基于型垂直轴风力机的风力致热装置设计00未收录未收录未收录

1. 新型垂直轴风力发电机的国家相关政策

国家能源局于2013年11月18日发布《分布式发电项目管理暂行办法》
第一章 总 则
第一条 为规范分布式光伏发电项目建设管理，推进分布式光伏发电应用，根据《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国行政许可法》，以及《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，制定本办法。
第二条 分布式光伏发电是指在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
第三条 鼓励各类电力用户、投资企业、专业化合同能源服务公司、个人等作为项目单位，投资建设和经营分布式光伏发电项目。
第四条 国务院能源主管部门负责全国分布式光伏发电规划指导和监督管理；地方能源主管部门在国务院能源主管部门指导下，负责本地区分布式光伏发电规划、建设的监督管理；国家能源局派出机构负责对本地区分布式光伏发电规划和政策执行、并网运行、市场公平及运行安全进行监管。
第五条 分布式光伏发电实行“自发自用、余电上网、就近消纳、电网调节”的运营模式。电网企业采用先进技术优化电网运行管理，为分布式光伏发电运行提供系统支撑，保障电力用户安全用电。鼓励项目投资经营主体与同一供电区内的电力用户在电网企业配合下以多种方式实现分布式光伏发电就近消纳。
第二章 规模管理
第六条 国务院能源主管部门依据全国太阳能发电相关规划、各地区分布式光伏发电发展需求和建设条件，对需要国家资金补贴的项目实行总量平衡和年度指导规模管理。不需要国家资金补贴的项目不纳入年度指导规模管理范围。
第七条 省级能源主管部门根据本地区分布式光伏发电发展情况，提出下一年度需要国家资金补贴的项目规模申请。国务院能源主管部门结合各地项目资源、实际应用以及可再生能源电价附加征收情况，统筹协调平衡后，下达各地区年度指导规模，在年度中期可视各地区实施情况进行微调。
第八条 国务院能源主管部门下达的分布式光伏发电年度指导规模，在该年度内未使用的规模指标自动失效。当年规模指标与实际需求差距较大的，地方能源主管部门可适时提出调整申请。
第九条 鼓励各级地方政府通过市场竞争方式降低分布式光伏发电的补贴标准。优先支持申请低于国家补贴标准的分布式光伏发电项目建设。
第三章 项目备案
第十条 省级及以下能源主管部门依据国务院投资项目管理规定和国务院能源主管部门下达的本地区分布式光伏发电的年度指导规模指标，对分布式光伏发电项目实行备案管理。具体备案办法由省级人民政府制定。
第十一条 项目备案工作应根据分布式光伏发电项目特点尽可能简化程序，免除发电业务许可、规划选址、土地预审、水土保持、环境影响评价、节能评估及社会风险评估等支持性文件。
第十二条 对个人利用自有住宅及在住宅区域内建设的分布式光伏发电项目，由当地电网企业直接登记并集中向当地能源主管部门备案。不需要国家资金补贴的项目由省级能源主管部门自行管理。
第十三条 各级管理部门和项目单位不得自行变更项目备案文件的主要事项，包括投资主体、建设地点、项目规模、运营模式等。确需变更时，由备案部门按程序办理。
第十四条 在年度指导规模指标范围内的分布式光伏发电项目，自备案之日起两年内未建成投产的，在年度指导规模中取消，并同时取消享受国家资金补贴的资格。
第十五条 鼓励地市级或县级政府结合当地实际，建立与电网接入申请、并网调试和验收、电费结算和补贴发放等相结合的分布式光伏发电项目备案、竣工验收等一站式服务体系，简化办理流程，提高管理效率。
第四章 建设条件
第十六条 分布式光伏发电项目所依托的建筑物及设施应具有合法性，项目单位与项目所依托的建筑物、场地及设施所有人非同一主体时，项目单位应与所有人签订建筑物、场地及设施的使用或租用协议，视经营方式与电力用户签订合同能源服务协议。
