基本介紹
- 中文名：家用風力發電機
- 外文名：Domestic wind power generator
- 套用場景：農村、牧區、山區
- 優點：清潔，無污染
發展歷史,家用風電,行業現狀,發展趨勢,存在問題,組成功能,主要類型,有尾舵型,無尾舵型,套用擴展方案,套用場景,解決方案,方案特點,國家相關政策,
發展歷史
人類對風能的利用已有幾千年的歷史，最初主要是利用風力提水灌溉，及海水曬鹽和風力驅動的磨坊。這在當時是人類利用自然界的力量，利用風力和水力代替人力和畜力來驅動工作機械，提高了生產力。至於人類利用風能來驅動船隻航行，則可追溯到更久遠的年代。
風車
風車我國在70年代開始較大規模地開發和套用風力發電機，特別是小型風力發電機，當時研製的風力提水機用於提水灌溉和沿海地區的鹽場，研製的較大功率的風力發電機套用於浙江和福建沿海，特別是在內蒙古地區由於得到了政府的支持和適應了當地自然資源和當地民眾的需求，小型風力發電機的研究和推廣得到了長足的發展。
家用風電
行業現狀
（1）發展起步。我國從20世紀80年代初就把小型風力發電作為實現農村電氣化的措施之一，主要研製、開發和示範套用小型充電用風力發電機，供農民一家一戶使用。1 kw以下的機組技術已經成熟並進行大量的推廣，形成了年產1萬台的生產能力，每年國內銷售5000~8000台，100餘台出口國外。可批量生產100、150、200、300和500w及1、2、5和10 kw的小型風力發電機，年生產能力為3萬台以上，銷售量最大的是100~300w的產品。在電網不能通達的偏遠地區，約60萬居民利用風能實現電氣化。截至1999年，我國累計生產小型風力發電機組18 .57萬台，居世界第一。
（2）從事小型風力發電產業的開發、研製、生產單位不斷擴大。自中國第一部《可再生能源法》於2005年2月28日在全國人大十一屆十四次大會通過以來，可再生能源的開發套用出現了新的機遇，從事小型風力發電產業研製、開發、生產的單位達到70家。其中，大專院校、科研院所35家，生產企業23家，配套企業（含蓄電池、葉片、逆變控制器等）12家。
（3）小型風力發電機組產量產值利潤有新的增長。2005年據23個生產企業報表統計，共生產30kW以下獨立運行的小型風力發電機組共33253台，比上年增長34.4%，其中200W、300W、500W機組共生產24123台，占全年總產量的72.5%，機組容量為12020kW，總產值8472萬元，利稅992.9萬元。2006年，預計小型風力發電行業無論是產量、產值、利稅等方面將有較大增長。
（4）出口外銷數量增加，國際市場看好。2005年15個單位共出口小型風力發電機組5884台，比上年增長40.7%，創匯282.7萬美元，主要出口到菲律賓、越南、巴基斯坦、朝鮮、印尼、波蘭、緬甸、蒙古、韓國、日本、加拿大、英國、美國、荷蘭、智利、喬治亞、匈牙利、紐西蘭、比利時、澳大利亞、南非、阿根廷、香港、台灣等24個國家和地區。
（5）推廣套用範圍不斷擴大。除了傳統的廣大農牧區用戶套用小型風力發電機組照明看電視以外，由於汽油、柴油、煤油價格飛漲，且供應渠道不暢通，內陸、江湖、漁船、邊防哨所、部隊、氣象、微波站等使用柴油發電的用戶，逐步改用風力發電或風光互補發電。此外，生態環保公園、林蔭小道、別墅庭院等地方，也安裝小型風力發電機組，作為景觀，供人們休閒欣賞。
發展趨勢
由於廣大農牧民生活水平提高、用電量不斷增加，因此小型風力發電機組單機功率在繼續提高，50W機組不再生產，100W、150W機組產量逐年下降，而200W、300W、500W、1000W機組逐年增加，占總年產量的80%。由於廣大農民迫切希望不間斷用電，因此“風光互補發電系統”的推廣套用明顯加快，並向多台組合式發展，成為今後一段時期的發展方向。
風光互補多台組合式系列發電系統是將多台小功率風力發電機安裝在同一個地方，集中向配套的多個大容量蓄電池組同時充電，並由一台大功率的控制逆變器統一控制輸出。這種配置優點是：
