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小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)入門 歷史 在美國相當(dāng)長的時(shí)間里，風(fēng)能一直是一個(gè)重要的能量來源。機(jī)械風(fēng)車是兩個(gè) “ 高科技 ” 的發(fā)明之一（另一個(gè)是帶刺的鐵絲網(wǎng)），這促進(jìn)了我們的西部邊界在 18世紀(jì)后期的發(fā)展。自從 1860年，超過 800萬的機(jī)械風(fēng)車已安裝在美國，有些風(fēng)車已運(yùn)行了超過一百年。早在 1920年和 1930年，整個(gè)中西部地區(qū)一些農(nóng)家已經(jīng)使用 200音機(jī)和廚房用具等。 在 70年代末和 80年代初，風(fēng)能作為一種可以解決能源危機(jī)的辦法，再次受到關(guān)注。作為用戶和農(nóng)民的期待，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)以各種電力生產(chǎn)可再生能源的替代品，成為最符合成本效益的技術(shù)，其成本也在減小。在 1976收抵免和良好的聯(lián)合條例（ 使人們把 4500多 個(gè)小型、 1家庭里。另外 1000個(gè)風(fēng)力系統(tǒng)在同一時(shí)期也被安裝在各種遠(yuǎn)程應(yīng)用上。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)被安裝在所有的五十個(gè)州。然而，沒有一個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的國有大公司致力于長期的市場發(fā)展，因此，在 1985年年底，當(dāng)聯(lián)合政府稅收抵免過期，石油價(jià)格下降到 10美元每桶的兩個(gè)月后，大部分的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組行業(yè)再次消失了。有些公司認(rèn)為，這幸存的 “ 市場調(diào)節(jié) ” ，在生產(chǎn)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的今天，那些機(jī)器是最可靠的，其聲譽(yù)是最好的。 成本因素 在很多方面光伏技術(shù)是一個(gè)有吸引力的技術(shù)，但成本因素是考慮的問題之一。那些在家庭、事業(yè)、或遠(yuǎn)程設(shè)施 等方面有需要的用戶，功率超過 100能是一個(gè)有吸引力的替代方式。舉例來說，在 50瓦特規(guī)模水平，某小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的費(fèi)用約為 瓦特，相比約為光伏模塊 瓦特。這就是為什么對(duì)于很小的負(fù)載光伏技術(shù)的費(fèi)用較低的原因。不過，由于該系統(tǒng)規(guī)模較大，這個(gè) “ 經(jīng)驗(yàn) 規(guī)則 ” 推翻了自己。在 300瓦特風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本下跌至 瓦特時(shí)（ 瓦特在西南空氣風(fēng)能事件中） ，而光電成本仍然為 瓦特 。 1500瓦特風(fēng)力系統(tǒng)的成本下降到 瓦特，一個(gè) 10000瓦特的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本（不包括電子產(chǎn)品）下跌至 瓦特 。光伏和風(fēng)能在監(jiān)管和控制方面的成本，基本上是相同的。出人意料的是，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔的成本，相當(dāng)于光伏架子和追蹤系統(tǒng)的成本。因?yàn)橛写罅康倪B接，所以光伏系統(tǒng)的線路接線的成本通常較高。 對(duì)于連接到公用電網(wǎng)的用戶，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通常是最好的 “ 下一步 ” ，畢竟其保護(hù)和效率等方面已經(jīng)有所改善。一個(gè)典型的家庭每月消耗用電 800滿足家庭需求。在這種情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)已不再昂貴。 可靠性 在過去， 可靠性是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品的 “ 要害 ” 。在 70年代末，為了提高其可靠性，所以對(duì)小型發(fā)電機(jī)進(jìn)行了良好的設(shè)計(jì)。今天的產(chǎn)品，在先進(jìn)的技術(shù)上超過了早先的技術(shù)，可靠性也大致增加了。小型發(fā)電機(jī)，現(xiàn)在可運(yùn)作 5年或更長時(shí)間，甚至在環(huán)境惡劣的地方，也不需要維修或檢查，擔(dān)?？墒褂?5年。