摘　要：風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風能為2×10^7MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。文章發表在《科技與企業》上，是綜合論文投稿發表范文，供同行參考。

　　關鍵詞：小型風力機;風光互補發電;漁民發電

　　引　言

　　風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數秒鐘內就發出了一千萬馬力(即750萬千瓦;一馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。

　　洪湖市濱湖辦事處船頭嘴村(包括洪湖八一水上希望小學)和螺山鎮新捕撈村的漁民，長年生活在水泥船上，以船為家。兩村共有漁戶533戶，總人口1606人。他們遠離湖岸，遠離常規電網，受地理條件限制，漁民至今未能用上常規電源，只能用煤油蠟燭照明。項目實施前，兩村只有92戶漁民采用小型風力發電機供電，僅占總戶數的17.26%， 遠遠不能滿足漁民的生活和生產用電的需求。根據專家調查分析，洪湖湖區有較豐富的風力資源和太陽能資源，適合小型風力發電機和小型太陽能光電系統的應用。示范項目的建設目標，就是要開發和利用湖區較為豐富的風力資源、 太陽能資源，推廣應用小型風力發電系統和風光互補發電系統發電;探索有效的技術和管理模式，解決湖上漁民和水上小學用電難的問題;加強與外界通信聯系，改善教育條件，進一步提高廣大漁民的生活水平，建設新型的湖區漁民生活用能模式。

　　洪湖水域面積460km2，風力資源充足，中荷項目的實施初步證實可利用風力發電來解決漁民用電難的問題。采用三種技術模式，中荷項目在洪湖示范點成功地安裝了小型風力發電機組312臺(套)，其中風光互補系統32臺(套)。項目實施后，漁民不僅能用電照明，還能看上電視，有些示范戶還添置了洗衣機、電冰箱等高檔家用電器，極大地提高了漁民生活水平和生活質量，豐富了精神文化內容。洪湖示范點建設也為內陸湖區風資源的開發利用探索出了有益的經驗。

　　洪湖市示范點工程建設項目的實施，使兩個項目村的有電戶從17.26%提高到58.5%。現在兩個村已有312戶漁民安裝了小型風力發電系統(其中32戶為風光互補發電系統)，由于有了較充足的電力照明，漁民的業余文化生活變得豐富多彩，社會更加和諧。項目實施后，洪湖八一水上學校的照明終于得到了解決，師生的教學、生活條件都有了很大改善。該項目良好的能源、環境和社會效益日益顯現出來，也產生了一定的經濟效益。對項目戶、示范村致富奔小康和全面、協調、持續發展具有顯著的推動作用，對周邊地區產生了長期而深遠的影響，也為洪湖旅游觀光增添了一道靚麗的風景線。

　　風力資源與設備安裝

　　洪湖的風力資源

　　洪湖市農村能源辦公室于2004年7月5日至9月30日，對洪湖市湖區的風力資源進行了設點初測。初測的結果為：實測79天，1.0m/s以上的有風小時數為1407小時。合計風速為5575.6m/s，月平均風速為4.1m/s，最大風速17.1m/s， 極大風速23.5m/s;3～25m/s有效風速小時數為951小時，占實測小時數的67.5%。5～25m/s有效風速小時數為505小時，占實測小時數的35.8%。推算年發電有效小時數為5832小時，風能密度為250～300W/m2。

　　2005年3月4日至2006年6月4日，測風點改設在船頭嘴村水上漁寨船上，正式系統測風15個月，實測了10980小時，從測風數據可以看出，2005年的3、4、5、7、8、9月，2006年的1、3月平均風速在4m/s以上;2005年6月、10月和2006年的2月風速要小一些，月平均風速在4m/s以下。2005年3月至2006年2月全年的平均風速是4.1825m/s。最大風速為20.5m/s，主導風向為東南風和南風，風能密度為250～300W/m2，3～25m/s有效風能利用小時數超過6000小時/年。上述風力資源為小型風力機在洪湖湖區的應用提供了足夠的自然條件。

　　小型風力機在湖區的安裝

　　小型風力機在陸地上的應用已經非常成功，全國已經累計安裝了25萬臺。但小型風力機在湖區應用所遇到的主要問題是如何安裝，在陸地上做地基比較方便，在船上是不行的。在船上只能因地制宜，采用創新的安裝方法。在項目實行中我們采用了利用船體主柱和棚梁為固定體，附以三角斜支撐的安裝方式解決了小型風力機在船上的安裝問題(具體結構見下圖)。

　　應用模式

　　基礎戶：300瓦小型風力發電機系統

　　該模式采用300W風力發電系統。該系統是由1臺300W的風力發電機組，2塊200Ah的蓄電池和1臺300W控制/逆變器(含泄荷器)組成的戶用風力發電系統。可解決漁民照明、看彩電、VCD、座機(高頻)充電和手機充電等生活用電。

　　300W風力發電機組主要性能技術參數制造廠家廣州紅鷹新能源科技公司型 號FD2.46-300/7額定功率(W)3008m/s時的輸出功率(W)300額定風速(m/s)8風輪直徑(m)2.46葉片材料鋁合金葉片數(只)3調速方式失速工作風速范圍(m/s)3~25切入風速(m/s)3輸出額定電壓(V)DC24最大功率(W)≥500發電機型式交流永磁三相發電機額定轉速(r/min)400風能利用系數≥0.42發電機效率≥0.76噪音(dB)≤68塔架上部質量(kg)80塔高(風輪中心到水面的距離)(m)8塔桿直徑(cm)6.35(21/2英寸)

