新能源和新能源发电技术

新能源及其发电技术注：仅做讲课用，已隐去可能广告词汇及图片新能源和新能源发电技术第1页主要内容第一章核能第二章风能第三章生物质能第四章氢能第五章太阳能及发电第六章地热能第七章潮汐能新能源和新能源发电技术第2页第一章

核能

nuclearenergy新能源和新能源发电技术第3页核能概述核能起源链式反应和反应堆各种类型核电站新能源和新能源发电技术第4页一、核能概述1.安全洁净能源

少污染少废物少辐射2.有竞争力能源新能源和新能源发电技术第5页Coal70NaturalGas0Oil30Nuclear0SO2排放(千兆瓦装置）（千吨/每年）Coal26Naturalgas16Oil14Nuclear0NO2排放(千兆瓦装置

)（千吨/每年）CO2排放(千兆瓦装置

)（千吨/每年）Coal6000NaturalGas3000Oil5000Nuclear0新能源和新能源发电技术第6页放射性废物：固体、液体、气体（固体贮存，废气废液排放）核电站产生废物是煤电站十万分之五新能源和新能源发电技术第7页核电站微量辐射对人们不组成危险。周围自然环境充满着辐射，常来自土壤、水和空气中天然放射性以及宇宙线辐射。核电站排出水1－10微微居里／升家用水20″河水10－100″啤酒130″海水350″威士忌酒1200″牛奶1400″各种液体放射性水准

新能源和新能源发电技术第8页核电站排放物会使人一生寿命缩短24秒。这与因抽烟缩短寿命7－相比，能够说微乎其微减寿原因平均缩短寿命体重超出正常25%3.6年男性比女性短寿3.0年抽烟天天1盒7.0年天天2盒10.0年居住在城市5.0年1970年核电站辐射小于1分钟核电站发电量小于30分钟新能源和新能源发电技术第9页1973年开始，主要工业国核电成本与火电相当。伴随石油调价和核电技术逐步成熟，核电成本已经低于其它电站成本。Energyconversion-FuelsFirewood16MJ/kgBrowncoal9MJ/kgBlackcoal(lowQuality)13-20MJ/kgBlackcoal24-30MJ/kgNaturalGas39MJ/m3CrudeOil45-46MJ/kgUraniuminlightwaterreactor500,000MJ/kg新能源和新能源发电技术第10页二、核能起源地球上存在元素中，第92号元素铀是唯一轻易裂变元素天然铀有三种同位素：铀238，占99.27%；铀235，占0.724%；铀234，占0.006%。0.724%为铀235天然丰度。任意找来十万个铀原子，其中铀235原子是七百多个。新能源和新能源发电技术第11页原子核结合能：中子和质子形成原子核时会放出能量。Eintein质能关系式可求得结合能大小：

ΔE=Δmc2

不一样原子核俘获中子后得到结合能不一样。新能源和新能源发电技术第12页当A<60或A>60原子核因为某种原因向A=60这个方向变换时，比结合能增大。也就是说，在这么变换时必定伴伴随能量释放。核能实际利用有两种方法:核裂变方法；轻核聚变方法。核裂变核聚变新能源和新能源发电技术第13页核裂变自然界存在天然铀：238U、235U、234U，仅235U在热中子作用下会发生裂变，也可经过反应堆运行制取233U、239Pu等易裂变核素当前世界上己建成核反应堆绝大部分是以235U作为燃料。新能源和新能源发电技术第14页新能源和新能源发电技术第15页核聚变轻核聚变反应：两个较轻原子核聚合成一个较重原子核，同时放出巨大能量因为原子核间有很强静电排斥力，所以在普通条件下，发生聚变反应概率很小。新能源和新能源发电技术第16页太阳和其它恒星能量起源：在太阳等恒星内部，因压力、温度极高，轻核有足够动能克服静电斥力而发生连续聚变。氢弹：利用氢同位素氘、氚原子核聚变反应，瞬时间释放出巨额能量以到达毁伤效果核武器（也称聚变弹或热核弹）。新能源和新能源发电技术第17页新能源和新能源发电技术第18页核聚变主要问题：它们都带正电，会彼此排斥。只有当原子间距离小到使核力发挥作用时，才能发生聚变反应。等离子体新能源和新能源发电技术第19页当前有代表性试验装置：环形系统、仿真器型、磁镜型、角向收缩型和激光打靶型。前四种用磁场约束，第五种靠惯性约束；前三种为稳态或准稳态运行，后两种为快脉冲和超快脉冲运行。新能源和新能源发电技术第20页新能源和新能源发电技术第21页聚变有望能彻底处理人类能源问题：轻核聚变用核燃料系氘和锂-6能够大量从海水中获取，得到比世界储油量多10亿倍能量，可供人类500亿年之用。新能源和新能源发电技术第22页三、链式反应和反应堆1.链式反应K有效=（系统内中子产生率）/（系统内中子吸收率+系统内中子泄漏率）K有效=1，反应堆处于临界状态，即稳定运行工况。K有效<1，反应堆处于次临界状态，即降功率或停堆过程。K有效>1，反应堆处于超临界状态，即开堆或提升功率过程。新能源和新能源发电技术第23页新能源和新能源发电技术第24页2.反应堆分类（1）按用途分：生产堆：生产核武器装料用反应堆。为军用服务。动力堆：提供动力用反应堆，最主要是核电站和核潜艇用反应堆。研究堆：为了从事核物理、反应堆材料、核工程等研究用反应堆。（2）按反应堆采取冷却剂分类：水冷堆、气冷堆、有机介质堆、液态金属冷却堆新能源和新能源发电技术第25页（3）按反应堆采取核燃料分类：天然铀堆、浓缩铀堆、钍堆（4）按反应堆采取慢化剂分类：石墨堆、轻水堆、重水堆（5）按核燃料分布分类：均匀堆、非均匀堆。（6）按中子能量分类：热中子堆：堆内核裂变由热中子引发。快中子堆：堆内核裂变由快中子引发。新能源和新能源发电技术第26页3.反应堆组成反应堆主要由堆芯、反射层、屏蔽层等几部分组成。新能源和新能源发电技术第27页四、各种类型核电站（1）压水堆核电站（2）沸水堆核电站（3）重水堆核电站（4）气冷堆核电站（5）快中子增殖反应堆新能源和新能源发电技术第28页（1）压水堆核电站：技术上最为成熟一个核发电装置。发展经历了四个阶段：试验型核电站→示范型核电站→商用核电站→大型核电站（单堆总电功率1000兆瓦以上）新能源和新能源发电技术第29页热能-电能转换系统(或称二回路系统)，它与常规电站动力回路没有显著差异。核供汽系统(或称一回路系统)，它是将反应堆核燃料释放热能送往蒸汽发生器使之产生蒸汽装置。新能源和新能源发电技术第30页按照压水堆工作原理，标准上不允许冷却剂水发生沸腾。为了得到高温水，反应堆必须在高压力(15.5兆帕左右)状态下工作。压水堆主要由堆芯、堆内构件、压力容器和控制棒驱动机构等部件组成新能源和新能源发电技术第31页压水堆核电站一回路系统主要设备除反应堆外，还有蒸汽发生器、冷却剂泵、稳压器以及对应管道阀门。蒸汽发生器是一个热交换设备，用来将冷却剂热量传递给二回路侧工质(水)以产生一定压力、温度蒸汽。新能源和新能源发电技术第32页新能源和新能源发电技术第33页冷却剂泵分屏蔽泵和轴封泵两种型式。近代压水堆核电站冷却剂泵一股都采取立式单级轴封泵，这种泵特点是泵和电动机分开，流量大，耐高温、高压。新能源和新能源发电技术第34页稳压器结构形式是各种多样。当代大型压水堆核电站普通都采取立式圆筒形电加热蒸汽稳压器。新能源和新能源发电技术第35页（2）沸水堆核电站采取轻水作减速剂和冷却剂，与压水堆相比较，含有以下特点：在反应堆本体内直接产生蒸汽，并直接作为工质送入汽轮机。但沸水堆堆芯不如压水堆紧凑。沸水堆电站系统比较简单，系单回路循环。只能从反应堆底部引入控制棒驱动系统及堆芯检测仪表系统，因而使维护检修不便，且反应堆底部应力集中。新能源和新能源发电技术第36页新能源和新能源发电技术第37页其蒸汽带有一定放射性。采取喷射泵提升冷却剂循环能力，安全壳带弛压系统。可用控制棒以及改变再循环泵流量来控制调整功率。运行灵活。但燃料比功率小。新能源和新能源发电技术第38页沸水堆电站与压水堆电站各有其优缺点，在技术上和经济上不相上下。是当前国外核电站中仅次于压水堆主要堆型之一，约占总核发电容量28%。新能源和新能源发电技术第39页（3）重水堆核电站以重水为减速剂反应堆称重水堆。重水堆冷却剂能够用重水，也能够用轻水、有机物质或CO2气体。与轻水堆比较，重水堆主要优点是：因重水中子慢化能力好，故能够采取价格廉价天然铀作燃料。能更有效地利用核燃料。因为可连续更换燃料，产钚量比压水堆高2倍左右。新能源和新能源发电技术第40页重水堆主要问题：重水用量大，价格昂贵；重水回路设备比较复杂，造价高；基本投资费高；重水泄漏会造成“氚害”。重水堆核电站主要型式是“坎杜”