這個(gè)系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行成本與光伏系統(tǒng)是一樣的。 風(fēng)能 風(fēng)能是地球表面受熱不均勻所產(chǎn)生的太陽能的一種形式。最好的風(fēng)能資源在海岸沿線、山上、北部各州，但是在大多數(shù)地區(qū)都能發(fā)現(xiàn)這種可用的風(fēng)力資源。作為一個(gè)動(dòng)力源 ， 風(fēng)能比太陽能較難預(yù)測 ， 但通常它在一天 內(nèi)能供應(yīng)更多的時(shí)間。風(fēng)能資源因?yàn)槭艿匦渭捌渌蛩氐挠绊?，使它比太陽能更方便獲得。例如，在丘陵地形 ， 你和你的鄰居 ， 有可能接收到完全相同的太陽能資源。但因?yàn)槟憔幼≡诤芎玫奈恢蒙希且粋€(gè)能更好的接觸到當(dāng)時(shí)風(fēng)向的地方 ， 你就能比你的鄰居接收到更好的風(fēng)能資源 ， 反過來說 ， 如果你的位置是溝壑或背風(fēng)面的山 ， 你的風(fēng)能資源利用就 要大大降低。在這種情況下 ， 與太陽能相比，應(yīng)該更周密的考慮風(fēng)能。 風(fēng)能是遵循季節(jié)性模式的 ， 在冬季的月份很高而在夏季的幾個(gè)月卻很低。這和太陽能剛剛相反?；谶@個(gè)原因 ， 在混合動(dòng)力系統(tǒng)中風(fēng)能和太陽能系統(tǒng)協(xié)同工作 。這些混合的系統(tǒng)為小型風(fēng)能制造商們提供了一個(gè)更細(xì)分的市場 —— 光伏系統(tǒng) ， 以擴(kuò)展他們的風(fēng)能系統(tǒng)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)是水平軸螺旋槳式系統(tǒng)。垂直軸系統(tǒng) ， 如 S 已被證明是很昂貴的。橫向軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般包括一個(gè)螺旋槳 ， 一臺(tái)發(fā)電機(jī) ，一個(gè) 主機(jī)和一個(gè)尾舵。螺旋槳將獲取的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ， 以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。螺旋槳通常由兩個(gè)或三個(gè)葉片組成。由 三個(gè)葉片組成的系統(tǒng)比兩個(gè)葉片的更有效率 ， 運(yùn)行更平穩(wěn) ， 但他們需要的成本更多。葉片通常是由木料或玻璃纖維制成 ， 因?yàn)檫@些材料中有它需要的結(jié)合強(qiáng)度和柔韌性 （ 他們 不干擾電視信號(hào) ） 。 發(fā)電機(jī)通常是為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組專門設(shè)計(jì)的。永磁交流發(fā)電機(jī)因?yàn)樗麄儫o需實(shí)地繞組而廣受歡迎。低速直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī) 的 一個(gè)重要特征是系統(tǒng)使用了一般尚未可靠的變速箱或帶。 主 機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重要結(jié)構(gòu)之一 ， 它包括 用來 連接旋轉(zhuǎn) （ 通過這點(diǎn) ， 可以改變風(fēng)向 ） 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和固定接線線路的 “ 滑環(huán) ” 。尾部排列的轉(zhuǎn)子可以是防護(hù)超速的一部分。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)是很困難的 ， 而且許多早期的系統(tǒng)也不是很可靠。光伏模塊是很可靠的 ， 因?yàn)橥ǔＫ鼪]有任何運(yùn)動(dòng)部件 ，在以后 光伏組件將越來越可靠。 在 一方面 ， 一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須有運(yùn)動(dòng)部件 和可靠性 ， 一個(gè)機(jī)器的特性是由工程和設(shè)計(jì)的技術(shù)層次決定的。 在另一方面， 從一個(gè)系統(tǒng)到另外一個(gè)系統(tǒng)，在可靠性 、 耐用性 和 期望壽命等方面上存在很大差異 ， 這給經(jīng)常工作在太陽能組件的經(jīng)銷商和顧客上了一課。 塔架 一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須能夠高效率地運(yùn)行。湍流是最接近地面的。此外 ， 風(fēng)速隨高度的增加而增加。經(jīng)驗(yàn)之談 ， 你應(yīng)該根據(jù)每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝一個(gè)適合的塔架。為了讓風(fēng)輪在地面上較高的風(fēng)速帶中運(yùn)行，需要用塔架把風(fēng)輪支撐起來。