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中国风力发电潜力巨大 中科院专家提出：风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。
中国风力发电已经历20年漫长的“试验期”，而风力发电的产业化举步维艰，大大小小的风电场遍布全国，几乎各省都有，却并不成气候。 据统计，到去年年底，全国共有43个风电场，分布在14个省（区、市），总装机容量76.4万千瓦。
刘应宽说，按照目前的发展势头，到今年年底，全国风电装机容量将肯定超过100万千瓦。 而早在1995年，原国家电力部就提出，到2000年中国风机规模要达到100万千瓦，这一时间表整整推迟了5年。
随着近年煤炭、石油等常规能源的全面紧张，清洁环保的可再生能源驶入发展的快车道。《京都议定书》的签订和《可再生能源法》的出台，为风电迅速成长注入蓬勃动力。
在各种可再生能源中，风能因资源丰富、成本相对较低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动，以及利益的诱惑，吸引着嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。
据不完全统计，包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领域，总投资超过100亿元。 按照国内目前的行业平均水平，每千瓦风电装机容量的成本为8000-10000元，与造价约4000元/千瓦的煤炭、石油等常规能源电厂相比，风电场的造价大约高出1倍。
目前，每度风电的成本约为0.4-0.5元。 研究表明，风力发电能力每增加一倍，成本就会下降15%。
由于近年世界风电增长一直保持在30%以上，风电成本快速下降，国外已日趋接近燃煤发电成本。此外，风电外部成本几乎为零，甚至低于核电成本，因此经济效益凸现。
随着中国风电设备国产化和发电的规模化，风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。 在风电场急速增长的带动下，风电设备制造正呈现出巨大的市场空间。
按照中国远期规划（2020年风电装机2000万千瓦）和每千瓦8000-10000元的造价，每年风电设备市场容量约为97亿-122亿元。即使考虑国产化程度提高而导致的价格下降，平均每年的市场容量也应保持在70亿元以上。
在可预期的巨大市场空间面前，中国风电设备制造企业将迎来难得的发展机遇。 同样看到这个巨大市场的，还有来自欧洲的跨国风电设备制造企业。
由于起步早，技术先进，欧洲企业占据着全球风电设备市场的绝大部分市场份额，中国市场也不例外。 由于看到中国市场的巨大需求，欧洲各大风电设备制造企业纷纷提高产品售价，并严格控制技术转让。
有资料显示，过去3年间，进口风电设备的价格上涨了20%以上。 面对风电的商机与困惑，有关专家提出，已具产业化条件的中国风力发电迟迟不能迈出关键一步，最重要的原因在于：由于电价、关税、贷款、税收等优惠政策与扶持措施不到位，风电产业化从市场这个“源头”被束缚住了。
中国的风力发电产业化，只能从做大风电市场破题。应该促进可再生能源立法，打破电力市场的地区分割，解决风电在全国摊销的关键难题，同时辅以信贷、税收、消费等方面的鼓励政策，从而引导更多的投资进入风电产业，进而借鉴彩电、汽车等行业的国产化方式，以市场来推进风力发电设备制造、研发的国产化。
2.风机叶片的风机叶片设计
风机叶片约占风机总成本的15%-20%，目前大型风力发电机的叶片基本上是由复合材料构成，复合材料含量通常超过90%。据统计，风机叶片尺寸每增大6%，捕获的风能可增加12%。
叶片的设计初衷是获得动力学效率和结构设计的平衡。材料和工艺的选择决定了叶片最终的实际厚度和成本。结构设计人员在如何将设计原则和制造工艺相结合的工作中扮演着重要角色，必须找出保证性能与降低成本之间的最优方案。
叶片受力分析：叶片上承受的推力驱动叶片转动。推力的分布不是均匀的而是与叶片长度成比例分布。叶尖部承受的推力要大于叶根部。
大梁设计：由于叶片自重和外部推力产生的弯曲变形是叶片的最主要载荷，为了提高弯曲性能，在叶片的长度方向上采用单向纤维布，且中间通过抗剪腹板将上下两层梁帽尽可能分隔开，抗剪腹板采用对角铺放的双向纤维布加泡沫（PET）芯材构成，起到增加整体刚性的作用。
内部梁结构：为了降低生产成本，设计中可以去除一些不必要的材料，常见的叶片都采用中空式设计。