(CANDU)型重水堆。新能源和新能源发电技术第41页新能源和新能源发电技术第42页新能源和新能源发电技术第43页（4）气冷堆核电站气冷堆是用气体（二氧化碳或氦气）作冷却剂、石墨作慢化剂一个反应堆。把从堆芯出来高温气体输送到蒸汽发生器中，将热量传递给二回路给水以产生蒸汽。主要特点：可在不太高反应堆运行压力下得到较高冷却剂出口温度从而可提升电站循环冷却剂流量和加大堆芯传热面积。因而气冷堆体积大，压送冷却剂功率消耗十分可观，堆芯布置也没有水冷堆紧凑。新能源和新能源发电技术第44页新能源和新能源发电技术第45页新能源和新能源发电技术第46页（5）快中子增殖反应堆快中子反应堆是指由平均能量为0.1兆电子伏以上快中子引发核裂变反应堆，简称为快堆。在快中子反应堆中，中子能够使238U转变为易裂变239Pu，其转换比能够大于1（称为增殖比），而在轻水堆中转换比普通仅为0.5左右，因为快堆含有增殖能力，所以通常又称为快中子增殖反应堆。新能源和新能源发电技术第47页快中子反应堆中，90~93%燃料是238U，其余为易裂变同位素。以下列图，反应堆布置成两个区域，中央是布置易裂变同位素活性区，四面是布置被称为“肥料”再生区。12A-ABB12B-BAA1-再生区2-活性区新能源和新能源发电技术第48页快中子反应堆特点：从理论上说，在快堆燃料循环中基本上能够燃尽天然铀，即使考虑到燃耗深度限制和后处理回收损失等原因，铀资源利用率也能够到达60~70%甚至更高水平。快中子反应堆内中子应保持高速度，快堆内没有慢化剂。快堆冷却剂必须是导热性能好而又不会慢化和俘获中子介质。惯用较为理想快堆冷却剂有两种：一个是液态金属钠或钠钾合金，另一个是氦气。新能源和新能源发电技术第49页液态金属冷却快中子增殖反应堆：常以钠作冷却剂。钠是对中子吸收和慢化作用较小，有优异传热能力，沸点很高，能够使冷却剂回路在低压高温下工作。因为工作压力低，钠管道和设备泄漏问题易于处理。用钠作冷却剂缺点是：与水会发生猛烈反应，形成氢化物。钠在辐照下轻易活化，形成放射性同位素22Na和24Na。因为钠能吸附裂变产物和本身易被活化，所以钠会变成一个强放射源，这一点在设计中必须给予重视。新能源和新能源发电技术第50页英、法等国家设计采取池式布置方案新能源和新能源发电技术第51页美国、联邦德国、日本等国家设计采取回路式布置方案概图。新能源和新能源发电技术第52页气体冷却中子增殖反应堆氦气是惰性气体。其优点是：化学性质稳定；不易与中子发生作用，有较高增殖能力；在气冷快堆工作压力和工作温度范围内不发生相变；临界温度很低，故逸入氦气中氪、氙裂变气体和空气之类杂质易于在低温下用吸附方法去除。不足之处：一是氦气传热性能较液体冷却剂差，必须将氦气加压到8~10兆帕，用增加流速等办法提升传热能力；二是氦气价格昂贵且易于泄漏，这要求一次系统部件和设备严格密封。新能源和新能源发电技术第53页第二章

风能

新能源和新能源发电技术第54页风能资源背景

风能是太阳能转换一个形式，是一个主要自然资源。据相关教授预计，全球一年中约为1.4×1016千瓦时电力能力，相当于当前全世界每年所燃烧能量3000倍。可利用风能比地球上可开发利用水能总量还要大10倍。新能源和新能源发电技术第55页新能源和新能源发电技术第56页新能源和新能源发电技术第57页加强可再生能源使用加强可再生能源使用，能使气候得到保护和改进，也才能使我们地球上生命质量得以确保。不论怎样，近几十年以来，风力发电和水能等可再生能源利用已成为我们科技和文化内容一部分。新能源和新能源发电技术第58页加強可再生能源使用

新能源技术进程非常快，尤其是在风能领域。当代风力发电机运作是有效和无噪音：仅一个1,500kW风力发电机发电量就能供给1,000户家庭用电或铁路企业两台发动机用电量。在今天德国Schleswig-Holstein,15%电力供给来自于风力电，在Nordfriesland地域，大约有70%电来自于风力发电。

新能源和新能源发电技术第59页加强可再生能源使用在年德国将用25,000台风力发电机发电量供给全国用电量30%。到2030年，丹麦全国50%用电量将由风力发电供给。新能源和新能源发电技术第60页新能源和新能源发电技术第61页新能源和新能源发电技术第62页新能源和新能源发电技术第63页新能源和新能源发电技术第64页全球风电装机容量分布资料起源：GWEA，海通证券研究所欧洲风电装机占比由69.4%下降至65.4%，美洲和亚太地域占比快速上升,其中中国和印度是亚洲风电增加主要地域新能源和新能源发电技术第65页新能源和新能源发电技术第66页新能源和新能源发电技术第67页新能源和新能源发电技术第68页全球风电装机容量增加趋势资料起源：GWEA，海通证券研究所新能源和新能源发电技术第69页风及风能风形成风改变风力等级

风能特点新能源和新能源发电技术第70页风形成

地球上任何地方都在吸收太阳热量，不过因为地面每个部位受热不均匀性，空气冷暖程度就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这么冷暖空气便产生流动，形成了风。而且因为地球自转、公转力量及地形之不一样也愈加强风力和风向之改变多端。

