风能。方案、说明

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风力发电厂（WPP）现已达到商业成熟水平，在风速有利的地区，可以与传统能源竞争。在所有将风能转化为机械功的各种装置中，绝大多数情况下都使用水平轴安装在风向的叶片机。具有垂直轴的设备的使用频率要低得多。

单位时间内风流通过1平方米面积所传递的动能（流的比功率）与风速的三次方成正比。因此，仅在年平均风速较高的地方才建议安装风力发电机。

放置在自由气流中的风轮理论上最多可以将穿过风轮扫过的横截面积的气流的功率转换为其轴上的功率 16/27 = 0,59（贝茨准则）。该系数可称为理想风轮的理论效率。实际上，最好的风轮效率较低，达到约 0,45。这意味着，例如，叶片长度为10 m的风轮在风速为10 m/s时最多可具有85 kW的轴功率。

当今并网最广泛的设施是单位功率为 100 至 500 kW 的风力发电厂 (WPP)。如今，500 kW 风力涡轮机的具体成本约为 1200 美元/kW，并且有下降趋势。

与此同时，单位功率显着提高的风力涡轮机正在被制造出来。 1978年，第一台设计功率为2兆瓦的实验兆瓦级风力发电机在美国诞生。此后的 1979 年至 1982 年。在美国，建造并测试了 5 台单机容量为 2,5 MW 的风力涡轮机。当时最大的风力发电机（Grovian）容量为3兆瓦，于1984年在德国建造，但不幸的是，它只工作了几百小时。瑞典稍后建造的风力涡轮机 WTS-3 和 WTS-4 容量分别为 5 MW 和 4 MW，分别安装在瑞典和美国，并运行了前 20 小时和后 10 小时。

加拿大正在致力于制造具有垂直轴（Darieu 转子）的大型风力涡轮机。一个容量为 4 MW 的此类装置自 1987 年以来一直在进行测试。总计 1987 年至 1993 年。全球已建造约25兆瓦级风力涡轮机。

大型风力发电机组的设计风速通常取11-15m/s水平。一般来说，设备的功率越大，其设计的风速就越高。然而，由于风速的变化，大多数时候风力涡轮机产生的功率较少。据认为，如果给定地点的年平均风速至少为5-7 m/s，并且每年产生额定功率的等效小时数至少为2000小时，那么这样的地点是有利的用于安装大型风力涡轮机甚至风电场。

千瓦级自主装置旨在向相对较小的消费者提供能源，也可用于年平均风速较低的地区。

如今，在一些工业化国家，风力涡轮机的装机容量已达到可观的数值。例如，在美国，已安装了超过1,5万千瓦的风力涡轮机；在丹麦，风力涡轮机产生的能源约占该国消耗能源的3%；瑞典、荷兰、英国和德国风力发电机装机容量较大。

随着风力涡轮机设备的改进和发电量的增加，风力涡轮机的成本以及其产生的能量的成本下降。如果 1981 年风力涡轮机发电成本约为每千瓦时 30 美分，那么今天则为 6-8 美分。考虑到仅在1995年，美国就有四个总容量约为200兆瓦的大型风电场正在进行工作，美国能源部计划将风电成本降低至2,5美分/( kWh）确实如此。

在发展中国家，对风力涡轮机的兴趣主要与可在远离集中供电系统的村庄使用的自主低功率装置有关。此类装置已经与使用进口燃料的柴油发动机竞争。然而，在某些情况下，风速的变化使得必须安装与风力涡轮机并联的电池，或者使用化石燃料装置进行支持。自然，这增加了安装及其运行的成本，因此此类装置的分布仍然很小。

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