第十七条 分布式光伏发电项目的设计和安装应符合有关管理规定、设备标准、建筑工程规范和安全规范等要求。承担项目设计、咨询、安装和监理的单位，应具有国家规定的相应资质。
第十八条 分布式光伏发电项目采用的光伏电池组件、逆变器等设备应通过符合国家规定的认证认可机构的检测认证，符合相关接入电网的技术要求。
第五章 电网接入和运行
第十九条 电网企业收到项目单位并网接入申请后，应在20个工作日内出具并网接入意见，对于集中多点接入的分布式光伏发电项目可延长到30个工作日。
第二十条 以35千伏及以下电压等级接入电网的分布式光伏发电项目，由地市级或县级电网企业按照简化程序办理相关并网手续，并提供并网咨询、电能表安装、并网调试及验收等服务。
第二十一条 以35千伏以上电压等级接入电网且所发电力在并网点范围内使用的分布式光伏发电项目，电网企业应根据其接入方式、电量使用范围，本着简便和及时高效的原则做好并网管理，提供相关服务。
第二十二条 接入公共电网的分布式光伏发电项目，接入系统工程以及因接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。接入用户侧的分布式光伏发电项目，用户侧的配套工程由项目单位投资建设。因项目接入电网引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。
第二十三条 电网企业应采用先进运行控制技术，提高配电网智能化水平，为接纳分布式光伏发电创造条件。在分布式光伏发电安装规模较大、占电网负荷比重较高的供电区，电网企业应根据发展需要建设分布式光伏发电并网运行监测、功率预测和优化运行相结合的综合技术体系，实现分布式光伏发电高效利用和系统安全运行。
第六章 计量与结算
第二十四条 分布式光伏发电项目本体工程建成后，向电网企业提出并网调试和验收申请。电网企业指导和配合项目单位开展并网运行调试和验收。电网企业应根据国家有关标准制定分布式光伏发电电网接入和并网运行验收办法。
第二十五条 电网企业负责对分布式光伏发电项目的全部发电量、上网电量分别计量，免费提供并安装电能计量表，不向项目单位收取系统备用容量费。电网企业在有关并网接入和运行等所有环节提供的服务均不向项目单位收取费用。
第二十六条 享受电量补贴政策的分布式光伏发电项目，由电网企业负责向项目单位按月转付国家补贴资金，按月结算余电上网电量电费。
第二十七条 在经济开发区等相对独立的供电区统一组织建设的分布式光伏发电项目，余电上网部分可向该供电区内其他电力用户直接售电。
第七章 产业信息监测
第二十八条 组织地市级或县级能源主管部门按月汇总项目备案信息。省级能源主管部门按季分类汇总备案信息后报送国务院能源主管部门。
第二十九条 各省级能源主管部门负责本地区分布式光伏发电项目建设和运行信息统计，并分别于每年7月、次年1月向国务院能源主管部门报送上半年和上一年度的统计信息，同时抄送国家能源局及其派出监管机构、国家可再生能源信息中心。
第三十条 电网企业负责建设本级电网覆盖范围内分布式光伏发电的运行监测体系，配合本级能源主管部门向所在地的能源管理部门按季报送项目建设运行信息，包括项目建设、发电量、上网电量、电费和补贴发放与结算等信息。
第三十一条 国务院能源主管部门委托国家可再生能源信息中心开展分布式光伏发电行业信息管理，组织研究制定工程设计、安装、验收等环节的标准规范，统计全国分布式光伏发电项目建设运行信息，分析评价行业发展现状和趋势，及时提出相关政策建议。经国务院能源主管部门批准，适时发布相关产业信息。
第八章 违规责任
第三十二条 电网企业未按照规定收购分布式光伏发电项目余电上网电量，造成项目单位损失的，应当按照《中华人民共和国可再生能源法》的规定承担经济赔偿责任。
第九章 附 则
第三十三条 本办法由国家能源局负责解释，自发布之日起施行。
附表1：分布式光伏发电项目备案汇总表（略）
附表2：1兆瓦以上分布式光伏发电项目信息表（略）

