科技・探索？争Ｉ鸟 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 浅析小型风力发电机应用分析及评价 薛顶柱 （吉林农业大学，吉林长春１３０１ １８） 【摘要】随着我国社会主义市场经济的不断发展，我国电力能源供需矛盾日益明显，电力短缺制约着我国经济进一步发展，造成了大量的 经济损失，特别是我国南方地区，电力超负荷现象非常突出。小型风力发电机作为我国十二五重点发展产业之一，在满足地区用电需要，缓解国 家电网方面发挥着巨大作用。本文通过分析当前我国小型风力发电机发展现状入手，分析小型风力发电机应用特点，并对其未来发展可行性进 行评价。 【关键词】ＪＪ、型风力发电机；应用分析；评价；发电厂 １ 小型风力发电机发展现状 小型风力发电机作为风电产业的重要补充．在充分利用风能．提 高风能利用率方面发挥着巨大的作用。一是．从我国风能产业来看。目 前．我国风电产业中．风力发电机装机量已经位于世界首位。在我国大 西北、内蒙和沿海地区等地．特别是年平均风速达到６ｍ／ｓ的地区兴建 了具有大区域性质的大型风力发电厂．并通过并网发电的方式．不仅 解决了当地农户用电需要，而且还支援了全国用电需要。但是，受到我 国风力资源分布不均以及国土资源不足以及风能利用技术的．进 步开发新的兆瓦级风力发电场难度加大．成本较高。二是，发展小型 风力发电机．提高风能利用率成为我国“十二五”发展规划的重点 从 风能分布角度看．我国很多地区．特别是南方省份大多处于低速风区． 虽然风力达不到６ｍ／ｓ．但是基本保持在３－５ｍ／ｓ．这为利用风能提供了 可能。从技术角度看，目前，我国对小型发电机的研究充分，从理论到 实践的经验较为丰富．有条件有能力实现利用分布式接入基础上的区 域性区域性发电。三是，从小型风力发电自身角度出发，小型风力发电 由于轻便．易维护等特点．已经被广大边疆地区以及通电技术条件尚 不成熟的地区使用．特别是２００４年至今．小型风力发电机组利用范围 进一步扩大．技术条件逐渐成熟．已经可以实现部分工业生产需要 一２小型风力机应用特点 事实证明，小型风力机发电具建设有成本低、发电率高、地区分布 灵活、占用土地少等特点。目前，小型风力机已经逐渐由传统的农业应 用向工业应用转化，风能转化电能的效率进一步提高 ２．１小型风力发电机拥有较低的风速区间 小型风力发电机拥有较低的风速区间决定了它具有广阔的市场 和应用前景。一是，部分小型风力发电机利用技术手段．在降低风力发 电机额定风速的同时．提高风力发电效率。降低风力发电机额定风速。 有利于提高小型风力发电机的应用市场，使其适应更加低速风速区 域：而且还可以提高风力发电机的使用率．降低额定风速增加了风力 发电机进行城市照明：在电力要求不大．但是建设电路成本较大的高 速公路监测设备中利用小型风力发电满足用电需要。 ２－３小型风力发电机电力传输损耗低 小型风力发电机电力传输特点与大型风力发电机组区别明显。大 型风力发电机组在建设过程中，必须要根据地区和发电量做好电力传 输上网工作，既需要复杂的电网接人控制系统，也需要配置相应的输 配电系统．对电网要求比较大．而且大型风力发电机组的发电除了需 要满足当地用电需要的同时．还要通过高压线路向全国供电，缓解国 家电网压力。另外，目前国家电网和地区电网存在一定矛盾，部分地区 的电能因为技术和其他原因尚未与国家电网并网．用电调度困难。小 型风力发电机不需要大型风力发电机的事前选址和大规模土地需要． 只需要一个发电机组即可．用电用户为单一用户或者单独需电物品． 不需要进行接人国家电网 而且．由于小型风力发电大多是出于个人 或者组织基于成本考虑．自愿程度较高．因此与其他组织和个人并不 产生矛盾。 ２．４小型风力发电机具有分布并网和离网优势 根据我国“十二五”规划要求．小型风力发电机的应用要根据我国 风力系统应用特点．以分散式接人我国用电机组．因此．小型风力发电 机以分布并网方式为主 分布并网方式具有以下几点优势：一是．