舉例來說 ， 1 250瓦特發(fā)電機(jī)往往是被安裝在一個(gè) 30 而 10千瓦發(fā)電機(jī) 通常會(huì)需要一個(gè) 80們不推薦在人們居住的小型建筑上安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī) ， 因?yàn)橥牧?、 噪音和振動(dòng)是一直存在的問題。 最便宜的塔架是拉線塔 ， 例如那些常用于無線電的天線。規(guī)模較小的拉線塔往往建造成管狀。自支撐塔架 一般建成 格子狀或管狀 ， 占用更少的空間 ， 更具有吸引力 ， 但它們也更昂貴。塔架所用材料一般是木桿或鐵管，也可以采用鋼材做成的桁架結(jié)構(gòu)。電話線的連接桿結(jié)構(gòu) 也 可用于規(guī)模較小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。塔架 ， 尤其是拉線塔 ， 可鉸接適當(dāng)?shù)难b備上 ， 用絞車或車輛讓他們傾斜向上或向下。 所有地面的工作都要做 。一些塔架和發(fā)電機(jī)可以由 買方很容易地設(shè)置 ， 而有些則是最好交由受過訓(xùn)練的專業(yè)人員做。 不論選擇什么樣的塔架，目的是使風(fēng)輪獲得較大風(fēng)速，同時(shí)還必須考慮成本。 塔架通常是有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造商所提供的，以確保適當(dāng)?shù)倪m應(yīng)性。 遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備 作為遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備， 系統(tǒng)平衡設(shè)備被小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所使用著。大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要對(duì)電池充電儲(chǔ)存方面進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 以防止充電過度而造成不必要的損失。目前采用最多的儲(chǔ)能方法是利用蓄電池把電能儲(chǔ)存起來。該調(diào)節(jié)器是專門為特定發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的。光伏調(diào)節(jié)器一般不適合小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用 ， 因?yàn)樵O(shè)計(jì)他們不是來處理和發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的 電壓和電流的變化 的 。調(diào)節(jié)器的生產(chǎn)通常與直流源中心有關(guān)系 ， 它也可以作為其它 直流 源 、 負(fù)載及電池的連接點(diǎn)。光伏系統(tǒng)和風(fēng)能系統(tǒng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)通過把單獨(dú)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)連接到直流源中心 ， 但沒有特別的管制措施。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一般經(jīng)驗(yàn)規(guī)則是蓄電池至少應(yīng)為最高可再生能源的充電電流的 6倍，包括任何光伏要素。 做你自己的公司 在 1978年 ， 例 通過 ， 允許你為你的房子或工作連接一個(gè)合適的可再生能源供電的發(fā)電機(jī) ， 以減少你對(duì)公用供電的消費(fèi)。法律同意規(guī)定購買任何額外的電力 ， 在價(jià)格上 （ 避免成本 ） 通常低于電力的零售成本。在 約一半的國家有 “ 凈能量計(jì)費(fèi)選項(xiàng) ” ， 小系統(tǒng)是允許運(yùn)行反向計(jì)量的 ，所以 過剩的產(chǎn)量使他們得到足夠的零售費(fèi)率。由于為保持特殊的手工處理客戶帳戶 和 凈能源帳單 ， 過高的間接費(fèi)用其實(shí)是沒必要的。這些系統(tǒng)不使用電池。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的蓄電是由整流換向逆變器和感應(yīng)發(fā)電機(jī)相互協(xié)調(diào)的。 然后其 電能連接到家庭的機(jī)器面板上的專用斷路器上 ， 就像一個(gè)大型家電。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組沒有運(yùn)行 ， 或者它不夠提供這個(gè)屋子所需要的電力時(shí) ， 需要的電力由蓄電池提供。同樣 ， 如果發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能超過了房子的電能消耗 ， 多余的電能就會(huì)即刻 存到相應(yīng)的地方 。