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發(fā)展史
人類對風能的利用已有幾千年的歷史，最初主要是利用風力提水灌溉，及海水曬鹽和風力驅(qū)動的磨坊。這在當時是人類利用自然界的力量，利用風力和水力代替人力和畜力來驅(qū)動工作機械，提高了生產(chǎn)力。至于人類利用風能來驅(qū)動船只航行，則可追溯到更久遠的年代。
我國較大規(guī)模地開發(fā)和應用風力發(fā)電機，特別是小型風力發(fā)電機，始于70年代，當時研制的風力提水機用于提水灌溉和沿海地區(qū)的鹽場，研制的較大功率的風力發(fā)電機應用于浙江和福建沿海，特別是在內(nèi)蒙古地區(qū)由于得到了政府的支持和適應了當?shù)刈匀毁Y源和當?shù)厝罕姷男枨螅⌒惋L力發(fā)電機的研究和推廣得到了長足的發(fā)展。對于解決邊遠地區(qū)居住分散的農(nóng)牧民群眾的生活用電和部分生產(chǎn)用電起了很大作用。
隨著世界范圍內(nèi)對環(huán)境保護、全球溫室效應的重視，各國都競相發(fā)展包括風能在內(nèi)的可再生能源的利用技術(shù)，將風能作為可持續(xù)發(fā)展的能源政策中的一種選擇，不論對并網(wǎng)型的大型風力發(fā)電機和適用于邊遠地區(qū)農(nóng)牧戶的離網(wǎng)型小型風力發(fā)電機都給予了很大的政策支持。我國已有安裝并網(wǎng)的風力機的風力田24 處，總裝機容量26.8萬千瓦。小型風力機的保有量超過14萬臺，使我國成為世界上小型風力發(fā)電機保有量最多的國家。
小型風力發(fā)電機組的組成:小型風力發(fā)電機組一般由下列幾部分組成:風輪、發(fā)電機、調(diào)速和調(diào)向機構(gòu)、停車機構(gòu)、塔架及拉索等，控制器、蓄電池、逆變器等。
①風輪:小型風力機的風輪大多用2~3個葉片組成，它是把風能轉(zhuǎn)化為機械能的部件。風輪葉片的材質(zhì)主要有兩種。一種是玻璃鋼材料，一般用玻璃絲布和調(diào)配好的環(huán)氧樹脂在模型內(nèi)手工糊制，在內(nèi)腔填加一些填充材料，手工糊制適用于不同形狀和變截面的葉片但手工制作費工費時，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。國外小風機也采用機械化生產(chǎn)等截面葉片，大大提高了葉片生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
②發(fā)電機:小型風力發(fā)電機一般采用的是永磁式交流發(fā)電機，由風輪驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生的交流電經(jīng)過整流后變成可以儲存在蓄電池中的直流電。
③調(diào)向機構(gòu)、調(diào)速機構(gòu)和停車機構(gòu):為了從風中獲取能量，風輪旋轉(zhuǎn)面應垂直于風向，在小型風機中，這一功能靠風力機的尾翼作為調(diào)向機構(gòu)來實現(xiàn)。同時隨著風速的增加，要對風輪的轉(zhuǎn)速有所限制，這是因為一方面過快的轉(zhuǎn)速會對風輪和風力機的其他部件造成損壞，另一方面也需要把發(fā)電機的功率輸出限定在一定范圍內(nèi)。由于小型風力機的結(jié)構(gòu)比較簡單，一般采用葉輪側(cè)偏式調(diào)速方式，這種調(diào)速機構(gòu)在風速風向變化轉(zhuǎn)大時容易造成風輪和尾翼的擺動，從而引起風力機的振動。因此，在風速較大時，特別是蓄電池已經(jīng)充滿的情況，應人工控制風力機停機。在有的小型風力機中設計有手動剎車機構(gòu)，另外在實踐可采用側(cè)偏停機方式，即在尾翼上固定一軟繩，當需要停機時，拉動尾翼，使風輪側(cè)向于風向，從而達到停車的目的。