可以 不通过兴建新型配电器而实现电网接人．降低了小型风力发电机的应 用成本．而且．一旦小型风力发电机出现故障，可以及时断开发电机组 与配电器的联系．而不对机器产生任何负面影响。二是．小型发电机的 分布并网方式主要是通过接人低压配电器满足当地用电需要．缓解当 地用电压力．因此不存在由于电量长途传播而造成的自然损耗．提高 了电力的使用效率。 目前．市面上还存在离网型小型发电机从字面理解．就可以知道 离网型小型发电机不需要进行并网．它主要应用于并网不方便以及电 网应用不便的地区。离网型小型发电机具有操作便利．成本低，设备结 构简单等特点．当离网型发电机发电量大于用电量时 多余的电力会 储存在发电机自带的蓄电池当中，等待需要时在释放出来。 发电机的工作时间。例如，某地的年平均风速为４ｍ／ｓ，使用最低额定 风速为３．５ｒｒｄｓ和最低额定风速为３ｒｒｄｓ的小型风力发电机的效果和发 ３小型风力发电机经济效益评价 电效率显然不同。二是，较低的风速区间决定了小型风力发电机是大 型风力发电机的有效补充。我国风能的分布并不均匀，在目前海上风 能发电技术尚不成熟、中原地区以及人口密集区域风度区间低．大型 风力发电机组应用的成本较高的背景下．大型风力发电机组的应用趋 于饱和．而小型风力发电机由于风速区间要求低．可以在人口密集的 低风速区域使用，因而具有更加广阔的应用．可以有效填充低风能市 场空白。 ２．２小型风力发电机对土地利用要求不高 ．大型风力发电机对土地利用的要求比较高 一是．大型风力发电 机组在兴建之前，必须要有专业人员进行土地选址．厂区规划等。二 是．大型风力发电机组要求土地区域面积要大．而且必须要远离人１３ 聚集区，年平均风度要大于６ｍ／ｓ 这两点决定了大型风力发电机只能 小型风力发电机是风能产业的有效补充，而且相对于大型风力发 电机．不仅可以实现低风速地区风能利用的目的．还具有一定的成本 优势 下文主要探讨一下小型风力发电机与光伏产业对比的优点以及 未来小型风力发电机在我国的发展前景 ３．１小型风力发电机比光伏产业更具优势 风能产业与光伏产业．从资源种类上分都是可以可持续利用的、 无污染的清洁能量：从产业角度，二者都是我国大力推广的发展产业， 倾向性明显。一是．光伏产业是我国十二五重点发展产业，产业规 模大，产值高。但是．我国光伏产业产品大多用于外销．国内应用的领 域和范围较小，而且．我国光伏产业的技术含量较低．大多为单一产品 生产．核心技术和应用技术条件不成熟。另外．由于最近国外对我国光 伏产业开展反倾销调查．我国光伏产业发展遇到困难 而我国小型风 应用于地少人多的大西北、内蒙以及广阔的沿海等地 而小型风力发 力发电自２００４年以来．应用的领域逐渐由农业向工业转变，积累了大 电机不同，小型风力发电机占地面积小，使用便利．可以应用在广阔的 量的理论基础和实践经验 二是，根据国内外相关资料对比．小型风力 低风速区域，无论是利用哪种风力发电方式．农民只需要有一台风力 发电机比光伏发电更具优势．首先，是发电成本：从投资角度分析．每 发电机组就可以实现风力发电，满足自己的用电需要 因此．风力发电 度电的生产．光伏发电要比小型风力发电机多投入２—５．５美元：从 被广阔应用于．用电量不大的工业设施当中，例如．部分城市利用小型 发电成本考虑，每一度点的生产光伏发电要比小型风（下转第２２页） 一作者简介：薛顶柱（１９８１～），男，吉林长春人，硕士，电子信息工程专业。 科技视界Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技・探索・争Ｉ乌 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 项目钠 引导作用，积极吸引民间资本、海外资本支持创新创业；积极探索发展 组织结构方面．改变条块分割，高校、科研机构与企业相脱离，研究开 科技担保和科技保险．组建地方性的科技担保公司．