成(圖2—29)。尾翼一般都處在風輪的尾流區(qū)里．為了避開尾流的影響，有的風力機把尾冀翹起安裝，高出風輪。

2．舵輪調(diào)向機構(gòu)

在風輪后面裝有兩個平行的多葉式小風輪(圖2—31)，其旋轉(zhuǎn)面與風輪掃掠面相垂直。舵輪的軸帶動由圓錐齒輪和圓柱齒輪組成的傳動系統(tǒng)，圖中的中間一對齒輪與裝在塔架上方的回轉(zhuǎn)體上的從動大圓柱齒輪嚙合。正常工作時，風力機的風輪對準風向，舵輪旋轉(zhuǎn)面與風向平行，它不轉(zhuǎn)動。當風向變化時，舵輪與風向成某一角度，在風力作用下舵輪開始旋轉(zhuǎn)，通過傳動系統(tǒng)，使風力機的風輪重新對準風向，舵輪旋轉(zhuǎn)面又恢復到與風向平行的位置，便停止轉(zhuǎn)動。舵輪調(diào)向裝置比尾舵工作得平穩(wěn)，多用于小型和中型風力機上。3．電動對風裝置

電動對風裝置廣泛用于中型和大型風力機上。圖2—32是國產(chǎn)FDl6．2—55型風力發(fā)電機組對風裝置示意圖。該裝置的風向感受信號來自于裝在機艙上面的風向標。在風向標的垂直抽上有一個凸輪，下面還有浸沒在油缸中的阻尼板(板上鉆有很多小孔)，用以吸收風向的脈動。當風向偏離風輪軸線±150時，風向標帶動其垂直軸上的凸輪，使左例或右側(cè)的限位開關接通，經(jīng)過30秒延時(可任意調(diào)整)后，交流接觸器閉合，p從而起動對風伺服電動機左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，并接通相應的指示燈。伺服電動機經(jīng)過減速帶動回轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)盤，使風輪重新迎風后，限位開關斷開，電動機停轉(zhuǎn)，指示燈熄滅。

4．自動調(diào)向風輪

風輪安裝在塔架的下風位置(即后置式布置)，利用作用在風輪亡的阻力的方法，使風輪自動對難風向(團2—33)。五、調(diào)速(限速)機構(gòu)

國內(nèi)外的風力機調(diào)速(限速)機構(gòu)有很多類型，概括起來，大體上可分為兩大類：定槳距調(diào)速和變槳距調(diào)速。所謂“槳距”是指葉片的偏角。葉片的偏角，對水平軸風力機，是指葉片橫截面的弦線與風輪旋轉(zhuǎn)平面的夾角；對垂直抽風力機，是指弦線與葉片掃掠弧線的切線的夾角。下面列舉一些調(diào)速(限速)機構(gòu)。1．定槳距調(diào)速(限速)機構(gòu)定槳距調(diào)速(限速)方法有兩種，一種是使風輪偏側(cè)一定角度，以減少風輪的迎風面積，風輪就基本不轉(zhuǎn)了。另一種方法是用空氣制動裝置來限制風輪的轉(zhuǎn)速，當風速增大時，裝在風輪上的空氣制動裝置阻力增加，限制風輪轉(zhuǎn)速的提高。

(1)側(cè)翼式側(cè)翼式調(diào)速(限速)機構(gòu)是在風輪后面向一例伸出一支側(cè)翼(2-34）(2)偏心式偏心式調(diào)速(限速)機構(gòu)是指風輪軸線與機頭座回轉(zhuǎn)體軸線并不相交(圖2—35)，

(3)風輪繞水平軸偏風裝置此裝置如圖2—36所示，其原理與上述偏心式的基本相同，只是在調(diào)速時風輪不是向側(cè)轉(zhuǎn)，而是繞水平的偏轉(zhuǎn)軸向上翻，減少了風輪的迎風面積，整個機頭平衡在空氣動力、彈簧張力以及機頭重量對水平軸的力矩之和為零時的位置。為避免振動，應設減震器。

