风车创新点

1、利用废旧物创造小发明

用可乐瓶做家用风力发电机,够一般的照明用哦.原理是和垂直轴风力发电机的原理一样,想到此发明是因为业余不容易得到专用的材料,那就得找现成的,一天喝完可乐看看瓶子这么好的一个弧面,如果剖开能不能做个风车呢,于是就找两个2.5升的可乐瓶动工做了起来,没想到效果相当不错,再找个小吊扇装上,嗨!!!!!电就出来了,弄个LED看看,哟,还挺亮的.

2、科技小发明 急急急急急急急

自制手电筒

具体制作方法是：将一只废易拉罐（如露露饮料罐）起掉一头盖子，另一头用圆头榔头敲凹。用厚瓦楞纸板卷起两节一号电池，电池正极朝上、负极朝下装入罐中。找一个合适的塑料盖（如神奇大大卷的盒盖正好可以扣在露露饮料罐上），在盒盖中央挖一个圆形小洞，洞的大小以使灯泡插紧为宜。将灯泡底座插入小洞。取一段寻线两端剥去线皮，一端绕在灯座上，另一端从塑料盖侧面扎一个小孔穿出。将塑料盖盖在易拉罐上。检查一下，灯泡、电池是不是紧密接触。到这里一次性手电筒就做好了。使用时，用大拇指把从侧壁穿出的导线按在从拉罐无油漆的焊缝上，手电筒就会发光，大拇指离开导线跳起，手电筒就灭了，使用非常方便
一个小风扇,只需要一个小马达,两节5号电池,还有一些短导线,一个实心的塑料泡沫,一把剪刀,一些硬纸片!
首先把实心泡沫掏空,用导线连接好小马达,塞入泡沫里(要保持小马达的转子轴漏出泡沫),在把导线连到电池上,也塞如泡沫内,用剪刀把小纸片剪成行,套在小马达的转子轴上即可!

说发明制作。

一个小风扇,只需要一个小马达,两节5号电池,还有一些短导线,一个实心的塑料泡沫,一把剪刀,一些硬纸片!
首先把实心泡沫掏空,用导线连接好小马达,塞入泡沫里(要保持小马达的转子轴漏出泡沫),在把导线连到电池上,也塞如泡沫内,用剪刀把小纸片剪成行,套在小马达的转子轴上即可!

这个自动浇水器的结构如右下图，由小水箱、弯折的粗软管、医用输液软管及滑轮装置（可用废弃的吊瓶输液用的软管等制成）等组成。其中输液软管与水龙头相连接（水龙头水可适当调小些），水流速度由滑轮装置来控制，软管的另一端连接一个较小的储水箱（也可由塑料瓶等改制而成），储水箱上端留一个穿输液软管的小孔，其余部分密封，水箱底部有一个较大的洞，其余部分也密封，一根较粗的软管从此洞穿入，在水箱中弯折。

原理及使用方法：把此装置悬挂在需要浇水的花上，水龙头中流出的水通过输液软管滴入下面的小水箱（水流量可控制），当下面小水箱中的水淹没从底部伸入的弯折的软管时，小水箱中的水因为虹吸现象就被全部抽出，从而给花自动浇水一次，如此循环不断。每次的浇水量和浇水频率可由输液软管上的滑轮装置和小水箱的大小来共同控制。如果通过滑轮装置调整好软管中水滴的速度，并选择好水箱的大小，不仅可以实现自动浇水，还可实现定时浇水（如在早晨或傍晚为花浇水）。

优点及创新点：经实验，这个自动浇水器效果好，结构简单，成本极其低廉，实用性强，人人均可自制完成，可实现自动浇水和定时浇水，不仅为养花人解决了出门没人浇花的难题，而且还可废物再利用，有利于环境保护。

备注：如果家中水龙头离花盆位置远，可采取一个办法予以解决：即增加一个可密封大水箱，把与水龙头相连的软管改为与大水箱相连，这样当外出时，只要向大水箱中加足量的水，就可实现自动为花浇水的目的。