提高科技保险保 发、中试和成果的产业化隔离的状况．再次是加强产学研合作创新的 费补贴比。 中介服务体系建设 应通过示范增强企业、高校和科研机构对中 寻求科技与金融结合新路径，促进形成多元化、多层次、多渠道的 介咨询的了解和需求，并通过相关的措施促进企业、高校和科研机构 科技金融融资体系为民营科技企业服务。促进银企合作，引导银行围 使用中介服务。 绕民营科技企业开展科技创新活动．加大银行对民营科技企业的贷款 为解决产学研合作的资金缺口．应建立和完善产学研合作创新的 份额．拓宽企业直接融资渠道 风险投资机制 只有建立风险投资体系．才能解决科技成果转化阶段 ３．２培育创新人才、构造人才优势 企业、高校和科研机构筹资能力、国家财政支持、私人资金投入和银行 江苏应充分发挥的主导作用及市场在科技资源配置中的基 贷款之间不足。 础性作用．积极创造科技创新人才发展的有利环境 完善公共人才服 １）寻求多元化的投资主体，拓宽资金来源渠道。在多元化的投资 务体系的建设，重点建设科技创新公共基础设施、公共技术平台以及 主体中，逐步形成以为引导、企业为主体、银行为支撑、社会集资 科技人才数据库等 ’和引进外资为补充的多元参与的投资体系 要深入实施高层次创新创业人才引进计划和双千人才工程．进一 ２）加强风险投资的支持。可以通过税率优惠、税收减免、 步向民营科技企业倾斜．拓宽民营科技企业人才培养渠道：充分发挥 加速折旧等多种形式的优惠来激励风险投资机构的积极性。由于 市场机制在人才引进中的作用，实施民营企业人才国际化．战略重点 实行对风险投资的税收优惠不仅在很大程度上抵消了国家 引进国内外高层次人才．优化民营科技企业人才结构：建立健全民营 需要对风险投资机构征收双重税收或者高税收所带来的消极影响．而 科技企业人才引进．加大对引进人才投入力度、金融支持力度和 且增加了风险投资机构对未来的预期收益．可以吸引和激励更多不同 知识产权保护力度。健全激励机制，让人才获得与贡献相匹配的荣誉、 的投资资金主体进入风险投资．增大风险投资资本供给规模．促进风 地位和实惠：建立我省民营企业家后备队伍培训 自长效机制 全面了 险投资多元化发展从而推动和加快技术创新进程。同时借鉴美国、新 解我省民营科技企业人才信息和总体状况．及时更新紧缺人才需求目 加坡等国家与地区的关于税收优惠的相关规定 录，盘活民营科技企业现有人才资源．聚集优秀人才。 ３．４推进地区科技创新的平衡发展 ３＿３加强产学研合作．提升自主研发能力 关注江苏各地区的平衡发展．利用扶持苏北的一些民营企 培育具有核心技术的创新型企业是提升民营企业竞争力的重要 业．增加对苏北科技创新的支持、资金投人。缩小苏南苏北民营企 途径。核心技术自主研发是创新的重点。如：吉利主张掌握核心零部件 业的差距，通过倾斜，培养、吸引优秀人才进入苏北民营企业，推 技术，以形成自给自足的产业化能力。以自动变速箱为例．技术和市场 进苏北企业的科技创新。 几乎被美国、日本和欧洲厂商垄断，外方对整体设计、关键参数、相关 生产设备和零部件控制得极为严格。技术人员在６个月内自主研发出 【参考文献】 了自动变速器并进行了搭载试验，随后完成了包括制造工艺设计、生 ［１］曹颢，尤建新，卢锐，等．我国科技金融发展指数实证研究［Ｊ】ｌ中国管理科学， 产检验设备制造、产品定型、零部件布点在内的产业化工作．建成了年 ２０１１．１９． 产量３万台的生产线，实现了产品批量生产 吉利通过重点开发关键 ［２］房汉廷．关于科技金融理论实践与的思考［Ｊ］．中国科技论坛，２０１０（１１）． 零部件技术．突出了自主创新的核心力 ［３］林贵．金融市场建设与中小企业融资结构的理论分析叨．统计与决策，２００７ 加强产学研合作，要进一步转变职能，为促进科技成果快速 （２１）． 转化做好各项宏观方面的工作，如给企业、高校、科研机构应有的自主 ［４］吴浪，邵慧力，沈志强．科技创新需要人才支撑［Ｊ］．科技创新与品牌，２０１１（０４）． 