2. 如何自制垂直轴风力发电机风叶

这个要考虑到载荷，空气动力学以及结构力学等，有技术

3. 风能的开发史及其利用价值是什么

风力发电风能是太阳能的一种形式。由于太阳能辐射造成地球各部分受热不均匀，引起大气层中压力不平衡，使空气在水平方向运动形成风，空气运动产生的动能就叫风能。太阳能每年给全球的辐射能约有2％转变为风能，相当于1.14×1016度电力的能量，大约为全世界每年燃烧发电量的3000倍。虽然风能具有储量大、分布广、可再生和无污染等优点，但是风能亦有密度低、能量不稳定和受地形影响等缺点。因此地球上的风能资源不可能全部利用。我国有可利用的风能资源约为2.53×1011瓦，相当于1992年全国发电总装机容量的1.5倍，平均风能密度为100瓦／平方米。

人类利用风能已有数千年的历史，埃及、巴比伦和中国等文明古国都是世界上利用风能最早的国家。风帆助航是风能利用最早的形式，直到19世纪，风帆船一直是海上交通运输的主要工具。风力提水是早期风能利用的主要形式，公元前3600年前后古埃及就使用风车提水、灌溉。12世纪初，风车才传入欧洲，在蒸汽机发明前，风车一直是那里的一种重要的动力源。有“低洼之国”之称的荷兰早就利用风车排水造田、磨面、榨油和锯木等，至今还有数以千计的大风车作为文物保存下来，成为荷兰的象征。19世纪，当欧洲风车逐渐被蒸汽机取代后，美国却在开发西部地区时使用了数百万台金属制的多叶片现代风车进行提水作业。中国利用风车提水亦有1700多年历史，一直到20世纪中叶，仅江苏省就有20余万台风车用于灌溉、排涝和制盐等。

风力发电是近代风能利用的主要形式。19世纪末，丹麦开始研制风力发电机(简称风力机)，但是一直到20世纪60年代，虽然工业化国家陆续制造出一些样机，但除充电用的小型风力发电机外，都没有达到商品化的程度。1973年，石油危机发生以后，人们认识到煤炭、石油等化石燃料资源有限，终究会消耗殆尽，而且燃料燃烧所引起的空气污染和温室效应等环境问题日趋严重。为了保护我们赖以生存的地球，大力开发可再生的清洁能源，如风能、太阳能、海洋能等势在必行。风能利用又重新受到重视，并取得了长足的进步。到1993年底，全世界风力发电机装机容量约300万千瓦，年发电量50亿千瓦时。风力发电已具有与常规能源发电竞争的能力。

将风的动能转化为可利用的其他形式能量(如电能、机械能、热能等)的机械统称为风能转换装置。风力机是最通用的风能转换装置。现代风力机一般由风轮系统、传动系统、能量转换系统、保护系统、控制系统和塔架等组成。

风轮系统是风力机的核心部件，包括叶片和轮毂。风轮叶片类似于飞行器——直升机的旋翼，具有空气动力外形，叶片剖面有如飞机机翼的翼型。从叶根到叶尖，其扭角和弦长有一定的分布规律。当气流(风)流经叶片时，将产生升力和阻力。它们的合力在风轮旋转轴的垂直方向上的分量可以使风轮旋转，并带动传动轴转动，将风的动能转换成传动轴的机械能。

风力机的保护系统和调节系统是保证安全和提高功能的重要部件。风力机调节系统是自动调节风轮运动参数的机构，主要由调向装置和调速装置组成。调向装置的作用是调节风轮旋转平面与气流方向相垂直，使风力机的功率输出最大。小型风力机常用尾舵调向，当风轮旋转轴与气流方向不一致时，作用在尾舵上的空气动力可使风轮旋转平面与气流方向保持一致。中大型风力机常用伺服电机，在风向标和测速电机的控制下，它可以正反转动，调整方向。

垂直轴式风力机调速装置是调节风轮转速的，在风力机工作风速范围内起功率调节作用，在高风速时起保护作用。

塔架用于支撑风力机风轮、机舱等部件，将风轮置于一定高度，利用风的剪切效应，使风轮增加输出功率。例如，在乡间田野上，如果10米高度处的风速为5米／秒，那么在20米和30米高度处的风速就可分别达到5.6米／秒和6米／秒。风轮的输出功率与风速的立方成正比，当一个风轮在5米／秒风速时输出的功率是100千瓦，而在6米／秒风速时就可达到173千瓦。现代风力机在塔架底部安装有专门的电子监控系统，使各部件协调运行，并对故障情况进行监测。

风力机的形式很多，且各有特点。按风力机额定功率大小，可划分为微型(小于1千瓦)、小型(1～10千瓦)、中型(10～100千瓦)和大型(大于100千瓦)风力机。按照风轮旋转轴形式分，又有水平轴风力机和垂直轴风力机之别。最常见的是水平轴风力机，技术上比较成熟。垂直轴风力机与水平轴风力机相比，优点在于它可以在任意风向情况下运动，不需要调向装置；其次，发电机的位置接近地面，维修方便。垂直轴风力机的风轮有两种，一种是阻力型，常见的有萨冯尼斯风轮，平板式和涡轮式风轮等；另一种是升力型，常见的有Φ形达里厄风轮和直叶片风轮等。垂直轴风力机的缺点是启动和制动性能差。