3、小班艺术教案微风吹风车转

课时：一课时
教学目标：1.师生共同收集有关风车的图片，了解不同种类、不同材质的风车，懂得风车的作用和原理。
2.根据风车的原理，用各色彩纸结合剪、卷、折、穿等方法设计制作漂亮的纸风车。
3.通过玩风车来体验美术活动的乐趣，激发学生学习美术的兴趣。
重点：制作一只美丽的纸风车，让学生在做做、玩玩中学到知识，得到快乐。 难点：能根据风车的特点进行艺术再创造，制作成的纸风车牢固、灵活。
教具准备：课件、风车范作等。 学具准备：若干各色纸张、双面胶、剪刀、铁丝、小棒（铅笔或筷子）等。
学生可能会出现的问题 学生对风车的制作并不难，但可能制作出来的风车都是一个样式。
教学建议 让学生充分欣赏、感受风车的独特魅力，并能以此展开想象的翅膀，激起创作的欲望。
课后反思 虽然对不同样式进行的讲解，但学生并没有太多的创新，可能是从小对风车只有一种式样留下了烙印。只是在对风车的装饰上花了一些功夫。
教 学 过 程 本人教学思路
教 学 活 动 学生活动
教学过程
1.引导激趣。
（1）让学生展示、介绍收集到的有关风车的图片和资料。
（2）提问：你知道风车的用途吗？哪个国家的风车最多？
（3）欣赏各种各样的风车。
（4）揭题：《风车转呀转》，明确这节课的要求和任务。
2.了解风车的原理。
（1）教师提问：风车为什么会转动？
（2）学生独立思考后交流。
（3）教师总结归纳。
把风车的中心点固定在一根棍子上，风车的叶片在开口朝固定方向排成圆圈，风从前面吹来的时候，纸风车就会顺着叶片底的方向旋转。这是因为叶片底受到风的推动使其旋转。
3.研究纸风车的基本制作方法。
（1）自学教科书第17页的制作步骤。
（2）提问：你会做吗？哪些地方还不太明白？
4.示范作品。
出示几个优秀纸风车作品，进一步启发学生。
讨论：这些纸风车的表现方法有什么特别之处？对你有什么启发？结合自己准备的各色纸张，谈谈对设计和制作纸风车的基本设想。
5.创作要求。
（1）设计一个漂亮的纸风车。
（2）找准风车的中心点来固定。（对能利用剪贴、卷折等不同方法的同学给予鼓励）
6.评价。
比一比：谁设计的风车最美；谁的风车最有创意；谁的风车转动时又快又稳。
（提示：从形、色、图案等方面阐述，同时转动时要快、稳）
7.延伸。
将各种纸风车组合成一个装饰造型作品，美化教室。

4、发电风车的特点说明文？

风力发电前期投资较大。风力发电每个单位千瓦的投资要大大高于火力发电和水力发电，因此风电的上网价格也高于火电的上网价格。但在当今能源紧缺的情况下，它与核电、水电、火电等相比，仍有不可比拟的优势。风力发电的技术状况以及实际运行情况表明，建造风力发电场的费用，比水力发电厂、火力发电厂的建造费用低得多。风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。风力发电不需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗。风电的建设周期和其他方式相比一般很短，一台风机的运输安装时间不超过3个月，万千瓦级风电场建设期不到一年，而且安装一台可投产一台；装机规模灵活，根据实际需要可大可小，也可以根据资金多少来确定，为筹集资金带来便利；运行简单，可完全做到无人值守；实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1％的土地，其余场地仍然可以放牧、养鱼、种庄稼；对土地面积要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设。此外，风力发电还有多样化发电方式的特点，既可联网运行，也可和柴油发电机等成互补系统或独立运行，这给解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。任何风力够大且适当的地方都可以购置风力发电装置发电，因此目前风力发电的应用可以说相当广泛，例如山区、海岛、偏远地区、营地、浮岛、工地、灯塔、电台、中继站等地用作自备电源或辅助电源，供照明、电动仪表、电器、灌溉、通讯、空调、加热等用。这些风力发电的特点正是它的优势。风力发电作为辅助能源正在发挥着巨大的作用，但风力机仍存在若干不足之处。首先是能量输出不稳定，特别是大型风力机的利用率低，还不具备作为独立能源的条件；其次，风力机的安全可靠性尚无充分保障；另外，风力机的成本在短期内尚不足以与矿物燃料相竞争。但是，随着人类对能源需求量的日益增多和科学技术的发展，上述问题终会得到解决。当代科学技术已经可以大规模地利用风力来发电。虽然现在的风力发电量不到全世界发电总量的1％，但随着不断进步的风力发电技术的创新，预计到2020年，它将可提供世界电力需求的10％，创造170万个就业机会，并在全球范围减少100多亿吨二氧化碳废气

5、科技小发明

建议去极客迷去参考下那里的作品，然后再自己创新一下，那里比较符合你的要求，如果要很有科技含量，去科创论坛看看

6、多久可以练成风车和托马斯?具体要怎么做?