权，制定和调整有利于科技成果转化的相关：通过相关措施．促进 ［５］谢慧明，曾庆梅，夏富生，王武．产学研合作教育与创新型人才培养初探咖．合 肥工业大学学报：社会科学版，２００６（０３）． 科技成果转化和企业技术创新的结合：逐步增加对科学研究及成果转 ［６］张俐俐，张文敏．国外高校与地方经济发展互动模式的启示与借鉴叨．高教探 化的投入，并通过投资和税收优惠以诱导、鼓励科技成果的转化． 索．２００５（０６）． 同时倡导官、产、学、研、中、金相结合，发挥各部门的协同作用 其次是 进一步改革科技。在运行机制方面，运用经济杠杆和市场调节．使 ［责任编辑：陈双芹］ 高校和科研机构具有自我发展的能力和自动为经济建设服务活力 在 （上接第８页）力发电０．２—０３美元。因此，小型风力发电机比光伏发电 小型风力发电机的应用前景非常广阔，在投资成本、生产成本、占 更具竞争力。 地面积、技术积累、国家以及市场需求方面都具有非常明显的优 ３．２小型风力发电机在我国的发展前景 势。因此，小型风力发电机厂要立足行业发展实际，抓住市场机遇，发 小型风力发电机在我国发展前景非常广阔。一是．从世界范围来 挥技术积累优势，结合国外发展先进经验。不断提高小型风力发电机 看，风能产业在世界范围内日益受到重视．小型风力发电机的应用规 模和实践更加广阔，技术条件日益成熟。二是，从我国风能分布实际来 技术优势，降低生产成本，提高市场份额。ｅ 看，我国风力资源分布不均．主要高速风力发电厂位于沿海以及大西 【参考文献】 北地广人稀的地区．而且由于技术．海上大规模应用大型法力发 ｆ１］俞红鹰－／ｊ、型风力发电机并网系统在欧洲应用的经验介绍［ｃｙｃｌｅ国农业机械 电机组的条件并不成熟，而我国内陆大型风力发电机应用的领域和规 工业协会风能设备分会中小型风能设备与应用２０１３年度论文集ｆ上）．２０１３． 模已经趋于饱和。而在我国更具广阔的低风速区．风能的利用率低．风 ［２］张东生，吴静ｌ，Ｊ、型风力发电机ＭＣＳ认证要求的研究Ⅲ．可再生能源，２０１３ 能产业发展程度水平还处于起步阶段．小型风力发电机的市场占有率 （０７）． 低，尚未得到大范围的普及，因此市场非常广阔。三是．从行业发展面 ［３］辛海升，田德，陈松利，孙云峰＿，Ｊ、型风力发电机噪声产生机理的分析ｆＪ］内蒙 临的背景看。当前，我国电力资源供需矛盾十分尖锐．部分地区的电量 古农业大学学报：自然科学版，２０１３（０１）． 超负荷运转，对当地的生产生活造成了一定损失。使用小型风力发电 ［４］刘军凤力发电机组控制策略优化与实验平台研究［Ｄ］．重庆大学，２０１１． 机技术可以有效缓解部分地区电力资源紧张状态．通过分布并网方 ［５］李俊．大型风电机组整机及关键部件仿真分析与优化设计研究『Ｄ１．重庆大 学．２０１１． 式，不仅可以满足当地用电需要，还可以通过调度方式．缓解国家电网 ［６］卢爽逭风力发电机组动力模型及循环变桨控制策略研究『Ｄ１．沈阳工业大 压力。另外在一些电力设备无法安装以及电力资源不丰富的边缘地 学．２０１２． 区，可以使用离网方式，满足当地人民对电力的需要。四是．从行业面 ［７］吴宏钢．风力发电机组振动检测及噪声评估研究［Ｄ］．重庆大学．２０１０． 临的宏观条件来看，小型发电机产业以及被纳入十－－３ｉ规划当中．国 ［８］陈杰．变速定桨风力发电系统控制技术研究ｆＤ１＿南京航空航天大学，２０１１． 家扶植产业发展，因此，小型风力发电发展宏观条件宽松．有利于 ［９］艾超．液压型风力发电机组转速控制和功率控制研究［Ｄ］燕山大学，２０１２． 产品的技术进一步升级以及成本的降低．进而实现小型风力发电机在 『１０１郭艳平．面向风力发电机组齿轮箱滚动轴承故障诊断的理论与方法研究 更广阔的地区内使用 ｆＤ１＿浙江大学．２０１２ ４总结语 ［责任编辑：王迎迎］ ２２ ｌ科技视界Ｓｅｉｅｎｅｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ Ｉ