新能源和新能源发电技术第71页地球上风运动方向

新能源和新能源发电技术第72页在转动参考系内作匀速运动质点，除受惯性离心力个，还受另一个虚拟力——科里奥利力。科里奥利1792---1843关于科里奥利力新能源和新能源发电技术第73页我们先从一个简单例子说起。如图：设在以角速度ω沿逆时针方向转动水平圆盘上，有A，B两点，O为圆盘中心，且有OA>OB，在A点以相对于圆盘速度V沿半径方向向B点抛出一球。假如圆盘是静止，则经过一段时间△t=（OA－OB）/V后，球会抵达B，但结果是球抵达了B转动前方一点B’，对这个现象可以下分析，因为圆盘在转动，故球离开A时，除了含有径向速度V’外，还含有切向速度V1，而B切向速度为V2，因为B位置靠近圆心，所以V1＞V2，在垂直于AB方向上，球运动得比B远些。这是在盘外不转动惯性系观察到情形。ABOB‘引例新能源和新能源发电技术第74页

对于以圆盘为参考系B，他只看到A以初速度向他抛来一球，但球并未沿直线抵达他，而是向球球运动前方右侧偏去了，这一结果分析发觉，地球在含有径向初速度V’同时，还含有了垂直于这一方向而向右加速度a’，应用牛顿第二定律对于加速度解释，既然球出手后在水平方向上没有受到“真实力”作用，那么球一定受到了一个垂直于速度V’而向右惯性力Fc。这种在转动参考系中观察到运动物体（因为转动参考系中各点线速度不一样而产生）加速现象中科里奥利效应，产生此效应虚拟惯性力叫科里奥利力。新能源和新能源发电技术第75页

利用此例可导出科里奥利力定量公式。以转动系为参考系，球从A抵达B’时间是 △t’=（OA－OB）/V’在△t’时间内球偏离AB距离

BB’=（V1－V2）△t’

=ω（OA－OB）△t’

=V’ω在△t’很小情况下，能够认为沿BB’运动是匀加速运动而初速为0，以a’表示以加速度应用BB’=1/2a’，与上一结果比较可得：a’=2V’ω。在此转动参考系内形式地应用牛顿第二定律，可得科里奥利力大小为

FC=ma’=2mV’ω在此例中，圆盘沿逆时针方向转动，科里奥利力方向指向质点运动右方。同理，假如圆盘沿顺时针方向转动，则科里奥利力方向指向质点运动左方。新能源和新能源发电技术第76页普通地能够证实，当质量为m质点相对于转动参考系（角速度矢量为ω）速度为V时，则在转动参考系内观察到科里奥利力为

Fc=2mV×ω。

新能源和新能源发电技术第77页赤道与南北纬30度之间大气环流系统北纬30度至60度之间大气环流系统北纬60度至北极之间大气环流系统全球大气环流示意新能源和新能源发电技术第78页白昼海陆风

新能源和新能源发电技术第79页夜间陆海风

新能源和新能源发电技术第80页增温快

（热源）增温快

（热源）增温慢

（冷源）谷风山谷风谷风形成新能源和新能源发电技术第81页山谷风降温快（冷源）降温快（冷源）降温慢（热源）山风山风形成新能源和新能源发电技术第82页风向和风速

在气象上，风常指空气水平运动，并用风向、风速（或风力）來表示。风向指风來向，普通用16个方位或360度來表示。以360度表示时，由北起按顺时針方向量度。风速指是单位时间內空气行程，常以米/秒、公里/小时、海里/小时來表示。

新能源和新能源发电技术第83页风能密度

风是空气水平运动。我们把空气运动产生动能称为“风能”。空气在一秒钟时间里以V速度流过单位面积产生动能称为“风能密度”。

新能源和新能源发电技术第84页风能计算风能密度计算公式：风能ω=0.5ρν3A风能密度W=（ρ∑Niνi3）/（2N）式中W——平均风能密度，W/m2νi——等级风速，m/sNi——等级风速νi出现次数N——各等级风速出现总次数ρ——空气密度，kg/m3新能源和新能源发电技术第85页风改变

风随时间改变风随高度改变

风随机性改变

经过截面积风所含能量，常以W/m2表示。风能密度与空气密度有直接关系;普通，海边地势地，气压高，空气密度大，风能密度就高。高山气压低，空气稀薄，风能密度就小些;假如高山风速大、气温低仍有相当大风能潜力。新能源和新能源发电技术第86页风力等级表

注：本表所列风速是指平地上离地10米处风速值新能源和新能源发电技术第87页风能特点四大优点：1)蕴量巨大；2)能够再生；3)分布广泛；4)没有污染。三大弱点：1)密度低因为风能起源于空气流动，而空气密度是很小，所以风力能量密度也很小，只有水力1/1000。。新能源和新能源发电技术第88页风能特点三大弱点：2）不稳定因为气流瞬息万变，所以风脉动、日改变、季改变以至年际改变都十分显著，波动很大，极不稳定。3）地域差异大因为地理位置和地形影响，风力地域差异非常显著。即使在一个邻近区域，有利地形下风力，往往是不利地形下几倍甚至几十倍。新能源和新能源发电技术第89页风能利用

新能源和新能源发电技术第90页风能利用

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式能量，用于发电、提水、助航、制冷和制热等。新能源和新能源发电技术第91页风力发电惯用方式

一、独立运行方式二、风力发电与其它发电方式相结合三、风力发电并入常规电网运行那种最正确？新能源和新能源发电技术第92页风力发电系统种类并网风电系统涡轮风机产生电力进入交流变频系统转换为交流电网频率交流电进入电网因为风电输出功率不稳定风电场装机容量占所接入电网百分比不宜超5%-10%，且电网需配置一定备用负荷独立风电系统 向用电负荷供电 风力发电 逆变器直流电蓄电池混合型风电系统风力发电+柴油机发电风力+（水电解制氢+氢能发电）新能源和新能源发电技术第93页风力发电新能源和新能源发电技术第94页风力发电

太阳辐射到地球之能量中2%变成风力，其中0.1%可供为风力发电之用，所以只要充分利用风力2%左右即可够人类中所需，风力发电风能搜集器是风车叶片以吸收风动能，然后传到旋转轴再带动发电机发电，且能够供给全国，可降低石油燃料消耗。新能源和新能源发电技术第95页风力发电风力发电是可再生能源发电中增加速度最快、最有商业化前景产业。据欧洲风能协会1999年10月一项汇报预测，到年，风力发电将提供世界电力需求10%，创造170万个就业机会，并在全球范围內降低100多亿吨二氧化碳废气。新能源和新能源发电技术第96页PHOTOVOLTAICCELLS新能源和新能源发电技术第97页全球风电发展

鉴于八十年代石油危机，许多欧洲国家开始寻求出路，最主动是丹麦，自八十年代开始热衷支援风力发电，德国是自一九九一年开始立法(要求风电电价为最终用户价格百分之九十)，随即也有风起云涌发展。

新能源和新能源发电技术第98页全球风电发展

１８９１年，世界首台风力发电机由丹麦ＬａＣｏｕｒ教授研制成功，单机容量９千瓦。现在５００～６００（1500）千瓦级机组已成为风力发电主力机组，１０００（5000）千瓦级机组已商品化。将许多台风力发电机集中安装在一片土地上，称风力发电场，简称风电场。中国新疆达阪城风电场，总装机容量７．１９万千瓦。