风车要注意的地方:

1:腰要抬高
2:起步时脚要用力扫
3:起步手放开的时机要对
4:转风车时切记脚一定要张得很开不能闭合　 2 托马斯 双脚张开成大字形,然后左手伸直撑地.左脚用力往右脚脚跟的方向扫,右脚朝头的方向用力踢高,在这同时左脚也必须往头的方向用力踢高,使两只手撑着地面,双脚腾空,腰往前挺直,然后左脚继续保持在空中,右脚往斜后方拉回原来右脚起步的方向,左手远离地面仅剩右手撑住整个身体.

练托马斯的重点
1.臂力,脚扫动的力量和腰力要够大
2.脚也要有画圆的感觉
3.要抓住换手的时间.　 3 HIPHOP理论知识 Breaking的基础知识
BREAKING分STYLE和POWER，我相信大家都问过一个问题：哪个更重要？对这个问题，众说纷
云。最后只能说两个同样重要。
先说说STYLE，STYLE粗分为三部份：TOPROCK，FOOTWORK，FREEZE。TOPROCK就是在你做地板动作之前跳的类似一种步法的东西，很多BBOY们都忽略了TOPROCK的重要，其实TOPROCK可以帮助你抓住音乐的节拍，让你做好真正地板动作前的准备。现在最流行的TOPROCK是走圆圈，在场中间跳的轨迹逞一个圆形，这样让人们看起来你有满场飞舞的感觉。FOOTWORK顾名思义是脚部动作，大家都知道SIX STEPS，SIX STEPS可说是最流畅的一种，但光会SIX STEPS是远远不够的，试想你每次光做SIX STEPS的话不是很无聊吗？大家一定要多花些时间去组合自己的FOOT WORK，毕竟FOOTWORK是BREAKING里用得最多的，你还得不断的去创新自己的FOOTWORK，不然就算你的FOOTWORK再好，大家也会因看得次数多而感到无聊的。FOOTWORK最要紧要做得流畅，你可加进绕腿，或忽然改变方向等等，学问大了。FREEZE是最能给观众震撼的招数，如果你能创出大家没见过的FREEZE，那比POWER MOVE还能给人们留下深刻印象。FREEZE字面上的意思是冻结，我个人觉得那就是FREEZE的真缔。冻结是给人一种很迅速的感觉，必须要把动作在刹那间定住，那才是最好的FREEZE。而不是说你光能做到停在那里，如果你做得拖泥带水，撑了个半天才好不容易撑住，还在那里震得摇摇欲坠，那还叫什么FREEZE呢？FREEZE更难在FREEZE COMBO，就是一个FREEZE变另一个FREEZE，要做到干净利落，还能抓住节拍，那才是至高境界！

说完了STYLE再说说POWERMOVE，POWERMOVE指BREAKING中的大地板动作，像WINDMILL，HALO，FLARE，1990，HEADSPIN，AIRTRACK等等，其中每个动作又可细分，像WINDMILL可分为NO HAND WINDMILL，BABY WINDMILL，SUPERMAN WINDMILL等。这些动作给人的震撼是无与伦比的，特别是对第一次看BREAKING的人，他们会怀疑人类怎能做出这种动作？正是这种魅力，让无数BBOY们冒着断手断脚断脖子的危险去狂练。不能不佩服这些勇敢的BBOY们，更不能不佩服这些令人眼花缭乱的动作。有些BBOY们认为POWERMOVE不好，因为这些动作做到了就是做到了，并不是跳舞。这当然也有道理，毕竟POWERMOVE比较单调，你不能一直重复在那里转。但POWERMOVE终归是极限的表现，特别是BATTLE时，如果当你的对手在那狂转了一轮之后你竟然拿FOOTWORK去比，那我看你还不如投降吧。我之前说FREEZE能比POWERMOVE更令人震撼是指POWERMOVE只有那几招，就算再夸张，在看了多次之后也会变得不新鲜了，而古怪的FREEZE则可带给人们一种新鲜感，并不是只动作的难度上FREEZE厉害过POWERMOVE。作为一个BBOY，很难同时善长STYLE和POWERMOVE，就算你两种都行，在BATTLE时你也会不够体力去发挥，所以我觉得大家应找朋友们组成一个CREW，这样就可以分工练习，而全面发展。又是一篇老文章,不过最近有很多新手出现,这种文章对本论坛的主题非常合适.在此非常感谢bboy--alien对本论坛的长期支持,BREAKING分STYLE和POWER，我相信大家都问过一个问题：哪个更重要？对这个问题，众说纷云。最后只能说两个同样重要。

