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1、,风力发电技术及应用,人类对风能的利用历史久远， 早在公元10世纪，波斯就出现 了水平转动的风磨。,风能是大气运动形成的一种能源 形式，其能量来自于大气所吸收 的太阳能。,概述,01,公元12世纪，欧洲开始使用风车抽水、碾磨谷物，此后风车一直是主要的动力机械之一。,概述,01,唐代有“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”世纪初叶中国航海家郑和七下西洋宋应星的天工开物一书中记载有：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，这是对风车的一个比较完善的描述方以智著的物理小识记载有：“用风帆六幅，车水灌田，淮阳海皆为之”世纪年代，仅在江苏沿海利用风力提水的设备曾达万台现在所说的风能利用主要是指风力发电。采用
2、风力涡轮机发电的设想始于1890年丹麦的一项风力发电计划，到1918年丹麦已经投入运行了120台风力发电机。,概述,01,CharlesF.Brush(1849-1929)是美国电力工业的奠基人之一。他发明了一种效率非常高的直流发电机应用于公共电网，发明了第一个商业化电弧光灯找到了一种高效的制化电弧光灯，找到了种高效的制造铅酸蓄电池的方法。他自己的公司BrushElectric位于俄亥俄州Cleveland市。1889年他卖掉了公司，1892年与爱迪生通用电气公司合并取名通用电气公司(GE)。1887-1888年冬，Brush安装了一台被现代人认为是第一台自动运行的且用于发电的风力机。它是个宠
3、然大物叶轮直径是17米，有144个由雪松木制成的叶片。风力机运行了约20年，用来给他家用地窑里的蓄电池充电。这台发电机仅为12千瓦。这是因为低转速风机效率不可能太高。丹麦人Poul la Cour随后发现了快速转动、叶片数少的风力机，在发电时比低转速的风力机效率高得多。,CharlesF.Brush,位于俄亥俄州 Cleveland 市庞大的 BRUSH 风车,概述,01,P ou l l a C our 和他的妻子,la Cour 的风力机,PoullaCour（1846-1908）是一名气象学家同时也是现代风力发电机的先驱。PoullaCour是现代空气动力学的鼻祖，他建了一个属于他自己的
4、风洞来实验风力发电机图中是 Pl l C 和验风力发电机。PoullaCour致力于能源储存的研究，将风力机发出的电力用于电解来生产氢气，供他学校的瓦斯灯使用。这个计划的唯一缺点是，由于氢气中含有少量氧气致使氢气爆炸，他不得不数次更换几个学校的的窗户。la Cour每年在Askov Folk高中给风电工人做几次培训。1897年，他发明的两台实验风力机，安装在丹麦 Askov Folk 高中。此外，la Cour于1905年创立了风电工人协会，它成立一年后，就拥有了356个会员。世界上第一个风力发电期刊Journal of Wind Electricity 也是由Poul la Cour创立的。
5、1918年，丹麦约有120个地方公用事业拥有风力发电机，通常的单机容量是20-35kW，总装机约3MW。这些风电容量当时占丹麦电力消耗量的3%。丹麦对风力发电的兴趣在随后的若干年逐渐减退，直到二次世界大战期间出现供电危机为止。,概述,01,F.L.Smidth 风机,在二次世界大战期间，丹麦工程公司F.L.Smidth（现在是水泥机械制造商）安装了一批两叶片和三叶片的风机。所有这些风机（与它们的前辈一样）发的是直流电。三叶片F.L.Smidth 风机于1942年安装在Bobo岛。这些风机是风-柴系统中的一部分，给小岛供电。1951年，这些直流发电机被35kW的交流异步发电机取代，如此一来，第二