（1）小型風力發電機組的技術成熟，結構簡單、質量穩定、安全可靠、經濟實惠；
（2）裝拆、搬運、維護方便，操作簡單；
（3）若需維護或故障停機時，其餘組機照常發電，不影響系統正常使用；
（4）多台成群的風光互補發電系統自然成為一片觀賞景點，又是一座無環境污染的綠色電站。
隨著國家《可再生能源法》及“可再生能源產業指導目錄”的制定，相繼還會有多種配套措施及稅收優惠扶植政策出台，必將提高生產企業的生產積極性，促進產業發展。
中國尚有2.8萬個村，700萬戶計2800萬人口沒有用上電，且分散居住在邊遠山區、農牧區、常規電網很難到達。有關專家分析，700萬無電戶中，300萬戶可用微水電解決用電，而400萬戶可以用小型風力發電或風光互補發電，滿足用電需要。
民用風力發電的發展趨勢：①功率由小變大。戶用機組從50、100w增大到300、500w，以滿足彩電、冰櫃和洗衣機等用電器的需要。②由一戶一台擴大到聯網供電。採用功率較大的機組或幾台小型機組並聯為幾戶或一個村莊供電。③由單一風力發電發展到多能互補，即“風力—光伏”互補、“風力機—柴油機”互補和“風力—光伏—柴油”互補。④套用範圍逐步擴大，由家庭用電擴大到通訊和氣象部門、部隊邊防哨所、公路及鐵路等。
存在問題
（1）由於原材料價格不斷上漲，小型風力發電機組生產成本，也不斷提高，而購買風機的廣大農牧民經濟收入有限，因此企業銷售價不能隨著上漲，企業利潤空間很小，無利可圖，促使有的企業開始轉產。
（2）有的配套件質量不穩定，性能差，特別是蓄電池，逆變控制器，影響整機發電系統的效率和可靠性。
（4）少數企業生產的小型發電機組質次價高，而且產品沒有通過國家檢測中心測試鑑定就批量生產銷售，售後服務不到位，損害了消費者利益。
組成功能
家用風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構儲能裝置和逆變器等構件組成。發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成：各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能，風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。
主要類型
家庭用風力發電機的價格因發電功率不同而不同，價格從幾千元到上萬元不等，國內像1KW的一般在7000~13000元左右。
有尾舵型
即電機軸與支撐架是垂直安裝的，靠尾舵來適應風向，以達到風向改變時也能發電的目的，此類型結構簡單，尺寸小、安裝使用方便、成本低、效率高等特點。
無尾舵型
即電機軸與支撐架垂直，可以利用來自各個方向的風，具有風切音較小的優點，但風能轉換率會比螺旋槳型的要差一些，不過結構上比螺旋槳型的還要簡單。以上是從葉片的形狀上來分，其實對於整體系統的設計上很重要，即使是相同的葉片，其他系統不同，在風能的利用便會相差很大。
套用擴展方案
套用場景
分散式風力發電系統主要運用領域：可在農村、牧區、山區，發展中的大、中、小城市或商業區附近建造，解決當地用戶用電需求。
解決方案
分散式風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據現有風車技術，大約是每秒三米的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。系統主要由風力發電機、蓄電池、控制器、併網逆變器組成。
方案特點
運用釹鐵硼永磁材料，超載能力強；
封閉式輸電滑環，電纜不纏繞；
具有防腐、防酸雨、防鹽鹼的特性；
微型風機，2-5級風發電儲能；
使用壽命長達15年；
具風向調節，超強風控制功能；
過充過放保護，直流恆壓充電；
運行簡單，無人工值守與特殊維護；
實際占地面積少，對土地要求低，在山丘、海邊、河堤、荒漠等地形惡劣的條件下均可運用；
風輪不僅有同時還增加了立式及風葉的多種藝術造型。
國家相關政策
發展改革委關於印發
