农村小型风力发电技术(第二集)

主持人：听众朋友们，大家好！我是艳红，欢迎收听“致富早班车”节目。在今天的节目时间里，我们继续请中国农机工业协会风力机械分会沈德昌研究员为听众朋友们介绍介绍农村小型风力发电技术，现在，沈老师已经来到了演播室，沈老师，您好！

专家：艳红，你好！听众朋友们，大家好！

1.主持人：沈老师，在上一次节目里，您为听众朋友们介绍了我国小型风力发电机的生产和发展情况、小型风力发电机的运行方式、适宜使用地区，以及小型风力发电机的工作原理和供电情况。安装好风力发电机是利用风力发电的基础，那么在陆地上的安装小型风力发电机要做哪些准备？

专家：在陆地上的安装小型风力发电机，安装前要按说明书的要求作好地基的准备，并对塔架进行试安装。我先介绍一下地基的准备工作，包括挖基础坑、基础的浇制和基础的养护三个方面。

(1)挖基础坑的要点是：第一，在距离风力机使用地点（约12米）附近，确定基础坑的中心位置。第二，按照厂家提供的地基图的尺寸，挖好地基坑（土质条件坚实的地方）。第三，对于土质松软的地方，挖坑时应适当加大基础坑的尺寸。第四，对于有岩石基础坑深度不够的地方，应预制基础坑。

(2)基础的浇制要点是：第一，浇注混凝土前将地脚螺栓、地锚等除锈后予置于基础坑中，浇注中应保证地脚螺栓、地锚处于正确的位置，浇注后地脚螺栓、地锚应位置准确、牢固。第二，浇注使用的水泥标号不得低于安装使用说明书的规定，水泥、碎石和沙子的配合比应符合安装使用说明书的要求。混凝土标号应不低于C15。在冬季施工，基础表面应加覆盖物保温。第三，拉索式塔架的底座基础应处于同一水平面上。

(3)基础的养护要点是：基础浇注12小时后开始淋水养护（炎热和干燥有风天气为3小时），养护时应在基础表面加覆盖物，淋水次数以保持基础表面湿润为好。基础养护时间为5天左右。

2.主持人：刚才您介绍了在陆地上的安装小型风力发电机，有关地基的准备工作，那么地基准备好之后，应对塔架进行试安装，具体该怎样做呢？

专家：目前，户用风力发电机多采用拉索式钢管塔架。塔架的试安装步骤如下：

(1)根据基础四周的环境，选择好塔架起吊的方向。

(2)按说明书要求调整塔架底座板的方位和水平，然后用螺栓将其与水泥基座固定；用肖轴将塔架下部连接到塔架底座板上。

(3)按说明书要求连接四根拉索到塔架上部的固定环，同时将可调螺栓架连接到地锚环上。

(4)按起吊方向对塔架拉索组件进行试安装，将四根拉索下端与相应的四个可调螺栓架相连。

(5)通过旋转可调螺栓架来调节拉索的连接长度，直到塔架垂直于地面为止。然后松开一根拉索连接，放倒塔架。

3.主持人：沈老师，刚才您介绍了在陆地上的安装小型风力发电机，有关地基的准备工作和塔架进行试安装问题，那么在湖区如何安装小型风力发电机呢？

专家：一般情况下，我们利用船体的主立柱和棚梁为固定体，附以三角斜支撑的方式将风力机的塔杆固定在船上来解决小型风力机在船上的安装问题。

4.主持人：安装风力机之前要组装风轮，组装风轮时需要注意哪些事情？

专家：风轮在出厂前都经过试装和静平衡试验，一般来说，风轮的叶片不能互换，有的厂家在叶片与轮毂之间打有安装标记，组装时按标记固定叶片。组装风轮时要注意叶片的旋转方向，一般从迎风面看都是顺时针转的。固定叶片的扭矩要符合说明书的要求。