(4)空氣動力調(diào)速(限速)裝置圖2—37所示為在風輪輪毅上焊有兩個文臂，兩片弧板分別鉸接在支臂上，與彈簧構(gòu)成了一個風載系統(tǒng)。當風輪轉(zhuǎn)速超過額定值時，弧板的離心力超過了彈簧的拉力，甩出向外，回轉(zhuǎn)面積增大，

3．失速控制

當風速超過額定值以后，葉片的尖部將進入“失速”狀態(tài)。所謂“失速”，即氣流與葉片的相對風速過大，導致氣流與葉片的分離，升力系數(shù)非但不增加，反而會下降(參看固2—7)。然而，為了避免發(fā)電機與電網(wǎng)解列或突然卸去全負荷后出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速飛升，就需考慮失速控制。失速控制通常沒有兩套控制系統(tǒng)：一是裝在風力轉(zhuǎn)動軸上的抱閘停車機構(gòu)；二是裝在葉尖上的阻尼板氣動制動機構(gòu)(圖2—42)，用它來防止超速。

1．單管拉線式(圖2—44)塔架由一根鋼管和3—4條拉線組成。它具有簡單、輕便、穩(wěn)定等優(yōu)點。微型風力機幾乎都采用這種形式的塔架。

2．·衍架拉線式(圖2—45)小、中型風力機的塔架通常都采用衍架拉線式結(jié)構(gòu)。它由鋼管或角鋼焊接而成的柿架，再輔以3—4根拉線組成。析架的斷面形狀常見的有等邊三角形與正方形兩種。

3．衍架式(圖2—46)它是由鋼管或角鋼焊接而成的底大頂小的朽架，其斷面最常用的是正方形，也有采用多邊形的。這種結(jié)構(gòu)不帶拉線。下風向布置的中、大型風力機多采用這種結(jié)構(gòu)的塔架。

4．圓臺(或棱臺)式(圖2—47)它是由鋼板卷制(或軋制)焊接而成的上小下大小。七、附屬部件附屬部件主要有機艙、機頭座、回轉(zhuǎn)體、停車機構(gòu)等，簡要介紹如下。1．機艙風力機長年累月在野外運轉(zhuǎn)，工作條件惡劣，機頭上的某些重要部件，需用罩殼把它們密封起來，此罩殼稱為“機艙”。機艙應美觀，盡量呈流線型，最好采用重量輕、強度高、耐腐蝕的玻璃鋼制作，若用其它材料制造應考慮防銹措施。罩殼的結(jié)構(gòu)應考慮到對內(nèi)部的發(fā)電機或傳動機構(gòu)的保養(yǎng)、檢修方便。

2．機頭座機頭座用來支撐塔架上方的所有裝置及附屬部件，它牢固與否將直接關系列風力機的安危與壽命。小、微型風力機由于塔架上方的設備重量輕，一般由底板再焊以加強肋構(gòu)成；中、大型風力機的機頭座要復雜一些，它通常由縱梁、橫梁為主，再輔以臺板、腹板、肋板等焊接而成。焊接質(zhì)量要高，臺板面要刨平，安裝孔的位置要精確。

3．回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)體是塔架與機頭座的連接部件，通常由固定套、回轉(zhuǎn)圍以及位于它們之間的軸承組成。固定套銷定在塔架上部，而回轉(zhuǎn)圈則與機頭座相連，通過它們之間的軸承和調(diào)向機構(gòu)，在風向變化時，機頭便能水平地回轉(zhuǎn)，風輪自動迎風工作。大、中型風力機的回轉(zhuǎn)設備常借用塔式吊車上的回轉(zhuǎn)機構(gòu)；小型風力機的回轉(zhuǎn)體通常是在上、下各設—個軸承，均可選用圓錐滾子軸承，也可以上面用向心球軸承以承受徑向栽荷，下面用推力軸承來承受機頭的全部重量；微型風力機的回轉(zhuǎn)體不宜采用滾動軸承，而要用青銅加工的軸套，以防對風向過敏，導致風輪頻繁地回轉(zhuǎn)。

4．停車機構(gòu)