《分散式發電管理暫行辦法》的通知
發改能源〔2013〕1381號
各省、自治區、直轄市及計畫單列市、新疆生產建設兵團發展改革委、能源局，華能、大唐、國電、華電、中電投集團公司，國家電網公司、南方電網公司，中廣核、中節能集團公司，國家開發投資公司，中石油、中石化集團公司，中海油總公司，神華、中煤集團公司、中聯煤層氣公司：
為推動分散式發電套用，促進節能減排和可再生能源發展，我委組織制定了《分散式發電管理暫行辦法》。現印發你們，請按照執行。
發展改革委
2013年7月18日
分散式發電管理暫行辦法
第一章 總 則
第一條 為推進分散式發電發展，加快可再生能源開發利用，提高能源效率，保護生態環境，根據《中華人民共和國可再生能源法》、《中華人民共和國節約能源法》等規定，制定本辦法。
第二條 本辦法所指分散式發電，是指在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶端自發自用為主、多餘電量上網，且在配電網系統平衡調節為特徵的發電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯供設施。
第三條 本辦法適用於以下分散式發電方式：
（一）總裝機容量5萬千瓦及以下的小水電站；
（二）以各個電壓等級接入配電網的風能、太陽能、生物質能、海洋能、地熱能等新能源發電；
（三）除煤炭直接燃燒以外的各種廢棄物發電，多種能源互補發電，餘熱余壓餘氣發電、煤礦瓦斯發電等資源綜合利用發電；
（四）總裝機容量5萬千瓦及以下的煤層氣發電；
（五）綜合能源利用效率高於70%且電力就地消納的天然氣熱電冷聯供等。
第四條 分散式發電應遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當地可再生能源和綜合利用資源，替代和減少化石能源消費。
第五條 分散式發電在投資、設計、建設、運營等各個環節均依法實行開放、公平的市場競爭機制。分散式發電項目應符合有關管理要求，保證工程質量和生產安全。
第六條 國務院能源主管部門會同有關部門制定全國分散式發電產業政策，發布技術標準和工程規範，指導和監督各地區分散式發電的發展規劃、建設和運行的管理工作。
第二章 資源評價和綜合規劃
第七條 發展分散式發電的領域包括：
（一）各類企業、工業園區、經濟開發區等；
（二）政府機關和事業單位的建築物或設施；
（三）文化、體育、醫療、教育、交通樞紐等公共建築物或設施；
（四）商場、賓館、寫字樓等商業建築物或設施；
（五）城市居民小區、住宅樓及獨立的住宅建築物；
（六）農村地區村莊和鄉鎮；
（七）偏遠農牧區和海島；
（八）適合分散式發電的其他領域。
第八條 目前適用於分散式發電的技術包括：
（一）小水電發供用一體化技術；
（二）與建築物結合的用戶側光伏發電技術；
（三）分散布局建設的併網型風電、太陽能發電技術；
（四）小型風光儲等多能互補發電技術；
（五）工業餘熱余壓餘氣發電及多聯供技術；
（六）以農林剩餘物、畜禽養殖廢棄物、有機廢水和生活垃圾等為原料的氣化、直燃和沼氣發電及多聯供技術；
（七）地熱能、海洋能發電及多聯供技術；
（八）天然氣多聯供技術、煤層氣（煤礦瓦斯）發電技術；
（九）其他分散式發電技術。
第九條 省級能源主管部門會同有關部門，對可用於分散式發電的資源進行調查評價，為分散式發電規劃編制和項目建設提供科學依據。
第十條 省級能源主管部門會同有關部門，根據各種可用於分散式發電的資源情況和當地用能需求，編制本省、自治區、直轄市分散式發電綜合規劃，明確分散式發電各重點領域的發展目標、建設規模和總體布局等，報國務院能源主管部門備案。
第十一條 分散式發電綜合規劃應與經濟社會發展總體規劃、城市規劃、天然氣管網規劃、配電網建設規劃和無電地區電力建設規劃等相銜接。
第三章 項目建設和管理
第十二條 鼓勵企業、專業化能源服務公司和包括個人在內的各類電力用戶投資建設並經營分散式發電項目，豁免分散式發電項目發電業務許可。