6、台生产交流电的风机问世了。,概述,01,Gedser 风力发电机,创新的200KW Gedser 风力发电机在1956-57年由Johannes Juul为SEAS电力公司建成，风机安装在丹麦南部的Gedser海岸。三叶片，上风向，带有电动机械偏航和异步发电机的风力发电机是现代风力发电机的设计先驱。这台风力机是失速调节型风力机 ，Jo h annes Juu l 发明了紧急气动叶尖刹车，在风机过速时通过离心力的作用释放。基本上，现代失速型风力发电机上使用着相同的系统。这台风力发电机，在随后的很多年中一直是世界上最大的。它在无需维护的情况下，运行了11年。风力机的机舱和叶轮现在在丹麦Bjerri
7、ngbro电力博物馆中展出。,概述,01,Nibe风力机,在 1973 年第一次石油危机后，几个国家起对风能的兴趣重新点燃。在丹麦，电力公司立即把目标放在的制造大型风力发电机上，德国、瑞典、英国和美国也紧跟其后。 1979 年，他们安装了两台 630KW 风力发电机一台是桨矩控制的另一台 630KW 风力发电机，一台是桨矩控制的，另一台是失速控制的。,概述,01,1980年后的风力发电机,一个名叫Christian Riisager的木匠在自已家的后院安装了一台小型的22KW的风力发电机(左上），他以Gedser风力机的设计为基础尽可能地采用了便宜的设计为基础，尽可能地采用了便宜的标准部件（如
8、，用一台电动机作为发电机，把汽车的部件用作齿箱和机械刹车）。Riisager的风力发电机在丹麦许多私人家庭中成为了成功的典范，同时他的成功给丹麦的风力发电机制造商提供了灵感，从1980年起，制造商开始设计他们自己的风力发电机。许多设计，包括 Riisager 的设计部分地以古典 Gedser 风力机或古典低转速多叶片的美国“风能玫瑰”的经验为基础其它的则革命一些包础，其它的则革命一些，包括立轴的 Darrieus 风机（右下），风机采用襟翼来进行功率调节，或将液压用于传动系统等。大部分风力机通常为 5-11KW ，按现在的标准判断它们太小了。,Riisager 风力发电机,Tvind 2 MW
9、 风力发电机,与小风机不同的是 Tvind 2 MW 风力机，它是一台相当革命的风机。这台机组是下风向变速风机，叶轮直径为 54 米，发电机为同步发电机。目前，这台风力机还在正常地运行之中早期丹麦力机还在正常地运行之中。早期丹麦的风力发电机与德国，美国、英国或加拿大政府资助大型风力发电机研制工程完全不同。最后，由 Gedser 风力发电机改良的古典三叶片、上风向风力机设计在疯狂的竞争中成为商业赢家。,BONUS 30kW 风力发电机,BONUS 30kW风力发电机从 1980 年开始制造是现在制 1980 年开始制造，是现在制造商早期模型的代表。,概述,01,伟大的加利佛尼亚风暴,NO RTA
10、NK 55KW风力发电机,1980-1981 年开发的 55KW 风力发电机的出现是现代风力发电机工业和技术上的一个突破。随着这种风力发电机的诞生，风力发电每度电的成本下降了约 50% 。风能工业变得越来越专业了，此外相应的由 RISO 国家实验室开发的欧洲风图谱对降低度电成本也是非常重要的。在八十年代初，数千台风力发电机被运送到美国加利福尼亚。,概述,01,海上风电场,Tuno Knob,Tuno Knob海上风电场位于丹麦海岸的Kattegat海域，由Midtkraft公用事业公司建造。这张照片展示的是水上浮动式起重机在从事安装工作。风电场拥有10 台 Vestas500kW 风力发电机。
11、风力机根台 Vestas500kW 风力发电机。风力机根据海洋环境进行了修改，每台风机上都安装了一个电动吊用来更换主要部件如发电机，而无需使用浮吊。此外，这些风机的齿轮箱也进行了修改，转速比陆地风机提高了10%。这样可使电产量增加5%。,Vindeby风电场位于波罗的海丹麦海岸，于1991年由公用事业公司SEAS建成。风电场拥有11台Bonus450kW失速调节型风力机，风机位于洛兰岛海岸1.5至3 公里以北靠近 Vindeby 村。这些风力公里以北，靠近 Vindeby 村。这些风力机经过修改在塔架内有足够的空间放置高电压变压器，而且门的位置比正常的风机高一些。在后来的TunoKnob项目采