简明Hip-Hop基本语词典

Hip Hop已经有二十岁了！从八十年代初到公元二千年，从Old school到New school，从没有人喜欢刮唱片到人人为街头音乐而疯狂，这一种文化带给这个世界的冲击，超出了人们的想象。二十年来，Hip Hop文化在美国植下了根，成功的结合了娱乐、商业、音乐甚至政治。它是一个独立而有色彩的团体意识，它是坚固而难以取代的文化形式，它不只是我们常常说的“黑人音乐”，也不是只带着手势口里喊着“Check it out”，更不只是流行歌手主打乐风奏蓝调。Hip Hop文化就是Hip Hop文化，它有着人一样的性格情绪长像。简单地说，Hip Hop有四个重要的成份。

B-BOY

其实B-Boy（Breaking Poping Locking）的开始早在1983年就已经有了。在那时候，我们称之为“霹雳舞”。但，这种于国外的文化，目前在国内还只能称作为一种“流行”无法融入真正的生活，所以迄今仍无法将之延续下去，而且当时信息有限，能真正了解此文化的人并不多，正因为如此，对于这种文无法完善地教授给下一代，所以到了1987年Breaking，就形成了一种没落的状态甚至沦为一种过时的流行话题。“霹雳舞”在国外理所当然是种文化，但，到了国内却没几年就变�1�7

7、电吹风的创新点是什么

安全！
比如斗品电吹风就做的很好，1、过热保护系统，自动断电，双重保障，确保安全；2、
手柄带微动开关，保证足够安全！
实用，造型美观！

8、大风车转出新希望是什么？

风能作为一次能源，是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，简而言之，空气流具有的动能称为风能。人类利用风能的历史可追溯到公元前中国是世界上最早开发利用风能的国家之一。中国人民利用风力提水、灌溉、磨面和用风帆推动船舶前进。但历经数千年，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。

但自1973年世界石油危机以来，常规能源告急。尤其近几年，随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，全球整体呈现经济高速增长、能源消耗持续上升的态势。大量化石能源的使用直接导致了环境污染越发严重。尤其是以二氧化碳为主的温室气体排放量急剧上升，造成全球气候变暖、冰川积雪减少、两极冰山融化、海平面明显上升，使沿海地区遭受水灾，从而造成对生态环境的影响。在此种背景下，如何应对全球气候变暖成为全世界共同关注的议题，并上升成为全人类面临的巨大挑战之一。风能作为一种可再生清洁能源有着巨大开发潜力，开始得到越来越多的青睐，尤其是对沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场，远离电网和近期内电网还难以到达的农村、边疆。风能作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义（李莉，2016）。

我国位于亚洲大陆东南部，濒临太平洋西岸，季风强盛。季风是我国气候的基本特征，如冬季季风在华北长达6个月、在东北长达7个月，东南季风则遍及我国的东半部，全国风力资源的总储量为1.6×106MW。我国风力发电事业虽起步较晚，但是基于国家政策和资金的支持，其得到了快速的发展。迄今为止，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣成、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建十亿瓦特（GW）级风电场。

目前，我国在风能的利用和开发上加大了投入力度，使高效清洁的风能利用在我国能源格局中占有应有的地位。

一、风能的成因和特点

风能就是地球表面大量空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。

风速9～10m/s的5级风，吹到物体表面上的力，每平方米约有0.1kN。风速20m/s的9级风，吹到物体表面上的力，每平方米可达0.5kN左右。台风的风速可达50～60m/s，它对每平方米物体表面上的压力可以达到2.0kN以上。波涛汹涌的海浪是被风激起的，它对海岸的冲击力极大，有时甚至可以高达每平方米200～300kN，最大时甚至可以达到每平方米600kN。由此可见，风的能量超乎我们想象。