新能源和新能源发电技术第99页全球风电发展

年全球风电新增装机容量超出1500万kW，为历史上新增容量最多年份，比年年度新增容量增加了32%，到年底，全球风电装机总容量从年5909万kW增加到7422万kW(~30个核电厂)，比年增加25.6%。世界风电新增装机容量为2706万千瓦，累计装机突破1亿千瓦，到达1.2亿千瓦，增加速度为28.8%。欧洲、北美和亚洲是世界风电发展三大主要市场，当年新增装机容量分别是887.7、888.1和858.9万千瓦，占世界风电装机总量95%以上。

新能源和新能源发电技术第100页全球风电发展

在工业化国家，0．1万千瓦风电即可满足350户、近1000人电力需求，而2330万千瓦电力便可满足2300万人——相当于丹麦、芬兰、挪威和瑞典总人口电力需求。

新能源和新能源发电技术第101页丹麦风能相当于两个核电站

1999年丹麦生产风力发电机，发电功率达1800兆瓦，相当于两座核电站；风电产值达15亿美元，占世界风电市场二分之一。世界10大风力机生产厂家有5家在丹麦，世界60％以上风力机制造厂都使用丹麦技术。

新能源和新能源发电技术第102页丹麦风能相当于两个核电站在丹麦，随风转动乳白色三叶发电风轮随地可见。世人常说荷兰是风车王国，但若以当代发电风车而论，“风车王国”桂冠当属丹麦。全球开发利用风电国家约50个，而丹麦是其中成功经典。在这个只有500万人口、4.3万平方公里国土上，风车数量却高达5344架；两万从事风电产业人员，提供了世界上1/2风机、全国1/4电力（~）。欧洲人从丹麦看到了绿色能源希望，把风电誉为“欧洲微软”。按政府规划，2030年要上升到50％。

新能源和新能源发电技术第103页全球前十大风电设备厂占据全球市场分额高达95%，其中前三家占据59.9%全球风电市场市场高度集中

资料起源：GWEC

新能源和新能源发电技术第104页丹麦政府对风力发电扶持政策能够归纳以下：1、投资风能和其它可再生能源能够免交碳税；2、建立风力发电发展自愿体系，并使用方法律形式加以固定；3、经过对外援助支持风力机出口；4、制订风力发电目标；5、提供投资补助（太阳能热利用和生物质能补助30%、风能补助15%）；6、支持技术开发和研究，支持示范工程；7、建立国家级风力机测试中心等。新能源和新能源发电技术第105页1998年世界各国风电裝机容量排名表

新能源和新能源发电技术第106页全球风电总装机容量和新增量新能源和新能源发电技术第107页全球装机容量增加趋势新能源和新能源发电技术第108页风力机

新能源和新能源发电技术第109页风力机

风力机是将风能转换为机械功动力机械，又称风车。广义地说，它是一个以太阳为热源，以大气为工作介质热能利用发动机。许多世纪以来，风力机同水力机械一样，作为动力源替换人力、畜力，对生产力发展发挥过主要作用。近代机电动力广泛应用以及二十世纪50年代中东油田发觉，使风力机发展迟缓下来。新能源和新能源发电技术第110页风力机

风车最早出现在波斯，起初是立轴翼板式风车，后又创造了水平轴风车。风车传入欧洲后，15世纪在欧洲已得到广泛应用。荷兰、比利时等国为排水建造了功率达66千瓦以上风车。18世纪末期以来，伴随工业技术发展，风车结构和性能都有了很大提升，已能采取手控和机械式自控机构改变叶片桨距来调整风轮转速。新能源和新能源发电技术第111页风力机在第二次世界大战前后，因为能源需求量大，欧洲一些国家和美国相继建造了一批大型风力发电机。1941年，美国建造了一台双叶片、风轮直径达53.3米风力发电机，当风速为13.4米/秒时输出功率达1250千瓦。

新能源和新能源发电技术第112页风力机英国在50年代建造了三台功率为100千瓦风力发电机。其中一台结构颇为独特，它由一个26米高空心塔和一个直径24.4米翼尖开孔风轮组成。风轮转动时造成压力差迫使空气从塔底部通气孔进入塔内，穿过塔中空气涡轮再从翼尖通气孔溢出。法国在50年代末到60年代中期相继建造了三台功率分别为1000千瓦和800千瓦大型风力发电机。

新能源和新能源发电技术第113页风力机风力机主要部件是风能接收装置。普通说来，凡在气流中能产生不对称力物理构形都能成为风能接收装置，它以旋转、平移或摆动运动而发出机械功。

新能源和新能源发电技术第114页风力机分类

风力机大都按风能接收装置结构形式和空间布置来分类，普通分为水平轴结构和垂直轴结构两类。水平轴风力机按叶片形式有双叶式、三叶式和多叶式，按气流方向分顺风式和逆风式，还有扩散器式、集中器式等。垂直轴风力机有Ｓ型叶片式、Ｓ型多叶片式、Ф型风轮、太阳能风力透平、偏导器式等。新能源和新能源发电技术第115页风力机分类

以风轮作为风能接收装置常规风力机为例，按风轮转轴相对于气流方向可分为水平轴风轮式(转轴平行于气流方向)、侧风水平轴风轮式(转轴平行于地面、垂直于气流方向)和垂直轴风轮式(转轴同时垂直于地面和气流方向)。新能源和新能源发电技术第116页风力机（a）水平轴风力机(b)垂直轴风力机；

新能源和新能源发电技术第117页

风力机（风力发电机功率分）微型风力发电机，其额定功率为50~1000W小型风力发电机，其额定功率为1~10kW中型风力发电机，其额定功率为10~100kW大型风力发电机，其额定功率大于100kW。新能源和新能源发电技术第118页阻力型和升力型风力机

S型风轮为阻力型风力机，由芬兰工程师(SigurdSavonius，1925)创造，2个半圆筒叶片组成S型，凹面和凸面叶片对空气流阻力之差推进风轮旋转。S型风轮含有很多优点：叶片设计简单；不受风向限制；开启力矩大；噪音小；发电机可置于风轮下或地面，因而安装和维护费用都较低。但直筒形S型风轮因风能利用率较低(为0.15)，发展速度迟缓。新能源和新能源发电技术第119页升力型

风力机原理

新能源和新能源发电技术第120页阻力型

风力机（杯式）新能源和新能源发电技术第121页升力型

风力机（D型风轮）达里厄式风轮（D型风轮）是法国达里厄（G.J.MDarrieus）于1925年创造,1931年取得专利权。在20世纪70年代石油危机后，加拿大国家科学研究院和美国圣地亚国家试验室对此进行了大量研究，现在是水平轴风力发电机主要竞争者。达里厄式风轮是一个升力装置，弯曲叶片剖面是翼型，它开启力矩低，但尖速比能够很高，对于给定风轮重量和成本，有较高功率输出。现在有各种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。这些风轮能够设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。