叶壳：叶壳的作用主要是提供空气动力学外形。叶壳的夹芯结构增加了刚性，夹芯结构由玻璃钢表层中间加泡沫（PET）芯材或巴沙轻木（BALTEK）芯材构成。夹芯结构具备足够的刚性承担弯曲载荷同时防止脱粘。叶壳中的对角分布的纤维提供了必要的抗扭刚性。
叶根设计：叶根部分通常设计为圆形。同时为了满足维护等需要，叶片根部多以螺栓连接以便于拆装。对于金属大梁可以采用焊接的法兰连接。
几何尺寸优化设计：在不改变叶片几何外形的条件下，通过调整梁帽的薄厚来改变叶片性能，降低生产成本。厚度较薄的叶片需要配以更厚的梁帽，但会增加生产成本。同时腹板强度也需提高，但因为厚度变薄所以总的材料用量没有明显变化。综上所述，几何尺寸的优化设计需要从风机设计，载荷分析，结构设计和制造成本等多方面综合考量才能获得最佳的结果。
3.风电叶片的复合材料风电叶片的发展现状
复合材料在风力发电中的应用主要是转子叶片、机舱罩和整流罩的制造。
相对而言，机舱罩和整流罩的技术门槛较低，生产开发的难度不大。而风力发电机转子叶片则是风力发电机组的关键部件之一，其设计、材料和工艺决定风力发电装置的性能和功率。
在风力发电机兴起100多年的历史里，叶片材料经历了木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金叶片等。随着联网型风力发电机的出现，风力发电进入高速发展时期，传统材料的叶片在日益大型化的风力发电机上使用时某些性能已达不到要求，于是具有高比强度的复合材料叶片发展起来。
现在，几乎所有的商业级叶片均采用复合材料为主体制造，风电叶片已成为复合材料的重要应用领域之一。采用复合材料叶片主要有以下优点：①轻质高强，刚度好。
众所周知复合材料性能具有可设计性，可根据叶片受力特点设计强度与刚度，从而减轻叶片重量；②叶片设计寿命按20年计，则其要经受108周次以上的疲劳交变，因此材料的疲劳性能要好。复合材料缺口敏感性低，内阻尼大，抗震性能好，疲劳强度高；③风力机安装在户外，近年来又大力发展海上风电场，要受到酸、碱、水汽等各种气候环境的影响，复合材料叶片耐候性好，可满足使用要求；④维护方便。
复合材料叶片除了每隔若干年在叶片表面进行涂漆等工作外，一般不需要大的维修。2.1复合材料叶片的材料体系风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，一般由根部、外壳和加强筋或梁三部分组成，复合材料在整个风电叶片中的重量一般占到90%以上。
复合材料叶片发展之初采用的是廉价的玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂体系，直到今天这仍是大部分叶片采用的材料。随着叶片长度的不断增大，这种体系在某些场合已不能满足要求，于是很自然地，性能更优异的增强材料—碳纤维进入了叶片生产者的视野。
文献[6,7]探讨了碳纤维的添加对于复合材料叶片的影响。一般认为，22m以下的叶片采用玻璃纤维，而大于42m的叶片则采用碳纤维或碳玻混杂纤维[8]。
树脂基体方面，聚酯树脂价格低廉，成型工艺性好，但性能一般，环氧树脂则刚好相反，性能较优但价格较高且工艺操作性不好，所以目前成本和性能等介于二者之间的乙烯基树脂被一些叶片制造商大量采用。鉴于目前国际上碳纤维价格居高不下，有些人认为在叶片生产中采用碳纤维太过昂贵，不应采用，实际上并非如此，一方面由于叶片长度的增加，其对刚度的要求也更加严格，在更大尺寸叶片的制造上，单纯的玻璃纤维已不能满足要求，碳纤维的刚度大约是玻纤的3倍，制成的复合材料刚度约是玻璃钢的两倍，从这个意义上说碳纤维的引入是必要也是必须的；另一方面，由于叶片尺寸的加大，其质量也越来越巨大，高性能碳纤维的引入可以在很大程度上实现叶片的减重，而随着叶片重量的减轻，旋翼叶壳、传动轴、平台及塔罩等也可以轻量化[9]，从而可整体降低风力发电机组的成本，抵消或部分抵消碳纤维引入带来的成本增加。
随着大型、超大型海上风力发电机的制造和陆续投入运行，碳纤维在风电叶片上大规模应用的时代已为时不远。2.2复合材料叶片的制造工艺现在的叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型叶片蒙皮、主梁及其他部件，然后在主模具上把两个蒙皮、主梁及其它部件胶接组装在一起，合模加压固化后制成整体叶片。
