风力发电概述风的能量是由太阳辐射能转化来的，太阳每小时辐射地球的能量是174,423,000,000 MW ，换句话说，地球每小时接受了111074.1⨯MW 的能量。

太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，空气沿水平方向运动形成风。

风能大约占太阳提供总能量的百分之一或二，太阳辐射能量中的一部分被地球上的植物转换成生物能，而被转化的风能总量大约是生物能的50～100倍。

全球的风能约为91074.2⨯MW ，其中可利用的风能为7100.2⨯MW ，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

我国10米高度层的风能资源总储量为32.26亿kW ，其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿kW 。

而据估计，中国近海风能资源约为陆地的3倍，所以，中国可开发风能资源总量约为10亿千瓦。

其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为1143万kW 、2421万kW 、3433万kW 和6178万kW ，是中国大陆风能储备最丰富的地区。

风能是一种干净的自然能源，没有常规能源（如煤电，油电）与核电会造成环境污染的问题。

平均每装一台单机容量为1 MW 的风能发电机，每年可以减排2000吨二氧化碳（相当于种植１平方英里的树木）、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。

风能产生1兆瓦小时的电量可以减少0.8到0.9吨的温室气体，相当于煤或矿物燃料一年产生的气体量。

而且风机不会危害鸟类和其它野生动物。

在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为一种高效清洁的新能源有着巨大的发展潜力。

风电技术日趋成熟，产品质量可靠，可用率已达95%以上，已是一种安全可靠的能源，风力发电的经济性日益提高，发电成本已接近煤电，低于油电与核电，若计及煤电的环境保护与交通运输的间接投资，则风电经济性将优于煤电。

风力发电场建设工期短，单台机组安装仅需几周，从土建、安装到投产，只需半年至一年时间，是煤电、核电无可比拟的。

投资规模灵活，有多少钱装多少机。

对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆来说，可作为解决生产和生活能源的一种有效途径。

中国风力资源分布如下图：由于风电市场的扩大、风电机组产量和单机容量的增加以及技术上的进步，使风电机组每kW 的生产成本在过去近20年中稳定下降。

以美国为例，风力发电的成本降低了80％。

上世纪80年代安装第一批风力发电机时，每发一度电的成本为30美分，而现在只需4美分。

另一方面，由于风电机组设计和工艺的改进（如叶片翼型改进等），性能和可靠性提高，加上塔架高度增加以及风场选址评估方法的改进等，使风电机组的发电能力有相当大的增长，每平方米叶轮扫掠面积的年发电量从80年代初期的400～500kW.h提高到目前的1000 kW.h以上。

一台标准的600 kW风力发电机，当各种条件都是最佳状态时，每年可发电约2000万kW.h，即每平方米叶轮扫掠面积的年发电量可达1400～1500 kW.h。

目前风电场的容量系数（即一年的实际发电量除以装机额定功率与一年8760小时的乘积）一般约为0.25～0.35。

综合上述史以及风电场的风力资源、规模、运行维护成本和融资因素（如贷款利率、偿还期等），目前在较好的风场，风力发电的成本约为４美分/kW.h左右，已具备与火电竞争的能力。

从风电场的造价方面看，中国风电场的造价比欧洲高，基本上是欧洲5年前的水平，单位kW 平均造价为8500元/kW左右，建设一座装机10万kW的风电场，成本大约在8亿到10亿元之间，而同样规模的火电厂成本约为5亿元左右，水电站为7亿元左右。

当然，独立运行的非并网班车风电系统，由于需要蓄电池和逆变器等，同时容量系数较小，所以发电成本比并网型机组要高。

风力发电场（简称风电场），是将多台大型并网式的风力发电机安装在风能资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电。

风力发电机就像种庄稼一样排列在地面上，故形象地称为“风力田”。

风力发电场于20世纪80年代初在美国的加利福尼亚州兴起，现在被全世界大力发展风电的各个国家广泛采用。

风电场的风力发电机相互之间需要有足够的距离，以免造成过强的湍流相互影响，或由于“尾流效应”而严重减低后排风电机的功率输出。

为了配合运送大型设备（特别是叶片）到安装现场，须要建设道路。

另外亦须要建设输电线，把风电场的输出连接到电网接入点。

蒂哈查皮山口风力发电场，美国-南加州Tehachapi Pass Wind Farms - Southern California, USA . Nameplate capacity: 562 MW米德尔格伦登（Middelgrunden）海上风车园（风电场）位于距丹麦哥本哈根市中心几公里的海面上，风机通过海底电缆与3.5公里以外的Amager电厂的变压器相连。

Nameplate capacity: 40 MW中国新疆达坂城风力发电场达坂城风力发电厂年风能蕴藏量为250亿千瓦每小时，可利用总电能为75亿千瓦每小时，可装机容量为2500兆瓦，目前，这里的总装机容量为125兆瓦。

单机1.2兆瓦。

将风机桨叶吊上50多米高的塔筒1. 中、外风电的发展（1）世界风电发展目前，风能的利用主要是发电，风力发电在新能源和可再生能源行业中增长最快，年增达35％，美国、意大利和德国年增长更是高达50％以上。

德国风电已占总发电量的3％，丹麦风电己超过总发电量的10％。

由于风力发电技术相对成熟，许多国家投入较大、发展较快，使风电价格不断下降，目前风力发电成本0.4～0.7 元／kW.h，若考虑环保和地理因素，加上政府税收优惠和相关支持，在有些地区已可与火电等能源展开竞争。