12、用了同样的修改方案。此外，在现场安装了两个风速仪塔来研究风况和湍流。通过RISO国家实验室的研究已经获得了一些关于海上风况的结果。尽管由于洛兰岛对南部的风遮敝使得产量有一些减少，但发电量比容量相同的陆地风电场还是高出20%。,Vindeby,概述,01,兆瓦级风力发电机,Nortank1500图片上是NEG Micon1500kW风机，于1995年投入运行。此型风机最初的模式是叶轮直径为60米，两台 750kW 发电机并联。最新的两台 750kW 发电机并联。最新的模式是1500/750kW模式（两台750KW发电机）叶轮直径为64米。这张照片在丹麦西部靠近Esbjerg市的Tjaerebor
13、g拍摄。,Vastas 1.5MWVastas 1.5MW风机的原形于1996年问世。最初的模式是63米叶轮直径，一台1500kW发电机。最新的模式是68米叶轮直径一台两极发电机1 650/300 k W 。照片上吊车正 650/300W 。照片上吊车正在吊装机舱。在它的左侧可以看到ELSAM 2MW测试风机（混凝土塔架），还有再远一些的NEG Micon 1500kW风力机。,概述,01,多兆瓦级风力发电机,Nordex 2.5MWNordex 2.5MW风机于2000年春投入运行。叶轮直径为80米。图片中的风机位于德国Grevenbroich，塔架高度为 80 米风机为桨矩控制度为 80
14、米。风机为桨矩控制。现在是世界上最大的商业化风力发电机。,GE 3.6MW,Repower 5MW,概述,01,行业领跑者,概述,01,行业领跑者,概述,01,行业领跑者,概述,01,行业领跑者,概述,01,全球风电发展概况,概述,01,中英分别是陆上海上风电装机最大市场,概述,01,概述,01,概述,01,概述,01,我国风电发展概况,2013-2015年，我国风电电源建设投资规模呈逐渐上升的趋势，至2015年，我国风电电源建设规模达到1200亿元，同比上年增长31.10%，为近几年来风电投资额的最高点。2015-2018年，得益于风力发电成本的迅速下降，我国风电行业投资完成额逐渐下降，至2
15、018年末，我国风电电源建设投资规模达643亿元，同比下降5.73%。截至2019年11月，风电电源投资额为892亿元，相较2018年同期增长了84.80%。,概述,01,2013-2017年，我国风力发电装机容量呈逐渐上升的趋势，其年复合增长率为20.94%。2013-2015年，我国风电累计装机容量增速超过24%，至2015年，风电累计装机容量达到13075万千瓦，同比上年增长35.04%。2015年以后，我国风电装机容量增速放缓。截至2019年11月，我国风电累计装机容量为20077万千瓦，较2018年同期增长11.70%。,概述,01,2013-2017年，我国风电发电量呈逐渐上升的趋
16、势，增速呈波动变化的趋势。2016年，我国风电行业发电量为2409亿千瓦时，较上年同期增长29.78%，为近几年最高增速。截至2019年11月，中国风力发电量3638亿千瓦时，同比增长11.30%，增速延续下行趋势。,概述,01,2014-2018年风力发电行业销售收入整体呈现增长趋势，2018年行业实现销售收入972亿元，同比增长11%。,概述,01,2014-2018年风电行业的利润总额整体呈现下降趋势，主要是因为其中部分企业亏损较为严重。2018年风电行业的;利润总额为126.69亿元，同比增长3.44%，打破2016和2017年-10%的增长率，可见行业利润有所修复。,概述,01,一是风电行业作为清洁能源之一享受更多的政策红利。,二是风电成本快速下降也加速了风电的快速发展。,感谢您的指正,