水平轴风力机按风轮叶片数目又有单叶片、双叶片、三叶片和多叶片几种。水平轴风力机按风轮与风向和塔架的相对位置划分，有上风式和下风式风力机。风先流过风轮再通过塔架的为上风式风力机；风先流过塔架再通过风轮的为下风式风力机，它具有自动对风能力，但气流在塔架后面会形成涡流，使风轮的输出功率下降，称为塔影效应。

人类利用风能按用途分有风帆助航、风力提水、风力发电和风力致热等多种形式，其中风力发电是近代发展的最主要的形式。

尤其是近十年来，风力发电在世界许多国家得到了重视，发展应用很快。应用的方式主要有这么几种：1.风力独立供电，即风力发电机输出的电能经过蓄电池向负荷供电的运行方式，一般微小型风力发电机多采用这种方式，适用于偏远地区的农村、牧区、海岛等地方使用。当然也有少数风能转换装置是不经过蓄电池直接向负荷供电的。2.风力并网供电，即风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式。这种方式通常为中大型风力发电机所采用，稳妥易行，不需要考虑蓄能问题。3.风力／柴油供电系统，即一种能量互补的供电方式，将风力发电机和柴油发电机组合在一个系统内向负荷供电。在电网覆盖不到的偏远地区，这种系统可以提供稳定可靠和持续的电能，以达到充分利用风能、节约燃料的目的。4.风／光系统，即将风力发电机与太阳能电池组成一个联合的供电系统，也是一种能量互补的供电方式。在我国的季风气候区，如果采用这一系统可全年提供比较稳定的电能输出，补充当地的用电不足。

风力提水风力提水是早期风能利用的主要形式，至今许多国家特别是发展中国家仍在使用。风帆助航是风能利用的最早形式，现在除了仍在使用传统的风帆船外，还发展了主要用于海上运输的现代大型风帆助航船。1980年，日本建成了世界上第一艘现代风帆助航船——“新爱德”号，它有两个面积为12.15米×8米的矩形硬帆，其剖面为层流翼型，采用现代的空气动力学新技术。据统计，风帆作为船舶的辅助动力，可以减少燃料消耗10％～15％。

风力致热是近年来开始发展的风能利用形式。它是将风轮旋转轴输出的机械能通过致热器直接转换成热能，用于温室供热、水产养殖和农产品干燥等。致热器有两类：1.采用直接致热方式，如固体与固体摩擦致热器、搅拌液体致热器、油压阻尼致热器和压缩气体致热器等。2.采用间接致热方式，如电阻致热、电涡致热和电解水制氢致热等。目前风力致热技术尚处在示范试验阶段，试验证明直接致热装置的效率要比间接致热装置的效率高，而且系统简单。