實(shí)際上 ， 作為一個(gè)非常 大的電池儲(chǔ)備裝置 ， 蓄電池作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一個(gè)負(fù)面的負(fù)荷。經(jīng)過 200000000小時(shí)的相互運(yùn)作 ， 我們現(xiàn)在知道小互聯(lián)風(fēng)力發(fā)電機(jī)是安全可靠 ， 也不會(huì)干預(yù)用戶的任何設(shè)備 ，其 成功地運(yùn)作也不需要任何特別的安全設(shè)備。 在 20世紀(jì) 80年代初，到稅收抵免的時(shí)候全國各地?cái)?shù)以百計(jì)的用戶安裝了 4 現(xiàn)在每月電費(fèi)為 8， 而他們的鄰居電費(fèi)的范圍在 100不等。當(dāng)然這個(gè)問題是這些稅收抵免早已遠(yuǎn)去的時(shí)候 ， 大部分房主并沒有覺得一個(gè)合適的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本是昂貴的。舉例來說 ， 10千瓦的發(fā)電機(jī) （ 對(duì)家庭用 戶來說最常見的配置 ） ， 通常的安裝費(fèi)用為28000對(duì)于那些支付 12美分 /千瓦小時(shí)或更多 ， 平均風(fēng)速每小時(shí) 10英里或風(fēng)速更高的地區(qū) （ 能源部 2級(jí) ） ， 且有較大的土地使用權(quán) （ 發(fā)電機(jī)大 ）的用戶來說， 一個(gè)家用發(fā)電機(jī)肯定是值得考慮的。投資回收期一般是 8 有些風(fēng)力發(fā)電機(jī)是過去 30年或更早時(shí)間設(shè)計(jì)的 ，所以投入的資金可以收回 。 效果 一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定功率不是比較一個(gè)產(chǎn)品和下一個(gè)產(chǎn)品的好的因素。這是因?yàn)橹圃焐炭梢愿鶕?jù)風(fēng)速來自由選擇發(fā)電機(jī)的額定速度。如果額定風(fēng)速不一樣 ， 那么兩個(gè)產(chǎn)品相比較是有誤導(dǎo)之 嫌的。幸運(yùn)的是 ， 美國風(fēng)能協(xié)會(huì)已經(jīng)通過了一個(gè)評(píng)價(jià)能源生產(chǎn)性能的標(biāo)準(zhǔn)方法。 遵循 資料。每年能源輸出 的數(shù)據(jù)就像環(huán)保局為你的車估計(jì)氣體英里數(shù)一樣 ， 他們讓你公平的比較產(chǎn)品 ， 但他們不告訴你 實(shí)際你要做些什么（ “ 你們的表現(xiàn)可能有所不同 ” ） 。 能源部門已 為美國編制了風(fēng)力資源地圖。這些地圖顯示的 資源更好。 這種情況 可能是因?yàn)榈匦蔚挠绊?。能源部的地圖顯示開放式的地形相當(dāng)不錯(cuò) ， 但在丘陵或山區(qū) ， 他們必須謹(jǐn)慎使用 。風(fēng)力資源是指一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速傳感器的高度為 33英尺 （ 10米 ） ， 因此你在使用制造商所提供的 必須通過平均風(fēng)速校準(zhǔn)風(fēng)塔的高度。風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商通常可以在幾乎任何地點(diǎn)為他們的發(fā)電機(jī)提供電腦輔助的效果預(yù)測。 作為一個(gè)風(fēng)能經(jīng)驗(yàn)法則 ， 當(dāng)遠(yuǎn)程應(yīng)用超過每小時(shí) 8英里 （ 大部分 ， 但不是全部 ， 第 1級(jí) 和所有其他級(jí) ） 和每小時(shí) 10英里 （ 第 2級(jí)或更高 ）時(shí) 應(yīng)考慮你的平均風(fēng)速。如果你住在一個(gè)不是多丘陵的地區(qū) ， 在你的位置上能源部風(fēng)能資源地圖可以清楚地準(zhǔn)確地計(jì)算出預(yù)期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效果。 在 復(fù)雜地形時(shí) ， 該位置上的判斷也必須用這種效 果預(yù)測來調(diào)整平均風(fēng)速。在大多數(shù)情況下 ，安裝一個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是沒有必要記錄監(jiān)測到的同一風(fēng)速的。但在某些情況下 ， 它是值得花費(fèi) 300等待一年來做一個(gè)風(fēng)力調(diào)查的。制造商和設(shè)備商能夠幫助你理清這些問題。 如何使用風(fēng)力發(fā)電機(jī) 安裝一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)比安裝太陽能電池板復(fù)雜，但他們?nèi)匀皇悄愕哪茉刺娲w系中相對(duì)容易弄的。發(fā)電機(jī)需要安裝在一個(gè)風(fēng)的流量不受阻礙的領(lǐng)域（附近的建筑物，樹木等）。 