01 什么是风力发电？定义：风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成历史：

人们利用风能的历史有3000多年，1891年,丹麦人PoulLaCour第一个制造了用来发电的风车1941-42丹麦的F.L.Smidth公司建造的风车可以看成世界现代风车的前身02 风力发电原理原理：

风力发电的原理是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电

巨大叶片转动并不是靠风推，而是靠升力像飞机翅膀一样风力发电机的叶片从地面看上去给人的感觉较小，但实际上这些叶片很大普通的风电叶片都有40多米长，而目前最大的风电叶片长度已经超过100米，远超过大型客机的机翼长度。

那么风是如何带动如此巨大的叶片旋转的呢？ 其实，风并非“推”动风轮叶片，而是由于叶片横截面的形状上下不对称，风在通过叶片上方的时候流速大,通过下方的时候流速小这就会导致叶片上方的压强小,下方的压强大，形成叶片上下面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转。

风力发电的输出 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是 13～25V 变化的交流电，须经充电器整流，再对 蓄电瓶充电， 使风力发电机产生的电能变成化学能 然后用有保护电路的逆变电源， 把电瓶 里的化学能转变成交流 220V 市电，才能保证稳定使用。

03 风机的机构风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成（1）叶片：叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能（2）

变浆系统：变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车（3）齿轮箱：齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。

（4）发电机：发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节（5）偏航系统：偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。

同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行（6）轮毂系统：轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的风力发电机的工作原理是通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，有效的将风能转化成电能。

04 风力发电机组的分类及其特点风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分――它将风能转换为机械能 发电机部分――它将机械能转换为电能 根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。

1. 如依风机旋转主轴的方向（即主轴与地面相对位置）分类，可分为： “水平轴式风机”――转动轴与地面平行，叶轮需随风向变化而调整位置； “垂直轴式风机”――转动轴与地面垂直，设计较简单，叶轮不必随风向改变而调整方向。

2. 根据桨叶接受风能的功率调节方式可分为： “定桨距（失速型）机组”――桨叶与轮毂的连接是固定的当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化由于定桨距（失速型）机组结构简单、性能可靠，在20年来的风能开发利用中一直占据主导地位。

“变桨距机组”――叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角可在一定范围内（一般０－９０度）调节变化，其性能比定桨距型提高许多，但结构也趋于复杂，现多用于大型机组上3. 按照叶轮转速是否恒定可分为： “恒速风力发电机组”――设计简单可靠，造价低，维护量少，直接并网；缺点是：气动效率低，结构载荷高，给电网造成电网波动，从电网吸收无功功率。

“变速风力发电机组”――气动效率高，机械应力小，功率波动小，成本效率高，支撑结构轻缺点是：功率对电压降敏感，电气设备的价格较高，维护量大现常用于大容量的主力机型4. 根据风力发电机组的发电机类型分类，可分为两大类：。

“异步发电机型” “同步发电机型”异步发电机按其转子结构不同又可分为：（1）笼型异步发电机――转子为笼型由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网，而在小、中型机组中得到大量的使用；（2）绕线式双馈异步发电机――转子为线绕型。

定子与电网直接连接输送电能，同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为：（1）电励磁同步发电机――转子为线绕凸极式磁极，由外接直流电流激磁来产生磁场。

（2）永磁同步发电机――转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极，通常为低速多极式，不用外界激磁，简化了发电机结构，因而具有多种优势5. 如根据风机的额定功率化分，一般可分为：微型机：10 kW以下小型机：10 kW至100 kW。

中型机：100 kW 至1000 kW大型机：1000 kW 以上（MW级风机）05 什么是风力发电场？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06 风电场的组成以及风电场的建造要求风电场组成包含：风电机群集电部分升压变电站(陆上可能多于一级升压，海上可能有集控中心)升压变压器无功补偿装置（电容器、电抗器、静止无功补偿装置、滤波器）

风电场管理系统风电场的建造要求：风能质量要高风力发电场的场址的首要条件必须风能资源丰富年平均风速在5m/s以上，30m高处的有效风力时数在6000h以上，有效风能密度在240w/m^2以上时才适合建设大型风电场。

其实，影响风能质量的因素有年平均风速、平均风功率密度、风频分布、有效风速可利用小时数、风向稳定度等风力发电场的场址盛行风向稳定风向稳定不仅可以增大风能利用率，还可以延长风机寿命风力发电场湍流程度要小风是随机的，并受场地表面粗糙度和附近障碍物的影响。

风场湍流的形成一般是由于风道过于粗糙、或者因障碍物而产生的风速及风向的急剧变化而引起的它不仅会影响风力发电机的出力，还会使风力发电机产生振动和受载不均，降低风力发电机使用寿命，严重时还会造成桨叶飞出的事故。

风力发电场址的自然灾害要少强风、冰雹、雷暴、地震等都会对风力发电机等造成影响社会自然条件、风力发电场址的地势要较平坦，地质条件要好，以便进行土建施工交通便利要考虑拟建风电场的设备供应和主要建筑材料运输是否便利。

是否利于大型吊车、平板车的施工、运输等风电场应尽可能接近电网接入点如:靠近现有的10KV和66KV变电所和线路，以减少电能损耗和送出工程的费用尽量少占耕地，减少生态破坏周围环境风电场的建设一般会对飞禽及鸟类正常生活和迁徙有影响，为保护生态，场址应尽量避开鸟类飞行路线、候鸟及动物栖息地等，远离自然保护区、军事设施、人口密集地区等。