4. 升力型垂直轴风力发电机的电机原理

在下面图中列举了从0度到315度八个位置的叶片，风从左边进入，浅蓝色的矢量v是风速、绿色的矢量u是叶片圆周运动的线速度反向（即无风时叶片感受到的气流速度）、蓝色的矢量w是叶片感受到的合成气流速度（即相对风速）、紫色的矢量L是叶片受到的升力。
我们分析一下叶片在这八个角度的受力情况，在90度与270度的位置，相对风速不产生升力，在其它六个位置上叶片受到的升力均能在运动方向产生转矩力，这也是达里厄风力机能在风力下旋转的道理。
实际上情况要复杂得多，前面分析图是理想状态，是在理想的叶尖速比与没有叶片的阻力时的状态。叶片推动风轮旋转的转矩力是升力与阻力的合成力在叶片前进方向的分力。我们取315度时的情况分析一下有阻力的情况，图中黑色的矢量D为叶片受到的阻力，棕色的矢量F是升力L与阻力D的合成力，该力在叶片前进方向的分力M才是实际的转矩力，显然此时的转矩力明显小于理想状况。
而且在180度与270度附近的角度内，升力与阻力的合成力产生的是反向转矩力。
达里厄风力机只有在叶片在360度与180度附近才有较大的输出力。即便是这样，还只能运行在叶尖速比为3.5以上的情况，可通过下图来说明，
图中左侧图叶片受到相对风速W的作用产生升力L与阻力D，相对风速W与叶片弦线的夹角即叶片的攻角α约为14度，相对风速W由风速V与叶片运动速度u合成，此时的叶片运动的速度约风速的4倍，即叶尖速比为4。升力L与阻力D的合力为F，该力对风轮的力矩力为M，是推动风轮旋转的力。在叶尖速比为4时，叶片运行在向风侧或背风侧均能产生推动风轮旋转的力矩，仅在两侧（90度与180度）附近升力很小，会有不大的负向力矩。
图中右侧图风速增加了一倍，叶片运动的速度未变，叶尖速比约为2，叶片的攻角α约为27度，此时叶片工作在失速状态，叶片产生的升力L明显下降，阻力D却大大上升，相对风轮产生的力矩力M为负向，是阻止风轮旋转的，而且此时叶片运行在大多数位置均产生负向力矩。对于大多数普通翼型当叶尖速比小于3.5时叶片基本上不产生推动风轮旋转的力。
达里厄风力机在低风速下运转困难，要在较高的风力下，风轮转速达到叶尖速比为3.5以上才可能正常运
转，在尖速比为4-6可获较高的功率输出。为减小阻力增加升力，对风力机的叶片截面形状（翼型）选择与外表光洁度要求比较高。既然达里厄风力机在叶尖速比为3.5以下时不能依靠升力运转，能否依靠阻力运行呢？由于各翼片是均匀固定在风轮的圆周上，各翼片受风产生的阻力力矩不大而且各翼片合成的总力矩很小，即使某角度可产生一定的力矩但在另一角度可能产生反向力矩，所以达里厄风力机不能单靠风力自起动，必须依靠外力起动使叶尖速比达到3.5以上时才能依靠升力运转。典型的达里厄风力机翼片不是直的，而是弯成弧形，两翼片合成一个φ形。下图即是一台达里厄风力机模型。
现在的达里厄风力机多采用直形风叶，也有人称之为H型风力机。H型风力机的叶片数一般为2至6个
达里厄风力机的叶片通过两端或中部固定在转轴上，有利于加大机械强度，可做得很轻巧；达里厄风力机不存在头重脚轻的状况，对塔架要求较低，适合用拉索固定，安装容易，检修也方便，这些都是它的优点。对于达里厄风力机不能自起动的问题，一般方法是在起动时采用发电机作电动机带动风力机旋转，使叶尖速比达到3.5以上。由于对风速变化与负荷变化要求都较苛刻，难以平稳高效运行，加上不能自起动等缺点，达里厄风力机的发展较慢，直至近些年经过技术上的改进，开始有较大发展。
要对风轮气动性能进行分析，必须了解风轮处的流场，才能进而分析产生的气动力、转矩和功率。为此一定要建立升力型风轮的气动模型。

5. 垂直轴风力发电机的现状

2002年，中国率先开始了新型垂直轴风力发电机的研究，由部队通讯部牵头，上海某公司为研发主体，西安军电、西安交大、同济大学、复旦大学等高校的多位专家配合，在短短的一年时间里就生产出了首台新型垂直轴风力发电机。并在不到5年的时间里将功率扩展至200W～100KW，处于世界领先地位。 世界上其他国家也都进行了新型垂直轴风力发电机的研制，日本在2002年初开始研究，2003年初产品投放市场，功率在0.5～30KW之间。美国、英国、德国、奥地利、韩国等国家也都在2006年已生产出样机，准备投入规模化生产，功率都在10KW以内。

6. 垂直轴风力发电机的风电行业

新兴市场的风电发展迅速，在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业也迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。2006年全球风电资金中9%投向了中国，总额达16.2亿欧元（约162.7亿元人民币）。2007年，中国风电装机容量已排名世界第五。截止到2010年，中国风电装机容量已达42287MW，跃居世界首位。
中国巨大的风电市场以及廉价的劳动力成本，吸引了大量国外风电巨头纷纷在中国设厂，或采取与国内企业合资的方式，生产的产品都被贴上了中国制造的标签。中国制造的风电设备产品占据越来越大的市场份额，风机产品正在经历一个由全球制造向中国制造的转变。