一些小型發(fā)電機(jī)可以安裝在你的房子的頂樓，但發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)可能被轉(zhuǎn)移至建設(shè)的框架。安裝在屋頂?shù)陌l(fā)電機(jī)經(jīng)常與橡膠減振裝 置配合使用，以減少振動(dòng)這方面的問題。但是作為一般規(guī)則，在更高的空中你可以讓你的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組更有效地發(fā)揮，所以拉線塔是推薦的安裝系統(tǒng)。各種各樣的塔的高度和風(fēng)格使得您會(huì)找到一個(gè)安裝套件，以滿足您的需要。 當(dāng)安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)和線路時(shí)，了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板這兩個(gè)的根本性分歧是很重要的： 整流器： 太陽能電池板能產(chǎn)生電力所需的直流電（ 并能在沒有造成損害的情況下直接連接到電池存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)不能產(chǎn)生直流電，所以有被稱為 “ 整流器 ” 的裝置來把發(fā)電機(jī)的輸出電流轉(zhuǎn)換成直流。 一些發(fā)電機(jī)有一種整 流內(nèi)置設(shè)計(jì)，盡管在大多數(shù)情況下，被供應(yīng)的整流器是作為一個(gè)獨(dú)立的組成部分，但它必須安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池之間。整流器是一個(gè)完整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制單元。 負(fù)載轉(zhuǎn)移： 太陽能電池板是 “ 被動(dòng)式 ” 的電力生產(chǎn)者。即使太陽照著，他們也只有當(dāng)需要由電池充電時(shí)才產(chǎn)生電力。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是 “ 積極 ” 的電力生產(chǎn)者。只要有風(fēng)，不管電池是否需要充電他們都會(huì)產(chǎn)生電流。為了避免破壞風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，所有的電力生產(chǎn)必須要用某種方式來解決這個(gè)問題。 當(dāng)電池系統(tǒng)需要充電時(shí)，他們提供電力負(fù)載來使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電。如果電池完全充電后，發(fā)電機(jī)的產(chǎn)生的電量 必須要 “ 轉(zhuǎn)移 ” 到另一種電力負(fù)載。 負(fù)載分流充電控制器調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出，所以當(dāng)他們需要時(shí)你的電池將充電，當(dāng)這些電池完全充電后，任何由風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的多余電力都會(huì)被轉(zhuǎn)移到候補(bǔ)的負(fù)載中。 一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)有充電控制功能，用來轉(zhuǎn)移多余的電流。不過大多數(shù)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的充電控制器是一個(gè)外部設(shè)備。 he an of in a of of 800's us to of in S 860's of in a in 920's 930's, EA 0000 to In 970's 980's on as a to As to as of it ,500 1to be at 976,000 in in of by to so in 985, 10 a of is an in is of be an or to 00of or V's, at of At 0 a to a PV is PV is As 00 $in of 03), V a 1,500 is 0,000 of a is of is V of is as of V of is V of of to A 0000 of a 4kW V is to At n of in 970's a s or at or of of is to of is a of by of s on in be in As a is it is in a by it In to a is on of or it a to if is in a or on of be In be in in is of in a of as to be A of a a a a of it to of or A be a a or of t . is A is an or is 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