新能源和新能源发电技术第122页升力型

风力机（D型风轮）新能源和新能源发电技术第123页风力系统示意图

新能源和新能源发电技术第124页风力接收装置内主要部件

新能源和新能源发电技术第125页新能源和新能源发电技术第126页新能源和新能源发电技术第127页风力发电原理风力发电机组成风轮（空气动能风轮旋转机械能）空气动力学升力、阻力发电机（包含传动装置）调向器（尾翼）塔架限速安全机构储能装置新能源和新能源发电技术第128页新能源和新能源发电技术第129页WindmotorWindturbine新能源和新能源发电技术第130页金风科技3000kW系列风力发电机混合传动技术，有效减小传动系统尺寸和重量，运行可靠性高发电机励磁方式结构简单，低风速发电效率高刹车系统改进，机组安全冗余度提升无碳刷结构，维护和使用成本降低载人电梯设计，人员维护强度减小全功率变流设计，含有低电压穿越能力，并网特征优越新能源和新能源发电技术第131页风力机世界上已经有数万台风力机在运行，作为辅助能源正在发挥这巨大作用。但风力机仍存在若干不足之处，首先是能量输出不稳定，尤其是大型风力机利用率低，作为独立能源条件还不具备；其次，风力机安全可靠性尚无充分保障；另外，风力机成本在短期内尚不足以与矿物燃料相竞争。不过，伴随人类对能源需求量日益增多和科学技术发展，上述问题终会得到处理。

新能源和新能源发电技术第132页ELECTRICWINDTURBINES(USA)*topricesoneshouldaddcostofimportation(9%customsduties),22%VATandcarriage.新能源和新能源发电技术第133页ELECTRICWINDTURBINES(SPAIN)*topricesoneshouldaddcostofimportation(9%customsduties),22%VATandcarriage.新能源和新能源发电技术第134页ELECTRICWINDTURBINES(GERMANY)*topricesoneshouldaddcostofimportationand22%VAT.新能源和新能源发电技术第135页HIGHPOWERWINDTURBINES*Topricesoneshouldaddcostofimportationand22%VAT(pricesaredependentonalsofromheightsofmast-intableonegavepricesforexample-heightsofmast).新能源和新能源发电技术第136页垂直轴风力发电机FD5.0-3KW风力发电机（28000元/台）

C型叶片半径(bladeradius)r:260mm

额定风速（ratedwindspeed）:10m/s

额定功率（ratedoutputpower）:3000w

最大功率（maxpower）:4500w

输出电压（outputVoltage）:220V

开启风速（startupwindspeed）:3m/s

工作风速（workwindspeed）:3-25m/s

安全风速（securitywindspeed）：40m/s

塔架类型（towertype）:直径133mm拉锁钢管（∮133mmpullwiretubulartower）

塔高（towerhigh）:8m

顶部质量（topquality）:215kg

输出控制系统（outputcontrollersystem）：控制器和纯粹弦波逆变器(controller&winewaveinverter)

使用寿命（servicelife）:20-25year

可带负载：空调、加油站、收费站、冰箱、洗衣机、水泵、电饭锅、彩电、照明、电风扇、充电

新能源和新能源发电技术第137页垂直轴风力发电机新能源和新能源发电技术第138页垂直轴风力发电机新能源和新能源发电技术第139页WindTurbineWINDTURBINEAIR403新能源和新能源发电技术第140页新能源和新能源发电技术第141页新能源和新能源发电技术第142页新能源和新能源发电技术第143页新能源和新能源发电技术第144页新能源和新能源发电技术第145页新能源和新能源发电技术第146页新能源和新能源发电技术第147页新能源和新能源发电技术第148页新能源和新能源发电技术第149页新能源和新能源发电技术第150页新能源和新能源发电技术第151页新能源和新能源发电技术第152页新能源和新能源发电技术第153页新能源和新能源发电技术第154页新能源和新能源发电技术第155页新能源和新能源发电技术第156页新能源和新能源发电技术第157页新能源和新能源发电技术第158页新能源和新能源发电技术第159页新能源和新能源发电技术第160页新能源和新能源发电技术第161页新能源和新能源发电技术第162页DanishWindTurbines新能源和新能源发电技术第163页TjæreborgWindTurbine,locatednearEsbjerg,Denmark新能源和新能源发电技术第164页NibeAandB2x630kWwindturbines,locatednearNibe,Denmark新能源和新能源发电技术第165页MasnedøWindFarm3,75MW,5turbineslocatedatMasnedø,Denmark新能源和新能源发电技术第166页KappelWindFarm9,6MW,24turbines,locatedatLolland,Denmark新能源和新能源发电技术第167页Liftofnacelle-TjæreborgWindTurbine,locatednearEsbjerg,Denmark新能源和新能源发电技术第168页新能源和新能源发电技术第169页风能利用

巨大优势

新能源和新能源发电技术第170页风能利用巨大优势

风力资源非常丰富风力资源是清洁型，节约型能源风能是一个廉价能源风能对土地占用率极小风能非常安全内陆地域风能利用能带来更加好经济效益

新能源和新能源发电技术第171页风能利用巨大优势风能技术有广泛适用性风能技术对于发展中国家来说是比较理想风能利用是一个先进技术利用风能发展增加就业机会风力发电机有非常好可靠性新能源和新能源发电技术第172页丰富风力资源

风力资源不但丰富而且是可再生资源。有很多国家正计划把大量消耗电量由风力发电来提供，而丹麦就是其中国家之一。按照丹麦政府计划（能源21），到2030年，全国用电量有50%未起源于风力发电。假如把沿欧洲海岸边上风力资源全利用上，其所产生电量将会是全欧洲供电量几倍。就丹麦而言，全国40%耗电量可由安装在浅海区域1千平方公里海上风厂提供。

新能源和新能源发电技术第173页风力资源是清洁型，节约型能源

风力发电机消耗能源仅发生在从空气带动到发动机过程中，一个新型1,000KW风力发电机年平均可降低其它电力资源所产生2,000吨二氧化碳。（依据统计:每节约1度(kW.h)电，就对应节约了0.36千克标准煤，同时降低污染排放0.272千克碳，0.785千克二氧化碳。）新能源和新能源发电技术第174页风能是一个廉价能源

风能已成为现有能源中最廉价可更新能源。因为风能组成由风立方改变数组成（如风速立方数），其经济效益很大程度上取决于风场风力怎样，所以安装越多风力发电机风场含有越高经济效益。发展改革委公布《关于完善风力发电上网电价政策通知》：四个区域风电标杆电价水平分别为每千瓦时0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。新能源和新能源发电技术第175页风能是一个廉价能源

据丹麦电力企业报导，来自风力发电居民用电价格每度相当于配有排烟装置以煤炭为燃料发电站电价格，则为0.04USD/度,这也是欧洲范围内居民用电平均价格。新能源和新能源发电技术第176页各种能源价格比较

新能源和新能源发电技术第177页风能对土地占用率极小

在一个建好经典风场，风力发电机及交通所用道路仅占整个风场面积1%，其余99%面积可作为正常农用或其它使用。一个占用36平方米或0.0036公顷风力发电机每年产生120万到180万度电，别生物能源则需要占用于154公顷土地才能产生130万度电。太阳能则需要1.4公顷面积才能产生同等数量度电。

新能源和新能源发电技术第178页安全风能

就环境保护而言，风力资源利用不产生辐射和残渣物。对此，我们有可证实安全统计。在风力工业中，死亡性事故仅可能发生在建设和维修工作中。

新能源和新能源发电技术第179页风力发电机与野生动物和平共处

在风力发电机下面，您依然能够看到这么景象：鹿，牛等牲畜如往常一样地吃草，羊还会在风力发电机下寻找避阴处。对于鸟类而言，死亡率趋向于发生在象电线，电线杆等类似建筑物，而直接收风力发电机影响却很小。新能源和新能源发电技术第180页内陆地域风能利用能带来更加好经济效益

