中小型風力發電及風光互補新能源產業發展分析

    1．過去
    在1980年，國家領導人視察我國的西北部地區后，向科技部提出了要解決偏遠地區農牧民用電問題的批示。科技部組織專家對這些地區進行考察后，提出了發展小型風力發電機解決偏遠地區農牧民供電問題的方案，并列入了國家“六五”科技攻關計劃。
當時，南京航空學院、哈爾濱工業大學、沈陽工學院、清華大學、長沙鐵道學院等一批院校和航空部602所、機械部呼和浩特牧機所、中科院電工所、北京農機化研究院、浙江機電研究院、中國氣象科學院等一批院所以及中國船舶工業總公司884廠、441廠、內蒙古動力機廠、包頭電機廠、商都牧機廠、北京聯合收割機廠、北京電機總廠、浙江電力修造廠等企業都參與了小型風力發電機的設計、研制。
    八十年代中后期，我國的小型風力發電機形成了規模化生產的能力，在內蒙古等偏遠地區推廣中小型風力發電機近二十萬臺，到1990年在丹東召開全國風力機械行業協會成立大會時，會員單位有五十多家。但由于沒有適時建立產品質量檢測體系和市場監督機制，致使大批低質量低價的中小型風力發電機涌入市場，導致產品的成本與市場價格錯位，提供優質產品的企業失去了市場，也喪失了產品更新換代和進一步研發的能力。加上產品的售后服務體系沒建立，中小型風力發電機產品大面積出現質量問題，用戶對中小風機產品失去了信心，市場急劇萎縮，從而使整個小型風力發電機制造行業全面萎縮。
    按全國風力機械行業協會2000年對全國小型風力發電機產品銷售量的統計，全國共銷售小型風力發電機產品12670臺套，其中300w以下的產品12000臺套，并以低質量低價的產品為主，工業產值不足2000萬元，不及一個中小企業的年產值。

    造成這種局面的主要原因有如下幾點。
    1.1 對小型風力發電機的技術難度認識不足
    1992年美國宇航局曾發表過一篇文章，說明美國宇航局和波音公司由于對中小型風力發電機的技術難度估計不足，而導致為軍方研制的便攜式小型風力發電機失敗，文章中主要提到中小型風力發電機研制上的困難在于：
中小型風力發電機所面對的自然環境極為惡劣，由于風受地面粗糙度和障礙物的影響很大，離地面高度越高，風速越穩定。而中小型風機受安裝高度限制，而且不能遠離用電者居住的地方，所以中小型風機是工作在風的紊流區域，風速風向的無規則頻繁變化對風機的破壞性很大。
    中小型風力發電機所能提供的能源有限，考慮到單位功率成本的因素，好的材料和先進的控制技術無法采用，可選擇的材料和技術手段有限。長期以來，我國的小風機研制缺乏對小風機使用環境的研究，比較注重風機的性能測試數據，缺乏對風機在不同環境下進行運行考核的要求。
    1.2 產品的技術要求不合理，配套系統產業各自分離
    雖然我國的小型風力發電機技術標準做了調整和修改，但在對小風機的產品要求上還是按八十年代所訂的風機標準來要求，一個最顯著的特點就是要求風機的額定風速在6～8m/s，這是極不合理的。因為小型風力發電機受技術手段的限制，只能采用定漿距葉片，當風速大于額定風速時，風機的限速機構必須開始動作，否則就可能會燒毀發電機。風機限速后，輸出功率急速下降，從而大大縮小了風機的有效工作風速范圍。
    以年平均風速4～5m/s的地區為例（這也是我國西北部偏遠地區較普遍的風資源條件），下圖為該地區全年風速的時表分布圖和風能密度分布圖。