第十三條 各省級投資主管部門和能源主管部門組織實施本地區分散式發電建設。依據簡化程式、提高效率的原則，實行分級管理。
第十四條 國務院能源主管部門組織分散式發電示範項目建設，推動分散式發電發展和管理方式創新，促進技術進步和產業化。
第四章 電網接入
第十五條 國務院能源主管部門會同有關方面制定分散式發電接入配電網的技術標準、工程規範和相關管理辦法。
第十六條 電網企業負責分散式發電外部接網設施以及由接入引起公共電網改造部分的投資建設，並為分散式發電提供便捷、及時、高效的接入電網服務，與投資經營分散式發電設施的項目單位（或個體經營者、家庭用戶）簽訂併網協定和購售電契約。
第十七條 電網企業應制定分散式發電併網工作流程，以城市或縣為單位設立並公布接受分散式發電投資人申報的地點及聯繫方式，提高服務效率，保證無障礙接入。
對於以35千伏及以下電壓等級接入配電網的分散式發電，電網企業應按專門設定的簡化流程辦理併網申請，並提供諮詢、調試和併網驗收等服務。
對於小水電站和以35千伏以上電壓等級接入配電網的分散式發電，電網企業應根據其接入方式、電量使用範圍，本著簡便和及時高效的原則做好併網管理，提供相關服務。
第十八條 鼓勵結合分散式發電套用建設智慧型電網和微電網，提高分散式能源的利用效率和安全穩定運行水平。
第十九條 國務院能源主管部門派出機構負責建立分散式發電監管和併網爭議解決機制，切實保障各方權益。
第五章 運行管理
第二十條 分散式發電有關併網協定、購售電契約的執行及多餘上網電量的收購、調劑等事項，由國務院能源主管部門派出機構會同省級能源主管部門協調，或委託下級部門協調。
分散式發電如涉及供電營業範圍調整，由國務院能源主管部門派出機構會同省級能源主管部門根據相關法律法規予以明確。
第二十一條 分散式發電以自發自用為主，多餘電量上網，電網調劑餘缺。採用雙向計量電量結算或淨電量結算的方式，並可考慮峰谷電價因素。結算周期在契約中商定，原則上按月結算。電網企業應保證分散式發電多餘電量的優先上網和全額收購。
第二十二條 國務院能源主管部門派出機構會同省級能源主管部門組織建立分散式發電的監測、統計、信息交換和信息公開等體系，可委託電網企業承擔有關信息統計工作，分散式發電項目單位（或個體經營者、家庭用戶）應配合提供有關信息。
第二十三條 分散式發電投資方要建立健全運行管理規章制度。包括個人和家庭用戶在內的所有投資方，均有義務在電網企業的指導下配合或參與運行維護，保障項目安全可靠運行。
第二十四條 分散式發電設施併網接入點應安裝電能計量裝置，滿足上網電量的結算需要。電網企業負責對電能計量進行管理。
分散式發電在運行過程中應保存完整的能量輸出和燃料消耗計量數據。
第二十五條 擁有分散式發電設施的項目單位、個人及家庭用戶應接受能源主管部門及相關部門的監督檢查，如實提供包括原始數據在內的運行記錄。
第二十六條 分散式發電應滿足有關發電、供電質量要求，運行管理應滿足有關技術、管理規定和規程規範要求。
電網及電力運行管理機構應優先保障分散式發電正常運行。具備條件的分散式發電在緊急情況下應接受並服從電力運行管理機構的應急調度。
第六章 政策保障及措施
第二十七條 根據有關法律法規及政策規定，對符合條件的分散式發電給予建設資金補貼或單位發電量補貼。建設資金補貼方式僅限於電力普遍服務範圍。享受建設資金補貼的，不再給予單位發電量補貼。
享受補貼的分散式發電包括：風力發電、太陽能發電、生物質發電、地熱發電、海洋能發電等新能源發電。其他分散式發電的補貼政策按相關規定執行。
第二十八條 對農村、牧區、偏遠地區和海島的分散式發電，以及分散式發電的科學技術研究、標準制定和示範工程，國家給予資金支持。
第二十九條 加強科學技術普及和輿論宣傳工作，營造有利於加快發展分散式發電的社會氛圍。
第七章 附 則
第三十條 各省級能源主管部門會同國務院能源主管部門派出機構及價格、財政等主管部門，根據本辦法制定分散式發電管理實施細則。
第三十一條 本辦法自發布之日起施行。