具体成型工艺又大致可分为七种[10]：①手糊；②真空导入树脂模塑（VIP）；③树脂传递模塑（RTM）；④西门子树脂浸渍工艺（SCRIMP）；⑤纤维缠绕工艺（FW）；⑥木纤维环氧饱和工艺（WEST）；⑦模压。上述工艺中，①、④、⑤和⑥是开模成型工艺，而②、③和⑦是闭模模塑工艺。
传统的叶片生产一般采用开模工艺，尤其是手糊方式较多，生产过程中会有大量苯乙烯等挥发性有毒气体产生，给操作者和环境带来危害；另一方面，随着叶片尺寸的增加，为保证发电机运行平稳和塔架安全，这就必须保证叶片轻且质量分布均匀。这就促使叶片生产工艺由开模向闭模发展。
采用闭模工艺，如现在热门的真空树脂导入模塑法，不但可大幅度降低成型过程中苯乙烯的挥发，而且更容易精确控制树脂含量，从而保证复合材料叶片质量分布的均匀性，并可提高叶片的质量稳定性。 随着叶片尺寸的不断增加，其生产和制造过程中产生了一些在以往的中小型叶片生产中未曾碰到过的新问题。
3.1大型模具问题大型复合材料叶片的外形尺寸与其制造模具有着极其密切的关系。为保证复合材料叶片设计外形和尺寸精度，叶片长度越长，成型时对模具刚度和强度的要求就越高，模具的重量和成本也会大幅度提高。
为减轻模具重量，降低模具成本，大型复合材料叶片的制造模具也逐渐由金属模具向复合材料模具转变，这也意味着叶片可以做得更长。采用复合材料模具主要有以下优点：①为达到最佳气动效果，叶片具有复杂的气动外形，在风轮的不同半径处，叶片的弦长、厚度、扭角和翼型都是不同的，如用金属来制造，要在模具上实现这些变化，其加工难度很高，实现代价高昂，采用复合材料模具可大大降低其工艺难度；②由于模具与叶片采用同质的材料，模具的热膨胀系数与叶片材料基本相同。
4.论文风力发电给人们带来的益处
风能是最清结、无污染的可再生能源之一。
据专家们的测估，全球可利用的风能资源为200亿千瓦，约是可利用水力资源的10倍。如果利用1%的风能能量，可产生世界现有发电总量8%~9%的电量。
据有关部门预测，我国可利用风能资源约为16亿千瓦，其中有很好利用价值的约为2 53亿千瓦。 风力发电有横轴型风力发电机和垂直轴型风力发电机两种。
风力发电装置一般由风轮、传动系统、发电机、储能设备、控制保护系统和塔架等组成。它最适宜的风速范围是6~8米/秒，当然需要有较充足和稳定的风源。
通常按团米/秒最大风速设计叶片转速，如果风速超过工作范围时，为了保护发电机应能自动减速，当风速达到台风般的速度时，叶片则自动停止运转。 当风力机在运行中由于各种原因而甩负荷时，也会由于风叶超速而自动减速。
由于采用了叶顺浆机构或阻力装置，或是由安装在传动轴上的紧急制动闸等方式来实现自动保护，风力发电机的单机容量越来越大，技术水平越来越高，成本越来越低。 世界上风能利用较好、发展较快、技术比较先进的是美国。
美国风力发电机容量占世界风力发电容量的一半左右。在美国加州南部和北部己分别建设了若干个大型风力发电场，拥有风力发电设备2万台，装机容量约60万千瓦，年发电量20亿千瓦·小时。
丹麦、德国、英国、荷兰等国家风力发电，发展也很迅速。到1994年底全世界风力发电装机容量就达到约300万千瓦，年发电量50亿千瓦·小时。
风力发电正朝着重量轻、效率高、可靠性高及大型化方向发展。 我国利用风力发电是从50年代开始的，到80年代初，微型风力发电技术趋于成熟和稳定。
到1994年底我国在内蒙、新疆及沿海等地推广小型风力发电机，并已建成13万座。近年来，我国对风力发电也很重视，已选定在广东、海南、福建、山东、内蒙、新疆等风力资源丰富的地区大力发展风电。
目前，正在制定长远的风力发电规划，国家新能源政策的重点也是大力发展和加快开发利用风力发电 。
5.风光互补发电系统毕业论文怎么做
最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。
其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行，根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。
但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。
目前国内进行风光互补发电系统研究的大学，主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究：风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。