风能不仅能量极大，并且在自然界中所起的作用也很大。它可以在地表做运输水分的工作，水汽主要是由强大的空气流输送的，从而影响气候，形成雨季和旱季。风中具有的能量，比人类迄今为止所能控制的能量高很多。风能与其他能源相比，既有显著的优势，也有一定的局限性。其特点包括：

（1）蕴量巨大。据估算，到达地球的太阳能中虽仅有约2%转化为风能，但其总量十分可观，全球风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能约为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。全世界每年燃烧煤炭得到的能量，还不到风力在同一时间内提供给地球能量的1%。

（2）来源丰富，取之不尽，用之不竭。风是周而复始的自然循环造成的，在地球上分布广泛。

（3）没有污染，清洁无害。风能本身属清洁能源，目前成熟的风能利用和转化技术也环保无污染。

（4）能量密度低。这是风能的一个重要缺陷，由于风能来源于空气的流动，而空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小。从表4-2中可以看出，在各种能源中，风能的能源密度是极低的，给其利用带来的一定的困难。

（5）不稳定。气流变化频繁，风的脉动、日变化、季节变化等都十分明显，其波动很大，具有季节性、随机性等特点。

（6）地区差异大。因地形变化，风力的地区差异非常明显，邻近区域、有利地形下的风力，可能是不利地形下的几倍甚至几十倍。

表4-2　各种能源的能流密度

二、中国的风能资源分布

我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多千米，还有1.8万多千米的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6m/s以上。一般认为，可将风电场风况分为三类：年平均风速6m/s以上时为较好，7m/s以上为好，8m/s以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于6m/s以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言，大约仅占全国总面积的1/100，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿，这些地区是我国最大的风能资源区以及风能资源丰富区，包括山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北、新疆达坂城、阿拉山口、河西走廊、松花江下游、张家口北部等地区以及分布各地的高山山口和山顶。

三、风能的利用

从原理上讲，只要是在风的流动中能产生不对称力的物体，都能产生转动、平动或振动，从而获得风能。最早的风能利用是风帆，目前风能主要利用于以下几个方面。

（一）风力提水

风力提水作为风能利用的主要方式有着悠久的历史，千百年来它在解决我国农业灌排、牧区人畜饮水以及池塘养鱼、沿海滩涂制盐等方面都不失为一种简单实用的技术，特别是在许多电网不及的边远地区和沿海岛屿的推广应用对于节省常规能源、改善生态环境、促进当地经济社会的可持续发展都有重要的现实意义。早在明代我国方以智著的《物理小识》就记载到：“用风帆六幅，车水灌田，淮阳海皆为之”，描述了当时人们利用风帆驱动水车提水灌田的情景（刘惠敏等，2011）。

根据扬程和流量的不同，可将现代风力提水机组可分为三类（表4-3）：一类是高扬程小流量型，这类机组的风轮直径一般都在6m以下，扬程为20～100m，主要用于提取深井地下水，它是通过曲柄连杆机构把风轮轴的旋转运动变为活塞泵的往复直线运动进行提水作业的；第二类是中扬程大流量型，这类提水机组的风轮直径一般为5～8m，扬程10～20m，流量15～25m3/h，主要用于提取地下水，这类风力提水机一般为现代流线型桨叶，效率较高、性能先进、适用性强，但其造价高于传统式风力提水机；最后一类是低扬程大流量型，这类机组的扬程一般为0.5～3m，流量为50～100m3/h，机组的风轮直径为5～7m，它可以提取河水、湖水或海水等地表水，用于农田排灌、盐场制盐、水产养殖。风轮轴动力是通过锥齿轮传递给水车或螺旋泵的，一般都采用自动迎风机构调节风轮对风方向，用侧翼—配重调速机构进行自动调速。

表4-3　目前我国常用的几种风力提水机及其性能表（据刘惠敏等，2011）

（二）风帆助航

人类很早就有了利用风能作为船舶推进动力的行为。公元前，古埃及与古巴比伦已经出现了风帆，而我国远在秦汉时也有了风帆船的记载。早在15世纪初，著名的明代郑和船队便是大型的帆船船队，到16世纪后期，欧洲以帆为动力的商船和战船的大型化已经很普遍，直到利用螺旋桨为推进器，蒸汽机为发动机出现，古代帆船便逐渐退出历史舞台。

