风力发电的发展史

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1、风力发电机的发展史金风科技股份有限公司风力机的起源n风力机最早出现在三千年前,当时主要用于碾米和提水 。n第一台水平轴式风力机出现在十二世纪。金风科技股份有限公司风力机的起源n 在农场用来给牲畜和居民提水的风力机。n用来给无电地区农牧民供电的小型风力发电机。金风科技股份有限公司一、风能的先驱Charles F. Brush Charles F. 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 种高效的制造铅酸蓄电池的方法 。他自己的公司Brush Electric位 于俄亥俄州Cleve

2、land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）。金风科技股份有限公司位于俄亥俄州Cleveland市庞大的BRUSH 风车 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。 金风科技股份有限公司二、风能的先

3、驱Poul la Cour Poul la Cour（1846-1908）是一名气 象学家同时也是现代风力发电机的先 驱。Poul la Cour 是现代空气动力学 的鼻祖，他建了一个属于他自己的风 洞来实验风力发电机。图中是Poul la Cour和他的妻子。Poul la Cour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。 金风科技股份有限公司1904年的培训班 la Cour每年在Askov Folk高中给风电工人 做几次培训。这个图 片是190

4、4年培训班毕 业照。 金风科技股份有限公司la Cour的风力机 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。 金风科技股份有限公司风电期刊 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。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

5、界大战期间出现供电危机 为止。 金风科技股份有限公司三、风能的先驱1940-1950 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。丹麦风机制造商已经生产出了两 叶片的风机，尽管所谓的“丹麦概念”是三叶片 的风机。所有这些风机（与它们的前辈一样）发 的是直流电。这些三叶片F.L.Smidth 风机于1942年安装在 Bobo岛，它们看起来很象“丹麦”风机。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，第二台生产交流电的风机 问世了

6、。 金风科技股份有限公司四、Gedser 风力发电机 Johannes Juul 和 the Vester Egesborg 风力机 Johannes Juul工程师是Poul La Cour 在1904年开办的“风电工”培训班中的一 名学生。1950年，Johannes Juul在丹 麦的Vester Egesborg成为了世界上开发第一台交流风力发电机的先驱。 金风科技股份有限公司Johannes Juul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

7、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，Johannes Juul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 Bjerringbro电力博物馆中展出。 金风科技股份有限公司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。197

8、9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 是失速控制的。金风科技股份有限公司五、1980年后的风力发电机 Riisager 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，他以Gedser风 力机的设计为基础，尽可能地采用了 便宜的标准部件（如，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。 金风科技股份有限公

9、司风力发电机设计中的竞争 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，包括立轴的 Darrieus 风机，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。 金风科技股份有限公司Tvind 2 MW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 丹麦的风力发电机与德国，美国、英 国

10、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 。金风科技股份有限公司RISO国家实验室 RISO国家实验室因其在风能领域中的工作而广为人知 。RISO国家实验室的风能和大气物理部有约100名员工 从事空气弹性学的基础研究（也就是空气动力和结构动 力之间的交互作用）以及风资源评估工作。此外它还有 一个独立的小的商业化活动，就是对风力发电机作类型 鉴定。RISO最初是为风机鉴定而成立的，当时丹麦政 府支持了一个项目在丹麦安装风力发电机。为了保证风 力发电机购买者的利益，政府要求所有被支持的风力发

11、 电机必须通过安全鉴定。严格的安全规程（包括双重制 动系统要求）使得风力发电机更安全可靠。 金风科技股份有限公司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 造商早期模型的代表。与丹 麦大多数制造商相似， BONUS公司最初是一个农业 机械制造厂。 金风科技股份有限公司六、伟大的加利佛尼亚风暴 NORTANK 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

12、开发 的欧洲风图谱对降低度电成本也是非 常重要的。这张照片展示的是 Nortank55kW风力发电机组独特的选址 思维方式，这些风机安装在丹麦 Ebeltoft镇的一个港口码头。金风科技股份有限公司伟大的加利福尼亚风暴 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。Micon 55kW风力发电机 也是其中之一，它被运到加州Palm Springs 的一个拥有一千多台风力机的大型风电场。 早5年开始制造风力机的丹麦制造商比其它 国家的公司销售业绩更佳。在加利福尼亚有 将近一半的风机来自丹麦。大约在1985年 ，在加利福尼亚支持计划终结的前一夜，美 国的风能市场消失了。尽管看起来市场已经

13、 堀起，但从那时起只有很少量的装机投运。 现在德国已成为世界上最大的风电市场，而 且德国的装机也是世界上最大的。 金风科技股份有限公司七、现代风力机 丹麦 Avedore Holme 这张照片拍摄的是Avedore风电 场，距丹麦哥本哈根市只有5公里 。邻近250MW的火电厂，安装了 12台Bonus 300kW 风力机和一台 1000kW电力公司试验风力机。金风科技股份有限公司丹麦最大的风电场Middelgrunden 丹麦现在的风电总装机约2000MW, 有约6000台风力机在运行。其中 80%风力机属于个人或当地风力机 合资公司。丹麦最大的风电场是 Middelgrunden，而且它还是

14、世界 上最大的海上风电场，拥有20台 Bonus 2MW风力机，总装机为 40MW。丹麦最大的陆地风电场是 位于洛兰岛的Syltholm风电场，拥 有35台NEG Micon750kW风力机，总装机容量为26.25MW。 金风科技股份有限公司八、海上风电场 Vindeby 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

15、目采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%。 金风科技股份有限公司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。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

16、，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%。金风科技股份有限公司海上风能的未来 海上风能开发是风电的一个非常有希望的应用， 对那些高人口密度和在陆地上很难找到合适安装 地点的国家尤为如此。在海上的安装成本高得多 ，但电量生产同样也很高。丹麦电力公司已宣布 了在2000年后将安装4000MW海上风电的计划 。4000MW的装机预计每年可发电13.5TWh，相当于丹麦电力总消耗的40%。 金风科技股份有限公司九、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 Tjaereborg拍摄的。 金风科技股份有限公司Vastas 1.5MW Vastas 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