鉴于沿海地域岛屿风力情况，建立风场是比较理想。实际上在内陆也能使风力发电机能产生更加好经济效益。当风经过山坡或山区时候，风被压缩之后风速也相对显著地提升了。

新能源和新能源发电技术第181页风能技术广泛适用性

风能实用范围广：从为最小灯塔电池充电和到供给偏远地域居民用电大到工业型用电供给1.5兆瓦（相当于1千户家庭用电量）。

新能源和新能源发电技术第182页风能技术广泛适用性

风能技术也有其它更有经济价值用途包含把风能与柴油备用发电机相结适用于全世界几个小型完全隔离电网。在大西洋和地中海岛屿中用于小区植物净化是风能另一最新用途。

新能源和新能源发电技术第183页风能技术对于发展中国家来说是比较理想

尽管风力发电机设计已经成为一个高科技，但它安装对发展中国家来说也是轻易，并可在当地进行维修和服务。风力发电机生产厂家对人员提供培训。风力发电机安装增加当地就业机会，当地厂家经常生产风力发电机重型部份如塔筒，普通不一样地域有着不一样标准安装进度.

新能源和新能源发电技术第184页风能技术对于发展中国家来说是比较理想

对于发展中地域来说，昂贵燃油供给成为其它几个发电机技术最主要绊脚石，但风力发电机并不存在这么问题。印度已成为世界上风力发电机当地化最广泛发展中国家，而中国正领导着东亚地域市场。

新能源和新能源发电技术第185页风能利用是

一个先进技术利用据丹麦从1980年到1995年统计，因为空气动力学，建筑动力学及微气象学先进技术使每平方米单位风轮扫风面积年平均增加了5%。新技术还在不停被引用到风力发电机行业中。丹麦风力发电机重量在过去5年内已降低二分之一，声级也在过去3年内减小了二分之一，而每个风力发电机能源输出量在过去内却增加了100倍。新能源和新能源发电技术第186页风能发展增加就业机会

至今，风力工业已在全世界范围内增加了50,000多个就业机会。风力工业逐步走向多国家化，风力工业完整化也使其对应部件生产逐步建立新市场。就丹麦而言，有15,000多人以风能这个行业为生：风力发电机设计，制造，部件生产，提供咨询和机械服务。今天丹麦在风力工业就业人比在其它领域如渔业还多。丹麦生产风力发电机在其它国家提供5，000多个职位，象风力发电机安装，风力发电机部件如发动机和齿轮箱等部件生产。

新能源和新能源发电技术第187页风能广泛性

来自欧洲几个国家如丹麦，德国，荷兰及英国投票选举结果是70%以上人愿意用风能来作为电力供给。居住在风力发电机周围人们更是倾向于风能使用，80%人都热衷于风能使用。在丹麦，每100,000多户人家就享受散布在全国6,000多台风力发电机中其中一台.在丹麦，超出80%风能是被私人个体或风力合作者所拥有。

新能源和新能源发电技术第188页风力发电机可靠性

风力发电机仅在有风时候产生能源，而且风能产量也随阵风改变而改变。考虑到风力发电机所受磨损和外力作用影响，风力发电机使用年限为正常运作120,000小时。所以风力发电机必须有一个非常准确工业标准.高质量当代风力发电机可靠性可达98%以上，即一年中平都有98%时间风力发电机能够进行正常操作和运行，其可靠性高于其它电力发电机技术。当代风力发电机仅六个月维护检验一次。

新能源和新能源发电技术第189页风力工业拥有

一个快速发展市场

在1993年起，风力发电机市场以平均每年以40%增加率增加，预计在未来十年会有20%增加率。当前全世界有大约有40个风力发电机生产厂家，其中二分之一来自于风力发电机王国-丹麦.风能已逐步在发展或发展中国家发展起来了。因为风能无污染性更能适合用于发展国家对环境保护要求。

新能源和新能源发电技术第190页风力工业拥有

一个快速发展市场在发展中国家，风力发电机流行更是因为风力发电机安装快速和无尤其燃油要求。现有35亿美元产值风力发电机工业有一个光明前景，尤其是与国际能源环境保护号召相一致。

新能源和新能源发电技术第191页我国风能资源

新能源和新能源发电技术第192页我国风能资源

中国风能资源居世界之首，据中国气象科学研究院绘制全国平均风功率密度分布图，中国陆地10M高度层风能总储量为32.26亿kW，这个储量称作“理论可开发总量”，实际可开发风能资源储量为2.53亿kW。我国风能北方强而南方弱，沿海强而内陆弱，平原强而山区弱，冬春强而夏秋弱。怎样实施大规模开发利用？新能源和新能源发电技术第193页我国风能潜力估算风能理论可开发总量（R），全国为32.26亿千瓦，实际可开发利用量（R’），按总量1/10预计，并考虑到风轮实际扫掠面积为计算气流正方形面积0.785倍[1米直径风轮面积为0.52×＝0.785（平方米）]，故实际可开发量为：

R’＝0.785R/10=2.53（亿千瓦）。

新能源和新能源发电技术第194页我国风能资源

新能源和新能源发电技术第195页我国风能资源

我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有许多山系，地形复杂，加之青藏高原耸立我国西部，改变了海陆影响所引发气压分布和大气环流，增加了我国季风复杂性。新能源和新能源发电技术第196页我国风能资源冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度内陆，那里空气十分严寒干燥冷空气积累到一定程度，在有利高空环流引导下，就会暴发南下俗称寒潮，在此频频南下强冷空气控制和影响下，形成严寒干燥西北风侵袭我国北方各省（直辖市、自治区）。每年冬季总有屡次大幅度降温强冷空气南下，主要影响我国西北、东北和华北，直到第二年春夏之交才消失。新能源和新能源发电技术第197页我国风能资源

夏季风是来自太平洋东南风、印度洋和南海西南风，东南季风影响遍布我国东半壁，西南季风则影响西南各省和南部沿海，但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成空气涡漩，是破坏力极大海洋风暴，每年夏秋两季频繁侵袭我国，登陆我国南海之滨和东南沿海，热带风暴也能在上海以北登陆，但次数极少。新能源和新能源发电技术第198页我国风能资源我国版图辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有1800O多公里海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址年平均风速均到达6米／秒以上。普通认为，可将风电场风况分为三类：年平均风速6米／秒以上时为很好；7米／秒以上为好；8米／秒以上为很好。

新能源和新能源发电技术第199页我国风能资源就内陆而言，大约仅占全国总面积1／1OO，主要分布在长江到南澳岛之间东南沿海及其岛屿，这些地域是我国最大风能资源区以及风能资源丰富区，包含山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，

新疆达板城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地域以及分布各地高山山口和山顶。

新能源和新能源发电技术第200页我国风能资源

青藏高原地势高亢开阔，冬季东南部盛行偏南风，东北部多为东北风，其它地域普通为偏西风，夏季大约以唐古拉山为界，以南盛行东南风，以北为东至东北风。

新能源和新能源发电技术第201页中国风能分区及占全国面积百分比

新能源和新能源发电技术第202页年平均风速新能源和新能源发电技术第203页风功率新能源和新能源发电技术第204页分类中国风力资源－预备开发地点考虑到丰富风力资源，在中国有有大量地方都能够安装ＡＥ６１新能源和新能源发电技术第205页我国风能分布