现代风帆和古代风帆有着截然不同的使用原理，首先，古代风帆是以风帆为主要推进动力进行辅助推进，而现代风帆则是以发动机为主要推进动力，以风帆为助推手段进行推进，这样既能利用风帆节能环保的特点，又可以使环境对风帆的限制降到最少。目前，万吨级别的货船上采用电脑控制的风帆助航，节油率达15%。

（三）风力制热

近年来，人民生活水平日益提高，家庭用能中热能的需要越来越大，尤其是在一些高纬度地区，如欧洲、北美等取暖煮水都耗能较高。为了解决家庭以及低品位工业热能的需要，风力制热有了较大的发展。

所谓风力制热，就是将风能转换成热能。用风力制热有以下三种方式：一是风力机发电，再通过电阻丝将电能转换成热能。虽然电能转换成热能的效率是100%，但是风能转换成电能的效率却很低，因此从能量利用的角度来看，这种方法是不可取的；二是用风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成热能，即由风力机带动离心压缩机，对空气进行绝热压缩而放出热能；三是用风力机将风能直接转换成热能（王熙等，2015）。显然第三种方式制热效率最高，因而应用也最为广泛。用风力机将风能直接转换成热能的方式很多，最简单实用的就是搅拌液体制热，即风力机带动搅拌器转动，从而使液体变热。除此之外，还有固体摩擦制热和涡电流法制热等。

（四）风力发电

近年来，风力发电已经逐步成为风能利用的主要形式，各国对风力发电都给予了高度的重视，发展速度极快。

1．风力发电的原理

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电（图4-4）。依据目前的风车技术，大约是3m/s的微风速度，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或者空气污染。

图4-4　风力发电机

2．风力发电的形式

1）离网应用

风力发电机的离网应用种类繁多，主要分为以下几类：

（1）为蓄电池充电：这种应用大多是指哪些供单一家庭住宅使用的小型风力发电机。转子直径为3m（功率范围为40～1000W）的风力涡轮机属于此类。

（2）为边远地区提供可靠电力：包括小型、无人值守的风力发电机。风力发电机通常与蓄电池相连，而且也可以与光电电池或柴油发电机等其他电源联机。典型的用途包括为海上导航设备和远距离通信设备供电。

（3）给水加热：这种系统多用于私宅。典型用法是将风力发电机直接与浸没式加热器或电辐射加热器相连。

（4）边远地区的其他使用：包括为乡村供电、为小型电网系统供电，以及为商业性冷藏系统和海水（或苦咸水）淡化设备供电。

在离网式发电机的应用中，占主导地位的是利用风力发电机为蓄电池充电。这类风力发电机的转子直径通常小于5m，而且其额定功率低于1000W。

2）联网应用

（1）单个风力发电机：这些发电机可为居民、商业、工业或农业提供电能。其电负荷接近风力发电机的能力，并且也可以与电网相链接。多数情况下风力发电机安装在一个农场或一组住宅房舍附近。这些风力发电机的功率一般为10～100kW。

（2）风田：它是将多个风力发电机集中安装、均匀分布并由控制中心集中管理，所发出的电力主要是通过电网输送，而不是专门服务于一个地区。这些风力发电机的功率一般为50～500kW。

这种分散的联网风力发电机市场受国家能源政策的左右。荷兰、美国、丹麦和德国一直允许个人将私有风力发电机与电网联网，并允许将多余的电力卖给当地电力部门，现在有向大型化发展的趋势。

3．国内外风力发电的发展现状

我国是世界上风力资源占用率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一。据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226GW，其中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000GW，如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。

但我国利用风力发电起步较晚。和世界上风能发电发达国家（如德国、美国、西班牙等）相比还有很大差距。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣成、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建十亿瓦特级风电场。据有关资料显示，到2003年底，全球风能发电装机容量已突破4000×104kW，风能发电占全球电力供应的0.5%。到2013年底，全球电累计装机容量达到3.18×105MW，在2009-2013年间全球风电市场规模扩大了几乎2×105MW。然而，2013年新增风电装机3.55×104MW，比2012年的增量下降了约104MW。2014年4月，全球风电累计装机容量已达到3.654×105MW，同比增长14.9%。新增装机容量4.73×104MW，新增装机增长率达到34%（朱晓，2014）。