　　(1)系統在湖區新農村建設中的作用、地位和效果

　　該模式基本上屬于成熟技術的推廣應用，系統故障較少， 逆變器損壞率僅為6%。目前，項目戶安裝的風力機都在運行發電，80%以上用戶的風力機使用正常，對項目感到滿意。總的評價還是比以前安裝的其它風力機性能好，　　(2)系統應用前后的對比情況

　　該系統應用前，洪湖湖區還沒有應用過任何風光互補發電系統或太陽能光電板發電系統。該系統的應用在洪湖湖區是一個新生事物，影響力非常大。它使漁民開闊了眼界，看到可再生能源綜合利用的成功范例，也看到了湖區未來能源的多樣化和多彩生活的美好前景。該系統應用后，使電冰箱、洗衣機等家用電器進入湖區成為現實，這在以前是不可想象的。其它變化與基礎型用戶基本相同。

　　公益學校：3000瓦風光互補發電系統

　　該系統由1臺荷蘭5kW風力發電機組、1000Wp國產太陽電池組件，20只200Ah、12V蓄電池組成的蓄電池組和1臺5kW控制/逆變器組成(性能參數見表3)。

　　表3　荷蘭5000W風力發電機組主要性能技術參數制造廠家荷蘭Fortis風能公司型　號Fortis Montana(5000)額定功率(W)50008m/s時的輸出功率(W)2000額定風速(m/s)14風輪直徑(m)5葉片材料環氧 (樹脂) 強化玻璃鋼葉片數(只)3調速方式風輪側偏工作風速范圍(m/s)3~25切入風速(m/s)3輸出額定電壓(V)DC120最大功率(W)≥5000發電機型式交流永磁三相發電機額定轉速(r/min)風能利用系數0.42發電機效率≥0.82噪音(dB)≤68塔架上部質量(kg)200塔高(風輪中心到水面的距離)(m)12塔桿直徑(cm)10.16(4英寸)

　　1000W太陽能光電池是由20塊53 W的光電板按10個串聯一組，然后兩組并聯起來，接入控制器接口。53W太陽能電池組件的性能參數如表4所示。

　　(1)系統在湖區新農村建設中的作用、地位和效果

　　利用該系統， 洪湖八一水上希望學校的師生可使用彩電、 VCD、冰箱、醫用冰柜、洗衣機、飲水機、小型水泵、太陽能熱水器供水系統、電飯鍋等;可進行遠程教育;可實現供電自動化管理。

　　(2)系統應用前后的情況對比

　　項目實施后大大改善了該校師生的學習條件和生活條件， 充分滿足了其用電需求。對提高該校的教學水平和教學質量均有較大的幫助和促進作用，特別是遠程和電化教學設備的配置，溝通了水上小學和外界的聯系，有益于學生素質和教學質量的提高。逐步縮小湖面與岸上小學之間差距。

　　4　結　論

　　示范點項目實施后，比較充分地開發和利用了湖區較為豐富的風力資源， 初步開發利用了太陽能資源，推廣應用了小型風力發電系統和風光互補發電系統的發電技術。形成了有效的技術和管理模式，解決了湖上兩個村52%漁民和洪湖八一水上小學用電難的問題。加強了學校與外界的通信聯系，改善了教學條件，進一步提高了廣大漁民的生活水平，創建了建設新型湖區漁民生活的用能模式。

　　三種技術模式的應用，解決了湖上漁民的照明用電問題，極大地改善了漁民的生活;有了電，漁民可以看電視、VCD，使用“風光”互補發電系統的漁民家庭還可以用上冰箱、洗衣機，大大提高了他們的文化生活水平，促進了精神文明建設; 有了電，漁民可以用來給手機、座機充電，大大方便了他們與外界溝通與交流，有利于取得更多的信息; 有了電，洪湖八一水上希望小學孩子們的學習條件得到極大的改善，他們和城里的孩子一樣也能看電視、操作電腦，進行電化教學，教學質量不斷提高，大大縮小了湖區與岸上學校之間的差距。

　　該項目建設給洪湖湖區的新農村建設注入了活力，起到了引導和示范作用。采用小型風力發電機和風光互補系統的確是解決湖區漁民用電問題的一個切實可行的有效途徑。在該項目的帶動下，今后將有更多的小型風力發電系統和小型風光互補發電系統進入湖區漁民家庭，形成具有湖區特色的社會主義新農村建設模式。

　　綜合論文投稿須知：《科技與企業》雜志創刊于1992年7月29日，郵發代號2-282。該雜志是由中國科協主管、中國科普作協主辦的全國性科技、經濟、管理類綜合期刊(國內統一刊號CN11-3096/N、國際標準刊號ISSN1004-9207)，被中國期刊協會指定為全國百家期刊閱覽室贈送讀物，是中國民航指定機上讀物，國內外公開發行，極具社會影響力和市場價值度。