风能最正确区：指风速3米／秒以上超出六个月。6米／秒以上超出2200小时地域。包含西北克拉玛依、甘肃敦煌、内蒙二连等地，沿海大连。威海、嵊泗、舟山、平潭一带。新能源和新能源发电技术第206页我国风能分布

风能较佳区：指一年内风速超出3米／秒在4000小时以上，6米／秒以上多于1500小时地域。包含西藏高原班戈地域。唐古拉山，西北奇台、塔城，华北北部集宁、锡林浩特、乌兰浩特；东北嫩江、牡丹江、营口以及沿海塘沽、烟台、莱州弯、温州一带。新能源和新能源发电技术第207页我国风能分布

依据最新风能资源评价,全国陆地可利用风能资源3亿kW,加上近岸海域可利用风能资源,共计约10亿kW。主要分布在两大风带:一是“三北地域”(东北、华北北部和西北地域);二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。另外,内陆地域还有一些局部风能资源丰富区。新能源和新能源发电技术第208页我国风能分布

风能可利用区：指一年内风速大于6米／秒时间为1000小时，风速3米／秒以上，超出3000小时地域。包含新疆乌鲁木齐、吐鲁番、哈密、甘肃酒泉、宁夏银川以及太原、北京、沈阳、济南、上海、合肥等地域。

新能源和新能源发电技术第209页中国风能利用中国利用风能已经有悠久历史，古代甲骨文字中就有“帆”字存在，18前东汉刘熙著作里有“随风张幔曰帆”叙述，说明我国是利用风能最早国家之一。1637年明崇祯十年<天工开物>书里有“扬郡以风帆数页，俟风转车，风息则止”记载，表明在明代以前，我国劳感人民就会制作将风力直线运动转变为风轮旋转运动风车，在风能利用上前进了一大步。新能源和新能源发电技术第210页我国风能利用历史进程

我国东南沿海向来有风力提水使用习惯，江苏省1959年曾有多达20余万台提水风车，以后大部分风车被柴油、电力所取代，但部分地域一直使用风力提水。50年代中期曾研制小型当代化风力提水装置，50年代后期开始研究小型风力发电机组，但限于当初技术经济条件，小型机组在试验中受挫而停顿。新能源和新能源发电技术第211页我国风能利用历史进程至70年代，先后试制了1、2、10、12、18、20千瓦样机，其中18千瓦机组于1972年7月安装在浙江省绍兴县雄鹅峰上，1976年11月迁装到嵊泗县菜园镇运转发电，一直运行到1986年8月。

新能源和新能源发电技术第212页我国风能利用历史进程

1998年底，全国安装微型机组178574台，约计1.7万千瓦，还有独立供电机组，已经有1.2、2.5、5、7.5和10千瓦，以销定产小批量生产。在网外无电地域，推广微型、小型风电机组，是处理无电农牧民用电有效路径，有其独特优越性，也是中国发展微型、小型风电机组特色。

新能源和新能源发电技术第213页风/光互补发电系统

风/光互补发电系统，能有效地利用自然资源。在我国很多地域，冬六个月风大，太阳辐射强度小；夏六个月风小，太阳辐射强度大，两种能源分布季节恰好相反，互补利用可满足用户用电需求。

新能源和新能源发电技术第214页我国风电总装机容量

我国1993年仅1.71万千瓦，1997年跃升至16.65万千瓦，1998年再增至22.6万千瓦，20风电要占全国电网百分之一。说明我国发展风电速度很快，也说明发展潜力很大。预计二十一世纪将是我国风能大发展时期。上六个月风力发电到达126亿千瓦时。风力发电装机容量连续三年实现“翻倍增加”，总装机容量当前已居世界第四位（2008，12210MW)。（年“一哥”？）新能源和新能源发电技术第215页我国风能利用现实状况

风力能源实际用途还包含:1.用风力产生电力。2.利用风力抽水，供浇灌农田，而且储存到水库内。3.供给工业用途，包含:铜、铝、水电解，制冰等。4.将风能转变为热能，蒸发海水制盐。

新能源和新能源发电技术第216页我国风能利用现实状况

如按风能之最终使用形式，包含有以下几个应用:电能、化学能(制造氢、氧及氨等)、热能(压缩及热泵等)、位能(水力储存及抽水等)。

新能源和新能源发电技术第217页我国风能利用現狀

新能源和新能源发电技术第218页~中国风电总装机容量和新增量新能源和新能源发电技术第219页中国风电总装机容量和新增量、年预测《中国风电发展汇报2010》：中国已成为世界风能行业当之无愧领头羊。中国风电新增装机到达1380万千瓦，超出了美国，成为当年新增风电装机容量世界第一。当年新安装风机总数到达10129台，平均天天安装27台，这相当于每小时就能够竖起一台风机。与此同时，中国风电累计装机容量为2580万千瓦，仅次于美国3506万千瓦。据了解，该汇报指出，中国风能潜力巨大，到年风电累计装机能够到达2.3亿千瓦，这相当于13个三峡电站；总发电量能够到达4649亿千瓦时，这相当于200个火电厂。到时，风电将成为中国主要能源起源之一，总装机容量占全国电力装机容量15%左右，每年可降低4.1亿吨二氧化碳排放，或者少消耗近1.5亿吨标准煤。新能源和新能源发电技术第220页风力发电厂新能源和新能源发电技术第221页风力发电厂新能源和新能源发电技术第222页风力发电机群新能源和新能源发电技术第223页风力发电厂新能源和新能源发电技术第224页我国并网风力发电发展快速单机容量继续快速稳步上升；变桨距调整方式将快速取代定桨距失速调整方式；变速运行方式将快速取代恒速运行方式；无齿轮箱系统市场份额快速扩大；海上风力发电技术得到发展。新能源和新能源发电技术第225页我国风电发展中存在问题风能资源情况不清；

风电产业链不完整；风电价格应理顺；国内自主产权应加强；电网规划微弱。新能源和新能源发电技术第226页发展趋势飘飞风力发电机组创新--气浮飘飞体是类似飞艇等在封闭容器内进行氢气、氦气填充形成可携带一定重量物体升空封闭容器结构体，其可形成特定设计结构，还可与风力发电机旋转风轮形成紧密配合结构。。。。。。。发展新型风力机新能源和新能源发电技术第227页发展趋势新能源和新能源发电技术第228页新能源和新能源发电技术第229页发展趋势1由高风速强风地带向中低风速弱风地带发展,既可扩大利用风源,又能降低成本,简化维护。2由正常气象向异常气象区域发展,如台风多发地带、南北极地圈内,多发沙尘沙漠地带以及其它发生异常气象地域。3由平坦地形向复杂地形发展,如突入海中山甲角、山岳、孤岛等地域;由陆上向海上发展,如欧洲正向海洋开发大规模风电。4由大型机向小型机方向发展,即在开发大型机同时还重视小型机用于海洋时,在景观噪声等方面问题不突出,适于采取数MW大型机组当受地形系统等外部条件限制时,应用小型机较有利。5由联网型向分散型发展,因为发展中国家、雪原、孤岛,偏僻地域等电网较小,适合用于分散型电力系统,上述风电发展新趋势基本上集中于一点,即最大程度地挖掘风力资源,主动地推进风力发电事业。新能源和新能源发电技术第230页有待深入分析和研究理论问题①我国大型风电场风资源形成机理及评定原理研究；②大型风力机气动特征及动力稳定性研究，包含气动特征、湍流特征、风力机振动及动力稳定性、结构疲劳破坏对寿命影响研究；③最正确叶片形状研究：中心问题是提升风能转化为机械转动能效率。这里包含叶片材料、形状、数量、旋转模式选择等力学问题，以及对应经济问题；④风速在5～20m/s是现有风机所能适应风速，但能否扩展风速适用范围，从而提升其发电功效，是一个亟待处理问题；⑤在一定风速条件下多机间相互干扰和最正确多机阵列布置研究。新能源和新能源发电技术第231页第三章