海上风电选址要求：根据国家能源局和国家海洋局联合印发的《海上风电开发建设管理暂行办法实施细则》进行实施例如：海上风电场原则上应在离岸距离不少于10公里、滩涂宽度超过10公里时海域水深不得少于10米的海域布局。

在各种海洋自然保护区、海洋特别保护区、重要渔业水域、典型海洋生态系统、河口、海湾、自然历史遗迹保护区等敏感海域，不得规划布局海上风电场等07 发展风力发电具有什么优缺点？优点：清洁，环境效益好可再生，永不枯竭

基建周期短装机规模灵活风能永远不会枯竭，利用风能发电可以减少环境污染，降低碳排量，符合我们国家现行的低碳生活的理念，而且风电装机灵活，建造周期也短，不需要一次性投入建造完成，可以分批次，分周期建造，也利于风电企业更好的发展。

缺点：噪声，视觉污染占用大片土地不稳定，不可控成本仍然很高影响鸟类风电场的建造需要大量的土地，并且一旦风电场建造完毕，这些土地就不可挪作他用，在一些土地匮乏的地方无疑是一种变相的浪费而且风电场风机数量多，一些在山区，草原建造的风电场会对鸟类造成伤害，对生态有一定的影响。

08 为什么说风能是一种绿色能源？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1兆瓦的风能发电机，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。

09 风电会致死更多鸟类？全球变暖对鸟类存在致命影响《科学》期刊上的一项研究指出，受气候变化、栖息地减少等主要原因影响，自1970年来，北美洲鸟类数量减少了约29%，相当于近30亿只在过去100年中，美国莫哈韦沙漠的温度上升了大约2℃，气候变暖让鸟类的种群丰富性急剧衰减。

英国《皇家学会生物学分会学报》论文称，气候变化正在影响鸟类免疫系统，致使鸟类出现新的疾病风电通过取代化石燃料减缓气候变化，可以大大改善鸟类的生存环境，进而降低全球鸟类的死亡率依据国际可再生能源署（IRENA）和国际能源署（IEA）的情境分析，全球每年至少需要新增180GW风电装机，才能实现将温升控制在相对于工业化前水平2℃以内。

事实上，风电不会对鸟类种群构成威胁，其利远大于弊根据美国鱼类和野生动物服务局统计，按原因分类的北美年度鸟类死亡率由高到低排序分别是：家猫（24亿只），建筑玻璃（5.99亿只），汽车碰撞（2.15亿只），电力线碰撞（2550万只），通讯塔（660万），油坑（75万）和风力发电机（234,000）。

计算可知，真正因风电导致鸟类死亡的数量只有全部的0.007%当前，风电行业也正在通过高精度光学技术与人工智能结合探测鸟类活动、改变机组叶片颜色等方式，致力于进一步降低鸟类死亡率10 海上风电具有什么优势。

★ 海上风资源较陆上更好，离岸10千米的海上风速通常比沿岸高20%，同时海上很少有静风期★ 海上风电不占用宝贵的土地资源，不扰民★ 海上风电单机装机容量更大，扫风面积更大，风资源利用更充分★ 沿海地区电力需求量大，有助加速沿海地区的能源转型

11 风机转一圈能发几度电目前主流风机的单机容量从1.5兆瓦到10兆瓦不等，未来可能会更大，相对来说小容量的都在陆地上，大容量的都在海里当然，容量越大，同等情况下发电越多以2兆瓦的风力发电机组为例：叶片长50-60米左右，以额定转速运行，转动一圈约4秒钟，叶尖速度可达280多公里/时，堪比高铁速度，叶轮转动一圈约发2.2度电。

12 一度电能做什么一度电可以让25瓦的台灯点亮40小时让手机充电100多次让吸尘器把房间打扫5遍让150瓦的洗衣机运转近7小时让66瓦的冰箱运转15小时可供一台普通电扇运行15个小时可供一台普通空调运行

1.5小时可以使电动自行车跑80公里可以生产15瓶啤酒13 影响风电发展的因素及风电未来的发展（1）国家能源局指出，在弃风率高于20%的地区，将不再安排新的风电建设规模这一举措导致新疆、甘肃地区近几年已暂停风电建设。

同时，国家能源局在2016年推行了风电投资监测预警机制，预警颜色按红、橙、 蓝三色表示，红色区域即为暂停风电开发建设的区域2019年，甘肃、新疆均为红色预警区（2）由于陆上风电标杆上网电价被改为指导价，新核准的集中式陆上风电项目上网电价全部通过竞价的方式确定，且不得高于项目所在风能资源区的指导价。

平价上网政策的推行与国家补贴政策的取消，使得新开发的风电场面临新的技术考验与开发难度进一步加大（3）西北地区的电力消纳能力有限，且风电分布比较集中，对外输送有赖于特高压、超高压输电线路建设西北地区每年风电的弃风率较高，影响到风电装机容量的增长。

（4）海上风能资源禀赋优越，近几年以及未来将成为产业发展的一个重点这使得深居内陆的西北地区的风电装机在全国的占比逐渐减小（5）土地管理制度实施以后，受到耕地红线不能动、林地不能建等限制，西北地区可开发的风能资源进一步减少。

未来风电将会占比越来越大：十四五又有许多新的风电基地开始兴建，例如晋能集团的签约的新疆300万千瓦风、光项目、内蒙古杭锦旗的风电项目后期随着这些项目不断的落地，风电的成本也在不断降低，风电也将进一步得到发展。

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