风力发电机容量从100W～5MW，有许多种规格。

中小型风机多离网独立运行，中大型机组多组成风电场或风力田并网发电。

目前，并网发电以850KW～1500KW为主导机组，也有少量3～5MW 机组投入使用，最大的试运行机组单机容量已达5MW。

美国已研制出7MW的风力发电机，英国正在研制10MW的风力发电机。

现在，不仅把风电场建在内陆、岛屿和海岸，英国、荷兰等一些欧洲国家经验表明，将风电场建在海上，经济效益、环境效益和社会效益更加明显。

截止到2008年12月底，全球的总装机容量已经超过了1.2亿kW。

2008年，全球风电增长速度达到28.8%，新增装机容量达到2700万kW，同比增长36％。

2008年，欧洲、北美和亚洲仍然是世界风电发展的三大主要市场，三大区域新增装机分别是：887.7、888.1和858.9 万kW，占世界风电装机总容量的90%以上。

从国别来看，美国超过德国，跃居全球风电装机首位，同时也成为第二个风电装机容量超过2000万kW的风电大国。

中国风电发展依然强劲，2008年是连续第四年年度新增装机翻番，初步计算，实现风电装机容量1221万千瓦，超过印度，成为亚洲第一、世界第四的风电大国，同时跻身世界风电装机容量超千万千瓦的风电大国行列。

世界风电快速发展主要推动力是能源安全与气候变化。

在欧洲和美国风电成为新增容量最快和容量最大的发电电源之一，其中美国风电装机占其新增发电装机容量的40%以上，欧盟27国风电装机占其新增发电装机容量的35%以上，成为重要的替代能源，为能源供应安全和能源来源多样化提供了技术保障。

同时，风电也是成本最低的温室气体减排技术之一。

2008年底全球的总装机容量突破1.2亿kW，相当于每年产生发电量约2600亿kW.h，减排1.58亿吨CO2。

（2）中国风电发展我国政府将风力发电作为改善能源结构、应对气候变化和能源安全问题的主要替代能源技术之一。

2007年制订了《可再生能源中长期发展规划》，并确定了2010年和2020年风电装机容量分别达到1000万kW和3000万kW的目标，制定了风电设备国产化相关政策。

2008年中国除台湾省外累计风电机组11600台，装机容量约1215.2万kW（已超过了《可再生能源中长期发展规划》1000 万kW的发展目标），分布在24个省（市、区），比前一年增加了重庆、江西和云南等三个省市，装机超过100万kW的有内蒙古、辽宁、河北和吉林等四个省区。

与2007年累计装机590.6万kW相比，2008 年累计装机增长率为106%。

2008年风电上网电量约120亿kW.h。

机组容量从30 kW到2000 kW，近年新建机组以1500～2000 kW机组为主。

2008年，中国新增装机容量达到630万kW，使得中国的总装机容量再次翻番达到1200万kW，提前两年实现了国家发改委提出的2010 年实现风电装机1000万kW的规划发展目标。

为了应对金融危机，中国政府把发展风电作为改善能源结构的重要手段和新的经济增长点。

在2008年召开的全国能源工作会议上，国家能源局明确提出，我国风能资源丰富，具有良好的开发利用前景。

要促进我国风电产业健康发展，加强风电建设管理，不断完善政策，坚持以风电特许权方式建设大型风电场，推动风电设备国产化，逐步建立我国的风电产业体系。

按照“融入大电网，建设大基地”的要求，从2009年起，国家将力争用10多年时间在甘肃、内蒙古、河北、江苏等地形成几个上千万千瓦级的风电基地。

到2008年底，中国累计风电装机容量达到1215.2万kW，过去10 年的年平均增长速度达到46%。

中国在风电装机容量的世界排名中，2004年居第10位，2008年跃居第4位，并有望成为世界最大的风电市场。

按照中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会的估计，2010年，中国风电有望超过欧、美，成为世界风电第一大国，可能达到或超过3000万kW，提前10年达到中国政府确定的风电2020年发展目标，2020年有望实现1亿kW 或1.2亿kW的风电装机容量。

风电在节约能源、缓解中国电力供应紧张的形势、降低长期发电成本、减少能源利用造成的大气污染和温室气体减排等方面做出了应有的贡献，开始大有作为。

同时利用“资源无尽、成本低廉”的风能对于改变我国能源短缺现状具有重要的战略意义，我国风能资源丰富，10m 以下低空的风电资源约为10 亿kW（内陆2.53亿kW，沿海估计为7.5亿kW），扩展到50～60m 以上高空，风力资源将至少扩展一倍，可望有20亿～25 亿kW。

如果能开发出其中的2/3，将能提供15 亿kW 的电力，再加上约5亿kW 的水电，就能大幅度补充2020 年后所需电力的份额。

2. 风能及其利用风的能量指的是风的动能，是指风所负载的能量，特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。

221mv E = 风能的利用主要就是将它的动能转化为其他形式的能，因此计算风能的大小也就是计算气流所具有的动能。

在单位时间内流过垂立于风速截向积A （2m ）的风能，即风功率为 A v E 321ρ= （1） 式中：E 为风能，单位为W ；ρ为空气密度，3m kg ，一般取1.2253m kg ；v 为风速，s m 。