生物质能

新能源和新能源发电技术第232页生物质能介绍

生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中一个能量形式，一个以生物质为载体能量，它直接或间接地起源于植物光合作用，在各种可再生能源中，生物质能是独特，它是贮存太阳能，更是一个唯一可再生碳源，可转化成常规固态、液态和气态燃料。新能源和新能源发电技术第233页生物质能介绍据预计地球上每年植物光合作用固定碳达2x1011t，含能量达3x1021J，所以每年经过光合作用贮存在植物枝、茎、叶中太阳能，相当于全世界每年耗能量10倍。

新能源和新能源发电技术第234页新能源和新能源发电技术第235页新能源和新能源发电技术第236页生物质能介绍生物质是仅次于煤炭、石油、天然气第四大能源，在整个能源系统占有主要地位。生物质能一直是人类赖以生存主要能源之一，就其能源当量而言，是仅次于煤、油、天然气而列第四位能源，在世界能源消耗中，生物质能占总能耗14％，但在发展中国家占40％以上。新能源和新能源发电技术第237页新能源和新能源发电技术第238页TypesofBiomass新能源和新能源发电技术第239页生物质能起源

柴薪，至今仍是许多发展中国家主要能源。但因为柴薪需求造成林地日减，应适当规划与广泛植林。牲畜粪便，牲畜粪便，经干燥可直接燃烧供给热能。若将粪便经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。制糖作物，制糖作物可直接发酵，转变为乙醇。水生植物，同柴薪一样，水生植物也可转化成燃料。新能源和新能源发电技术第240页生物质能起源城市垃圾，主要成份包含：纸屑（占40％）、纺织废料（占20%）和废弃食物（占20%）等。将城市垃圾直接燃烧可产生热能，或是经过热分解处理制成燃料使用。城市污水，普通城市污水约含有0.02％～0.03％固体与99%以上水分，下水道污泥有望成为厌氧消化槽主要原料。新能源和新能源发电技术第241页生物能开发和利用

建立以沼气为中心农村新能量，物质循环系统，使秸杆中生物能以沼气形式迟缓地释放出来，处理燃料问题。种植柑蔗，木薯，海草，玉米，甜菜，甜高粱等，现有利于食品工业发展，植物残渣又能够制造酒精以代替石油。建立“能量林场”，“能量农场”，“海洋能量农场”。建立以植物为能源发电厂。变“能源植物”为“能源作物”，如“石油树”：绿玉树，续随子，麻风果。新能源和新能源发电技术第242页绿玉树(EuphorbiatirucalliL.)，英文名：milkbush，别名乳葱树、白蚁树、光棍树、绿珊瑚、光枝树、龙骨树、神仙棒。大戟科(Euphorbiaceae)，直立灌木或小乔木，高达4～9米，枝肉质，圆柱状，绿色，簇生或散生。叶缺乏或仅有数枚散生，线状，矩圆形。原产非洲。绿玉树茎干中白色乳汁，其成份靠近石油成份，不含硫，能够直接或与其它物质混合成原油，作为燃料油替换石油。绿玉树还可作为沼气原料，含有可再生、可生物降解、对环境无污染或低污染和能连续利用特点，其沼气产量是普通嫩枝绿草产气量5-10倍，榨汁后剩下纤维还可用作造纸原料或生活燃料，是极具竞争力“绿色”能源。绿玉树将是未来能源危机时非常热门石油原料植物。白色乳汁有毒！乳汁含佛波醇-12，13-不饱和二酯化合物、4-去氧佛波醇-12，13-不饱和二酯化物、蒲公英甾醇、13-莴苣甾醇、大戟醇等。

绿玉树新能源和新能源发电技术第243页绿玉树绿玉树新能源和新能源发电技术第244页麻风果新能源和新能源发电技术第245页麻风果新能源和新能源发电技术第246页麻风树果实含油量很丰富，最高可达40%。果实榨出油可以用作柴油发动机汽车燃料，剩下残渣可用于发电。每公顷(麻风树)可以产油2700千克，生产能用于发电残渣4000千克。8000公顷麻风树足够供给一座1.5兆瓦发电站，可认为2500个家庭供电。自古以来，麻风树用处极少，仅局限于治疗疟疾、建造栅栏和制作蜡烛。麻风树果实可以用于调制治疗便秘药品。麻风树树液会刺激皮肤，其果实具有很强毒性。吃掉3个未加工麻风树果实可能就会使人丧命。麻风果新能源和新能源发电技术第247页续随子新能源和新能源发电技术第248页原产欧洲；我国引种栽培已久，各地有野生，生于向阳山坡。种子含油40—60%，有毒，不能食，可制肥皂和软皂，作润滑油；种子药用，能利尿、泻下、通经，外用涂治疥癣、恶疮等症，并可杀虫。种子含马栗树皮沈(羧基香豆精类)、三掂成份、脂肪油、树胶。

续随子学名：EuphorbialathyrisLinn.英文名：CaperSpurge,Moleweed科名：大戟科Euphorbiaceae

新能源和新能源发电技术第249页能源农场

即建立以获取能源为目标生物质生产基地，以能源农场形式大规模培育生物质，并加工成可利用能源。要对土地进行合理规划，尽可能利用山地、非耕荒地和水域，选择适合当地生长条件生物质品种进行培育、繁殖，以取得足够数量高产能植物。在海洋、水域，要充分利用海藻和水生物提取能源，建立海洋能源农场或江河能源农场。同时，将基因工程等当代生物技术广泛应用于能源农场中，以提升能源转化率。

新能源和新能源发电技术第250页生物能开发和利用

直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能；利用能源作物生产液体燃料。当前含有发展潜力能源作物，包含：快速成长作物树木、糖与淀粉作物（供制造乙醇）、含有碳氧化合物作物、草本作物、水生植物；生产木炭和炭；

新能源和新能源发电技术第251页生物能开发和利用生物质（热解）气化后用于电力生产，如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机（BIG/STIG）联合发电装置；对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化，以生产沼气和防止用错误方法处置这些物质，以免引发环境危害。新能源和新能源发电技术第252页生物质能

利用技术新能源和新能源发电技术第253页新能源和新能源发电技术第254页生物质能利用技术生物质能利用技术大致上分为直接燃烧技术、物化转化技术、生化转化技术和植物油技术四大类，各类技术又包含了不一样子技术。新能源和新能源发电技术第255页直接燃烧技术

直接燃烧大致可分四种情况：炉灶燃烧；锅炉燃烧；垃圾焚烧；固型燃料燃烧。

新能源和新能源发电技术第256页直接燃烧技术炉灶燃烧是最原始利用方法，但普通适合用于农村或山区分散独立家庭用炉，它投资最省，但效率最低，燃烧效率在15-20%左右。

新能源和新能源发电技术第257页直接燃烧技术锅炉燃烧采取了当代化锅炉技术，适合用于大规模利用生物质，它主要优点是效率高，而且可实现工业化生产。主要缺点是投资高，而且不适于分散小规模利用，生物质必须相对比较集中才能采取