据2003年底的资料显示，欧洲是当时全世界风力发电发展速度最快，同时也是风电装机最多的地区。2003年底欧洲地区累计风电装机容量为2.93×104MW，约占全球风电总装机容量的73%。美洲地区至2003年底风电装机容量达690×104kW，占全球风电总装机的17%。而在2003年的时候，亚洲地区风力发电与美欧相比还比较缓慢，除印度一枝独秀以外，其他国家风电装机容量均很小。当时风电累计装机容量居前五位（到2003年底）的国家依次是德国（14612MW）、西班牙（6420MW）、美国（6361MW）、丹麦（3076MW）和印度（2120MW）。

这种局面到2013年底发生了一定的变化，据有关资料显示，2013年年底，中国（不包括台湾地区）新增装机容量16088.7MW，同比增长24.1%，累计装机容量9142.4×104kW，同比增长21.4%。新增装机和累计装机两项数据均居世界第一。我国风电事业虽起步较晚，但是基于国家政策和资金的支持，风力发电得到了快速的发展。美洲地区的风电发展稳步向前，而欧洲地区陆上风电装机渐入瓶颈，海上风电逐渐成为新的增长点。在亚洲，除了风能发电迅速发展的中国以外，印度的风电发展也是不容小觑的。到2013年底，风电累计装机容量居前五位的国家依次变为了中国（91424MW）、美国（61091MW）、德国（34250MW）、西班牙（22959MW）、印度（20150MW）（朱晓，2014）。

4．海上风力发电

在风能发电技术不断发展的过程中，世界各国明显存在着从陆上风能发电到海上风能发电的转变（图4-5）。与陆上风能发电相比，海上风能资源较大，同高度风速海上一般比陆上大20%，发电量高70%，而且海上少有风平浪静，风电机组利用效率较高。目前，海上风电机组的平均单机容量在3MW左右，最大已达6MW。同时，海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而风切变即风速随高度的变化小，不需要很高的塔架，可降低风电机组成本。海上风的湍流强度低，海面与海上的空气温差比陆地表面与陆上的空气温差小，并且没有复杂地形对气流的影响，因此作用在风电机组上的疲劳负荷减少，可延长其使用寿命。陆上风电机组一般设计寿命为20年，海上风电机组设计寿命可达25年或以上。同时，海上风电不占用陆上土地，对于人口比较集中，陆地面积相对较小、濒临海洋的国家或地区较适合。海上发电的开发利用不会造成大气污染和产生有害物质，可减少温室效应气体的排放，对环境及景观负面影响小。另外，海上风电机组受噪声制约小，转速一般比陆上高10%，风力发电机利用效率相应提高5%～6%。然而，海上风能发电的开发也存在其不足之处，如建设施工和维修技术难度较大，建设成本高、电力远距离输送和并网相对困难等。总之，海上具有丰富的风能资源，结合当今技术的可行性，海上风力发电将成为风力发电的新方向（张鸿洋，2016）。

图4-5　海上风力发电示意图

5．风力发电面临的机遇与挑战

根据我国风电发展预测，到2020年底全国总装机规模将达到1.2×105MW，到2050年底，全国风电总装机规模将达到5×105MW，风电规模化发展，使各项技术经济指标进一步增强。风电企业的竞争能力和盈利能力明显增强。2020年以后化石燃料资源减少，火电成本增加，风电具备市场竞争能力，发展更快。2030年水电资源也大部分开发完，海上风电进入大规模开发时期，很可能形成东电西送的局面。风电以其良好的环境效益和逐步降低的发电成本，必将成为21世纪中国的重要电源。但是我国风力发电的商业化成本仍然较高，如何提高风力发电技术、降低商业开发成本是风力发电面临的重要挑战。

四、风能利用的发展

（一）风能利用存在的弊端

风能虽然是一种可再生的清洁能源，但仍然存在一些不可否认的弊端。

1．污染排放

风力发电机在建造和运行过程中会产生一些污染问题，同时也存在间接排放问题。不同能源系统在燃料提取、系统建造和运行期间的二氧化碳排放量的大小不同。在整个运行期间风力发电所排放的二氧化碳总量是极少的，大约仅为燃煤发电系统的1%。

2．噪声问题

风力发电噪声包括机械噪声和空气动力学噪声，其中空气动力学噪声是风速的函数。分析结果表明，转子直径小于20m的风力发电机，产生的噪声主要是机械噪声；转子直径更大的风力发电机，产生的噪声主要是空气动力学噪声。噪声问题会影响一些潜在的风力发电机安装区的利用，噪声问题在人口稠密地区显得尤为突出。