當氣象預報將有破壞性大風來臨時，當發(fā)現(xiàn)風力機運轉(zhuǎn)異常時，當需對風力機進行維修保養(yǎng)時，需用停車機構(gòu)使風輪靜止下來。小、微型風力機的停車機構(gòu)一般都安放在風輪軸上，多采用帶式制動器，在地面用剎車繩操縱。為了使小、微型風力機的層舵具有對風與矗尾的兩種功能，尾桿與機頭座采用。鉸接，當拉緊剎車繩后(參見固2—25)，既可實現(xiàn)抱閘制動風輪又能同時達到疊尾(尾舵轉(zhuǎn)靠風輪)的目的；反之，放松剎車繩，能同時實現(xiàn)松閘與對風。大、中型的風力機剎車機構(gòu)，可選用YWZ型液壓式或YDwZ型液壓電動式制動器，由地面進行遙控。倘若機組采用液壓變距調(diào)速，則最好采用嵌盤式液壓制動器，兩者共用一個液壓泵，使系統(tǒng)簡單、緊湊。第五節(jié)風力機的應用一、風力發(fā)電

1．風輪與發(fā)電機的匹配目前，國內(nèi)外風能利用的主要方式是風力發(fā)電。常用的發(fā)電機有同步勵磁發(fā)電機、永磁發(fā)電機、異步發(fā)電機、變速變頻發(fā)電機等，其中同步發(fā)電機應用得更多一些?，F(xiàn)在國內(nèi)還沒有風力發(fā)電專用的發(fā)電機系列產(chǎn)品，設計者多半是從現(xiàn)有的產(chǎn)品中選用較為合適的發(fā)電機。在選用時，必須考慮風輪與發(fā)電機之間的功率匹配、轉(zhuǎn)速匹配以及組矩匹配等問題。2．風能供電風力發(fā)電機組的供電分獨立供電和并網(wǎng)運行，目前，國內(nèi)多為前者。獨立供電又分直流供電和交流供電。(1)直流供電直流供電是小型風力發(fā)電機組供電的主要方式，它首先將風力發(fā)電機組發(fā)出的交流電整流成直流，這樣電能質(zhì)量中的穩(wěn)頻問題就不存在了。蓄電池作為貯能設備，可使電能的穩(wěn)壓問題也得到解決。小型風力發(fā)電機組的直流供電，主要用作照明、電視機、收音機等生活用電的電源；也有用作電圍欄等小型生產(chǎn)動力電源的，具體做法有幾種：

①一戶一機的供電方式。這種方式一般都是自購、自管、自發(fā)、自用、自備蓄電池。③充電站式供電。以風力發(fā)電站作為充電站，用戶各備蓄電池到發(fā)電站充電，充電后取回自用。蓄電他的容量不宜太大，否則不易搬運，且易②直流線路供電。這種方式一般為一機多戶，或多機多戶合用，實際上就是風力發(fā)電站(廠)直流供電。機組通常是集中安裝，統(tǒng)一管理；蓄電池可以集中配備，也可以分散到戶，各戶自備。應當指出：當配電電壓較低，例如12伏或24伏時，其線路損失較大，不宜用于分散較遠的住戶。

(2)交流供電由于風能不均勻性，若把風力發(fā)電機發(fā)出的交流電直接供給用戶，存在著穩(wěn)頻、穩(wěn)壓和貯能等技術難題?？萍既藛T采取了一系列措施，取得了一定成效。目前的交流供電方式主要有：①交流直接供電多用于對電能質(zhì)量無特殊要求的情況，例如加熱水、海水淡化等。在風力資源比較豐富、穩(wěn)定的地區(qū)，采取一定措施，也朗帶照明、動力負荷。

②通過“交一直一交”逆變器供電：先將風力發(fā)電機發(fā)出的交流電整流，再把直流電變換成電壓和頻率都很穩(wěn)定的交流電輸出。3．風力發(fā)電的貯能(1)蓄電池貯能蓄電池貯能是小型風力發(fā)電機中最常用、最簡便的方式(2)電加熱貯能這種貯能方式是以熱負荷為主，即把風能轉(zhuǎn)換成熱能。在風能比較豐富的地區(qū)，風力機既可供電，又可供熱。