目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计，在匹配计算方面有着领先的地位，而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。 据国内有关资料报道，目前运行的风光互补发电系统有：西藏纳曲乡离格村风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能无线电话离转台电源系统、内蒙微型风光互补发电系统等。
6.哪有风能这方面的论文
风能 （wind energy） 地球表面大量空气流动所产生的动能。
由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。
风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。
风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300瓦/米2(W/m2)以上，3~20米/秒风速年累计超过6000小时 。
内陆风能资源最好的区域 ，沿内蒙古至 新疆一带，风能密度也在200~300W/m2,3 ~20米/秒风速年累计5000~6000小时。这些地区适于发展风力发电和风力提水。
新疆达坂城风力发电站1992年已装机5500千瓦，是中国最大的风力电站 在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。
风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主， 以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一白多万台风力提水机在运转。
澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。在很多风力资源丰富的国家，科学家们还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。
利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦虽只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的“风车大国”。
截止到2006年底，世界风力发电总量居前3位的分别是德国、西班牙和美国，三国的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。 此外，风力发电还逐渐走进居民住宅。
在英国，迎风缓缓转动叶片的微型风能电机正在成为一种新景观。家庭安装微型风能发电设备，不但可以为生活提供电力，节约开支，还有利于环境保护。
堪称世界“最环保住宅”就是由英国著名环保组织“地球之友”的发起人马蒂·威廉历时5年建造成的，其住宅的迎风院墙前就矗立着一个扇状涡轮发电机，随着叶片的转动，不时将风能转化为电能。 我国风力资源丰富，可开发利用的风能储量为10亿千瓦。
对风能的利用，特别是对我国沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，具有十分重要的意义。 现在，无论是在广阔的草原，还是在杲杲的山岭，我们都会看到一座座能抗风暴袭击而稳定运行的风力发电站。
每当大风来临，收集机就会自动调转方向，迎接风的犀利，任凭风力有多大，来势有多猛，它一概取之，转成电能储存起来，为人们提供电力。这样，即使在远离城市的乡村和牧场都可以用上电，过上幸福的生活。
风能利用存在一些限制及弊端。
7.风电叶片的复合材料风电叶片的发展现状
复合材料在风力发电中的应用主要是转子叶片、机舱罩和整流罩的制造。
相对而言，机舱罩和整流罩的技术门槛较低，生产开发的难度不大。而风力发电机转子叶片则是风力发电机组的关键部件之一，其设计、材料和工艺决定风力发电装置的性能和功率。
在风力发电机兴起100多年的历史里，叶片材料经历了木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金叶片等。随着联网型风力发电机的出现，风力发电进入高速发展时期，传统材料的叶片在日益大型化的风力发电机上使用时某些性能已达不到要求，于是具有高比强度的复合材料叶片发展起来。
现在，几乎所有的商业级叶片均采用复合材料为主体制造，风电叶片已成为复合材料的重要应用领域之一。采用复合材料叶片主要有以下优点：①轻质高强，刚度好。