3．伤害鸟类

风力发电机的运转对鸟类会造成一定的伤害，当鸟撞击到塔架或者翼片时会导致鸟类死亡，同时风力发电机的运转也妨碍附近鸟类的繁殖和栖居。所以，鸟类迁徙飞行路线上的区域应限制风能的利用。

4．干扰通信

风力发电机会成为一种妨碍电磁波传播的障碍物。由于风力发电机的影响，电磁波可被反射、散射和衍射，这就意味着风力发电机会干扰无线电通信。

5．安全问题

尽管风力发电机很少发生安全事故，但是偶尔还是会发生。这些事故大部分发生在技术人员打算使涡轮机停止运行的时候。从运行观点上来看，不应该存在这样的事故。

6．影响美观

尽管美观问题不属于重要的问题，但是也是一种制约因素，对那些风景秀丽的地区和人口稠密的地区更是如此。公众对风力发电机越来越多的风景区感到失望和厌倦。所以，若想要人们在视觉方面接受风力发电机，不仅可以使用对风力发电机进行整齐排列的方法，而且还可以采用统一尺寸和设计来增加美观程度。

（二）风能的发展前景

当前我国的风电装机容量较大，但在全国电源装机总容量中所占的比例依然很小，风电利用在我国依然有相当大的发展前景。主要有以下四个方面原因。

1．丰富的自然风能和工业风能资源

根据相关调查研究，目前我国可以加以利用的低空（即10m以内）自然风能资源（包括陆上风能资源和海上风能资源）非常丰富，大约有10×108kW左右。高空风能资源更为丰富，能够达到20×108kW。同时，工业风能也有很好的利用前景，工业风能利用较为便捷，在为电力事业做出贡献的同时也能增加企业的效益。

2．社会对清洁能源的需求不断增大

一方面，时代的进步使环境保护观念逐渐深入人心，在能源利用上更加注重清洁性、节能性和可持续性等，对于风电事业的关注越来越多，并开始倾向于使用新型的清洁能源。另一方面，社会经济的快速发展也带来了用电需求的增大，利用风能发电能够有效缓解电力资源紧张的情况。

3．我国有较好的电网实施条件

东部沿海地区经济较为发达，而且目前已经装有较为完善的高压输电网，在风电建设上难度相对较小，实施较为合理。针对内陆一些风力资源丰富但经济发展相对落后的地区，国家会加大对风电建设的资金投入和政策支持，大大减小建设难度。

4．风电制造业良好的发展基础

目前，我国在风电建设方面的投入不断加大，风电制造业也得到了很大的发展，能够为风电建设提供相应的建设设备和技术支持。我国已能够大规模地生产2MW和1.5MW的风电机组，还将不断投入生产3MW和5MW以及更大功率的发电机组。

国际风电产业日益向着一体化、国际化、大型化方向发展，技术上要求很高，风力发电机组要求可靠、寿命周期长，因此零部件的精度、功能要求高。随着风力发电技术的发展，风电机组的原理和结构也在发生变化，未来的风电机组在向结构简单化、体积减小的方向发展。在风力发电系统中两个主要部件是风力机和发电机。风力机向着变桨距调节技术发展、发电机向着变速恒频发电技术发展，这是风力发电技术发展的趋势，也是当今风力发电的核心技术。

今后我国大力发展大型风电机组的重点是：努力掌握大型风力发电机组核心关键技术，包括总体设计、总装技术及关键部件的设计制造技术等，整机技术路线将以目前欧洲国家流行的变桨变速的双馈异步发电型、低速永磁同步发电型为主。目前，我国生产最多的还有齿轮箱风力发电机组，属于欧洲2000年左右研发的风力发电机。少数企业虽然初步掌握了直驱永磁技术，但在整个产业链中还没有普及。从长远利益来看，直驱永磁风力发电机组转换效率高、维护量低、变速范围大，取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到风力发电机轴上，转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化，经置于地面的大功率电力电子变换器，将频率不定的交流电整直流电，再逆变成与电网同频率的交流电输出，是未来风电技术的发展方向。

随着煤炭、石油、天然气等常规能源的日益枯竭，环境恶化、全球气候变暖，加之低碳理念的深入人心，风能正以破竹之势发展起来。未来的几十年甚至几百年间，我国应完善风能利用技术，围绕风能利用技术着力培养创新型人才，加快风能的发展步伐，让“大风车”给我们带来更多的希望与惊喜！