(3)電解水貯能用風力發(fā)電機組發(fā)出的電能，把水電解成氫氣和氧氣貯存起來。需要用電時，由燃料電池或內(nèi)燃發(fā)電機發(fā)電。(4)抽水蓄能在有水庫、又有較豐富的風能資源地區(qū)，可以應用抽水蓄能的方式，(5)飛輪貯能由于風速的波動，引起發(fā)電機組輸出功率的脈動，為此，可在風力發(fā)電機組上增加一個具有一定轉(zhuǎn)動慣量的飛輪，利用飛輪的慣性，穩(wěn)定發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，消防短時間的功率脈動。(6)并網(wǎng)發(fā)電從廣義來講，這是最簡便、員有效、最有發(fā)展前途的貯能方式。例如，把風力發(fā)電機組與柴油發(fā)電機組并列運行，風大時，風力發(fā)電機組多發(fā)電，柴油發(fā)電機組就可以少發(fā)電，從而節(jié)省了柴油。若將風發(fā)電并人大電網(wǎng)，就不存在風力發(fā)電“剩余貯存”的問題了。4．蓄電池我國已生產(chǎn)十多萬臺小型風力發(fā)電機，發(fā)出的電能大都先用蓄電池儲存起來，然后作直流電源使用。(1)蓄電池及其種類蓄電池是利用化學能與電能相互轉(zhuǎn)換的原理，進行貯電和供電的。按使用情況來分，有日常所用的——次性電池即干電池，也有可以充電、能反復使用的“干電池”；另一類是多用于運輸、交通設備上的、可以反復進行多次充電、放電過程的電池。按參與化學反應的材料，可分為鉛蓄電池和堿蓄電池。

(2)蓄電池的工作原理在小型風力發(fā)電機中應用較多的是汽車用蓄電池。在蓄電池內(nèi)由化學能轉(zhuǎn)變成電能，向外電路供電的過程稱為放電；反之，在蓄電池完全放電或部分放電以后，由外電路輸入電流時，在蓄電池內(nèi)部由電能轉(zhuǎn)變成化學朗貯存起來的過程稱為充電。任何蓄電池的使用過程都是充電、放電周而復始地進行著，直至壽命終結(jié)。鉛蓄電池：2—6年左右；堿蓄電池：3—20年左右。為了延長蓄電他的使用壽命，應嚴格按規(guī)定進行使用和維護。特別要避免在過度的充放電、高溫下、電解液的濃度過大和純度降低的條件下使用，以延長它的使用期限.二、風力提水

1．風力提水的益處風力提水之所以能在世界各地，特別是在發(fā)展中國家得到的應用，其主要原因是：(1)風力提水機結(jié)構(gòu)可靠、制造容易、成本較低、維護操作簡單。(2)貯能問題容易解決，當水被提上來后，只需注入水罐或水池中就可以儲存，無風或小風時，可放水使用。

(3)風力提水機在低風速F工作性能好。多數(shù)風力提水機在風速為3m／s時就可以起動，一般只要風輪轉(zhuǎn)動起來就能進行提水作業(yè)。(4)采用風力提水經(jīng)濟效益比較顯著。利用風力提水制鹽、養(yǎng)蝦等，不僅節(jié)省常規(guī)能源，沒有污染，而且經(jīng)濟效益十分顯著，通常2—4年即可收回風力機組的投資成本。(5)風力提水應用范圍較廣。風力提水可以用作農(nóng)田、草場灌溉，提供人、畜用水，水產(chǎn)養(yǎng)殖，提取海水制鹽，

2．風力提水機配套水泵風力提水機的配套水泵主要分為往復式水泵和旋轉(zhuǎn)式水泵兩大類。另外還有氣壓式、噴射式、蠕動式等多種形式，但實際應用不多。各種類型配套水泵的基本結(jié)構(gòu)和工作過程：(1)活塞泵活塞泵也稱拉桿泵，有單作用泵和雙作用泵兩種。圖2—68所示為單作用拉桿泵的工作示意圖。其工作過程與農(nóng)村廣泛應用的“手壓泵”沒有什么本質(zhì)區(qū)別。雙作用活塞泵如圖2—69所示。其工作特點在于活塞上、下運動的每一行程，泵均有吸水和壓水過程。活塞泵浸沒在水中，泵內(nèi)充滿水。(5)膜片式拉桿泵膜片式拉桿泵如圖2—73所示。它與單作用活塞式拉桿泵不同之處在于用膜片的往復鼓動代替了活塞的上下