众所周知复合材料性能具有可设计性，可根据叶片受力特点设计强度与刚度，从而减轻叶片重量；②叶片设计寿命按20年计，则其要经受108周次以上的疲劳交变，因此材料的疲劳性能要好。复合材料缺口敏感性低，内阻尼大，抗震性能好，疲劳强度高；③风力机安装在户外，近年来又大力发展海上风电场，要受到酸、碱、水汽等各种气候环境的影响，复合材料叶片耐候性好，可满足使用要求；④维护方便。
复合材料叶片除了每隔若干年在叶片表面进行涂漆等工作外，一般不需要大的维修。2.1复合材料叶片的材料体系风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，一般由根部、外壳和加强筋或梁三部分组成，复合材料在整个风电叶片中的重量一般占到90%以上。
复合材料叶片发展之初采用的是廉价的玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂体系，直到今天这仍是大部分叶片采用的材料。随着叶片长度的不断增大，这种体系在某些场合已不能满足要求，于是很自然地，性能更优异的增强材料—碳纤维进入了叶片生产者的视野。
文献[6,7]探讨了碳纤维的添加对于复合材料叶片的影响。一般认为，22m以下的叶片采用玻璃纤维，而大于42m的叶片则采用碳纤维或碳玻混杂纤维[8]。
树脂基体方面，聚酯树脂价格低廉，成型工艺性好，但性能一般，环氧树脂则刚好相反，性能较优但价格较高且工艺操作性不好，所以目前成本和性能等介于二者之间的乙烯基树脂被一些叶片制造商大量采用。鉴于目前国际上碳纤维价格居高不下，有些人认为在叶片生产中采用碳纤维太过昂贵，不应采用，实际上并非如此，一方面由于叶片长度的增加，其对刚度的要求也更加严格，在更大尺寸叶片的制造上，单纯的玻璃纤维已不能满足要求，碳纤维的刚度大约是玻纤的3倍，制成的复合材料刚度约是玻璃钢的两倍，从这个意义上说碳纤维的引入是必要也是必须的；另一方面，由于叶片尺寸的加大，其质量也越来越巨大，高性能碳纤维的引入可以在很大程度上实现叶片的减重，而随着叶片重量的减轻，旋翼叶壳、传动轴、平台及塔罩等也可以轻量化[9]，从而可整体降低风力发电机组的成本，抵消或部分抵消碳纤维引入带来的成本增加。
随着大型、超大型海上风力发电机的制造和陆续投入运行，碳纤维在风电叶片上大规模应用的时代已为时不远。2.2复合材料叶片的制造工艺现在的叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型叶片蒙皮、主梁及其他部件，然后在主模具上把两个蒙皮、主梁及其它部件胶接组装在一起，合模加压固化后制成整体叶片。
具体成型工艺又大致可分为七种[10]：①手糊；②真空导入树脂模塑（VIP）；③树脂传递模塑（RTM）；④西门子树脂浸渍工艺（SCRIMP）；⑤纤维缠绕工艺（FW）；⑥木纤维环氧饱和工艺（WEST）；⑦模压。上述工艺中，①、④、⑤和⑥是开模成型工艺，而②、③和⑦是闭模模塑工艺。
传统的叶片生产一般采用开模工艺，尤其是手糊方式较多，生产过程中会有大量苯乙烯等挥发性有毒气体产生，给操作者和环境带来危害；另一方面，随着叶片尺寸的增加，为保证发电机运行平稳和塔架安全，这就必须保证叶片轻且质量分布均匀。这就促使叶片生产工艺由开模向闭模发展。
采用闭模工艺，如现在热门的真空树脂导入模塑法，不但可大幅度降低成型过程中苯乙烯的挥发，而且更容易精确控制树脂含量，从而保证复合材料叶片质量分布的均匀性，并可提高叶片的质量稳定性。 随着叶片尺寸的不断增加，其生产和制造过程中产生了一些在以往的中小型叶片生产中未曾碰到过的新问题。
3.1大型模具问题大型复合材料叶片的外形尺寸与其制造模具有着极其密切的关系。为保证复合材料叶片设计外形和尺寸精度，叶片长度越长，成型时对模具刚度和强度的要求就越高，模具的重量和成本也会大幅度提高。
为减轻模具重量，降低模具成本，大型复合材料叶片的制造模具也逐渐由金属模具向复合材料模具转变，这也意味着叶片可以做得更长。采用复合材料模具主要有以下优点：①为达到最佳气动效果，叶片具有复杂的气动外形，在风轮的不同半径处，叶片的弦长、厚度、扭角和翼型都是不同的，如用金属来制造，要在模具上实现这些变化，其加工难度很高，实现代价高昂，采用复合材料模具可大大降低其工艺难度；②由于模具与叶片采用同质的材料，模具的热膨胀系数与叶片材料基本相同。
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