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4.3 叶片防雷系统设计 25
5 总结 27
致谢 28
参考文献 29
附录 3
1 绪论
1.1 风力发电机
风是携带丰富潜能的新能源，地球上可用来发电的风力资源约有一百亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的十倍。目前全世界每年燃烧煤燃烧所产生的电能，只有风力在每年内所提供能量的三分之一。因此，风力发电受到国内外的重视，并着手开发新能源。
利用风来发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。二十世纪三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的研究者们利用旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这些小型风力发电机，被广泛应用在多风的海岛和偏僻的乡村地区，它们所需要的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，当时的风力发电量较低，大都在5千瓦以下。
到了1979年，在美国北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的风力装置。这个风车共有十层楼高，风车钢制的叶片直径达到了60米；它的叶片被安装在一个塔型建筑物上，因此风车叶片可自由转动并捕获任何一个方向的电力；当风力时速在38公里以上时，其发电能力也可达到2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能完全自由运动。据估计，即使这些风车只有一半时间能发电，它也能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需求。
风能是一种可再生能源, 可以被利用的风能在全球范围内分布非常广泛, 因此, 风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。目前, 全球的风力发电产业增长迅速, 过去十年平均年增长率达到28%, 欧洲每年在该领域的投资额达到了180亿欧元。中国具有丰富的风力资源, 经初步探明风力发电资源在陆上约为2153亿kW, 沿海估计为715 亿kW, 总计约为10亿kW( 10m 低空范围的风能), 如果扩展到50~ 60m以上高空, 风电资源可开发量至少可以增加一倍, 可望达20亿kW ~ 25亿kW。因此，风电产业的发展有良好的资源基础, 仅2006 年, 全球风电资金中9% 投向了中国, 总额达1612亿欧元, 中国有望成为全球最大的风电市场。
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1.1 风力发电机
1.2 风力发电机分类与结构
按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
1 垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般旋转轴与地面垂直，是一种旋转轴处于垂直方向的风力发电机。垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于：发电效率高，对风向的偏移没有要求，叶片转动半径小，抵抗风能力强（可抗12-14级台风），启动风速小文修保养便宜简单。 垂直轴与水平式的风力发电机对比，在同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高很多，特别是低风速地区；在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定；
图1.2 垂直轴风力发电机
2 水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，是一种旋转轴处于水平的风力发电机。 水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点有：叶片旋转空间大，转速高，效率优良。适合于大型风力发电厂。水平轴风力发电机组的发展历史较长，并已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高。到目前为止，用于发电的风力发电机大多为水平轴，然而还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。