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风能应用概述
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内容提示：风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。至20世纪下半时，为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源，风力提水机有了很大的发展。现代风力提水机根据用途可以分为两类。一类是高扬程小流量的风力提水机，它与活塞泵相团提取深井地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供饮水。另一类是低扬程大流量的风力提水机，它与螺旋泵相配，提取河水。湖水或海水，主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。风力提水机在我国用途广
风能目前主要用于以下几方面：
1、风力提水
风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。至20世纪下半时，为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源，风力提水机有了很大的发展。现代风力提水机根据用途可以分为两类。一类是高扬程小流量的风力提水机，它与活塞泵相团提取深井地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供饮水。另一类是低扬程大流量的风力提水机，它与螺旋泵相配，提取河水。湖水或海水，主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。风力提水机在我国用途广阔，如“黄淮河平原的盐碱改造工程”就可大规模采用风力提水机来改良土壤。（参考《建筑中文网》）
2、风力发电
利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。风力发电通常有三种运行方式。一是独立运行方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。二是风力发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。三是风力发电并人常规电网运行，向大电网提供电力；常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要发展方向。表1是美国小型风力发电系统的设计指标。
表1是美国小型风力发电系统的设计指标
| 1kw系统 | 8kw系统 | 40kw系统 | |
| 输出功率 | 1kw以上、电压 120V、直流发电机与蓄电池配套使用 | 8kw以上 、60Hz， 120Q40V（与煤气发电系统连接） | 三相、60Hz，240／480V （独立电源或与电力网连接） |
| 额定风速 | 9m／s | 9m／s | 9m／s（水平轴形风车，转 速为400、800、1760r／min） |
| 风速控制范围 | 尽可能宽，但要考虑经济性 | 尽可能宽 | 最高风速为27m／s以上 |
| 能经受风速 | 75m／s | 75m／s | 56m／s以上 |
| 使用年限 | 25年以上 | 25年以上 | 30年以上 |
| 可靠性 | 平均10年内无损坏 | ||
| 制造成本 | 1500美元/kw以下 | 750美元/kw | 500美元／kw |
| 主要设备 | 风机、传动机构、发电机、调节器（塔架、基建、蓄电池自由选择） | 风机、传动机构、发电机、调节器、塔架（蓄电池、逆变器、其他设备、基建自由选择） | 风机、传动机构、发电 机、调节器、塔架、动力输 出装置（基建自由选择） |
3、风帆助航
在机动船舶发展的今天，为节约燃油和提高航速，古老的风帆助航也得到了发展。航运大国日本已在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航，节油率达15%。
4、风力致热
随着人民生活水平的提高，家庭用能中热能的需要越来越大，特别是在高纬度的欧洲、北美取暖，煮水是耗能大户。为解决家庭及低品位工业热能的需要，风力致热有了较大的发展。
“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能。虽然电能转换成热能的效率是100%，但风能转换成电能的效率却很低，因此从能量利用的角度看，这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成热能，即由风力机带动一离心压缩机，对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热，即风力机带动搅拌器转动，从而使液体（水或油）变热（见下图）。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵，使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。风力机还有多种用途，表2给出了风能利用装置的不同用途、它们的类型和大小。
表2风能利用装置的用途、类型和大小
| 用途 | 电力 | 热变换 | 机械力 （热除外） | 其他 | ||||||||
| 大 | 中 | 小 | 大 | 中 | 小 | 大 | 中 | 小 | 大 | 中 | 小 | |
| 山区住房及野营地用电源 | ○ | |||||||||||
| 灯塔、航标电源 | ○ | |||||||||||
| 车站电源 | ○ | |||||||||||
| 通信中继站电源 | ○ | |||||||||||
| 高尔夫球场氛灯照明用电 | ○ | |||||||||||
| 电瓶车充电 | ○ | ○ | ||||||||||
| 捕虫灯 | ○ | |||||||||||
| 海洋、森林、隧道工程用电 | ○ | ○ | ||||||||||
| 农场、牧场灌溉用电 | ○ | ○ | ||||||||||
| 养鱼场、河池的增氧 | ○ | ○ | ||||||||||
| 提取井水 | ○ | |||||||||||
| 谷物和水产品的干燥 | ○ | ○ | ||||||||||
| 谷粒粉碎 | ○ | ○ | ||||||||||
| 温室取暖 | ○ | |||||||||||
| 畜舍取暖 | ○ | |||||||||||
| 垃圾、净水场的沉淀物干燥 | ○ | |||||||||||
| 家庭照明用电 | ||||||||||||
| 家庭空调用电 | ○ | |||||||||||
| 教育旅游用电 | ○ | ○ | ||||||||||
| 孤岛、偏僻地区电源 | ||||||||||||
| 海水淡化用电 | ||||||||||||
| 水的电解（氢） | ||||||||||||
| 道路的融雪 | ○ | |||||||||||
| 港湾内冷冻仓库用电 | ○ | |||||||||||
| 电力系统用电 | ○ | |||||||||||
| 提水系统用电 | ○ | |||||||||||
原文网址：http://www.pipcn.net/research/200506/2821.htm
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