5.主持人：在进行风力机主机的安装时，其安装步骤如何？

专家：各部件（塔架、风轮、发电机、尾翼等）安装完毕后，应做一次认真的检查。检查螺栓、螺帽是否拧紧，转轴及电机轴是否灵活，各连接部位是否可靠，输电线是否接好，以上全部无误后即可进行风力发电机总机的组装和竖立，组装总机和立机的方法和步骤如下：

用支撑架将塔架上段支起，与地面成10°角。将发电机电缆从塔管内穿通,将回转体、发电机总成安装到塔架上端，注意将发电机的三相输出电缆与发电机接牢固并从塔架下端引出。将风轮总成（组装风轮时，要特别注意风轮的转动方向，要用规定的扭距将叶片固定到轮毂上）安装到发电机输出轴上，并牢牢将其固定。然后安装尾舵总成到机头回转体上。

采用三相短路法使发电机处于停机状态，用人工或吊装设备将风力机竖起来，连接拉索，调整塔架垂直度和拉索张紧度，固定拉索。风力机总机部分就安装完毕了。

6.主持人：风力机主机安装完以后，其电器部件如何布置安装呢？

专家：电器部件包括蓄电池、逆变控制器、卸荷器。

(1)蓄电池安放地点的选择：蓄电池组应安放在通风良好、阳光不能直接照射到的地方。蓄电池之间应保持一定的空隙，以便散热。

(2)逆变控制器固定地点的选择：逆变控制器可以挂放在绝缘的墙上，也可以安放在木架上。逆变控制器的安放地点应当防晒、防雨、干燥并且通风良好。

(3)卸荷器挂接处的选择：卸荷器应挂接在绝热的墙上（且不要挂在木板墙上），挂接的地方也应当防晒、防雨、干燥并且通风良好。

7.主持人：电器部件布置安装完以后，其电器部件的接线顺序如何呢？

专家：(1)接线前要作好以下准备：第一，蓄电池预充电；第二，蓄电池组的放置与蓄电池之间的连线；第三，逆变控制器与卸荷器的安置；第四，使发电机输出线三相短路；第五，关闭所有开关（停车开关除外）。

(2)接线的顺序如下：

第一，先将蓄电池组正负极电缆线与蓄电池组正负极接线柱连接，再将蓄电池组正负极电缆线的另一端与控制逆变器相应接口连接。蓄电池正负极电缆线一定要连接正确、牢固，逆变器与蓄电池的正负极连线不许接反。连接牢固后，将蓄电池的接线柱涂抹上凡士林油以防止接头氧化锈蚀。

第二，发电机的三根输出线与逆变控制器输入接口的连接。

第三，卸荷器出线与逆变控制器相应接口的连接。

第四，用电器总线与逆变控制器输出接口的连接。

8.主持人：对于听众朋友来说，应当怎样使用小型风力发电机呢？

专家：使用小型风力发电机要注意五个方面的问题：

(1)先看说明书。用户使用前必须认真阅读所购买的小型风力发电机、逆变器和蓄电池的使用说明书。

(2)正确选配用电器的功率。由于自然界的风速是不断变化的，风力机大部分时间在低于额定风速的情况下工作。因此，配套用电器的总功率应为风力机额定功率的75%左右。

(3)使用前认真检查。初次使用前，检查风力机安装是否完整，电器系统接线是否正确牢固，蓄电池电压是否在允许使用范围之内。关闭风力机逆变控制器的所有开关。使用时，先打开风力机开关，风力机开始运行发电并向蓄电池充电；再打开逆变器开关，系统开始提供220伏交流电；接着打开用电器开关，系统处于带负荷工作状态。停机时，先关闭用电器开关，再关闭逆变器开关，最后关闭风力机开关（或打开停车开关）。请一定要遵循以上的操作顺序，养成正确的习惯。

(4)风力资源丰富期的使用要点。在我国每年的冬季、春季和秋季，风力资源一般比较丰富，风速较高。此时风力机发出的电也较多，蓄电池容易被充得较满。这段时期可适当增加用电时间，也可以同时使用多个用电器。高风速持续时间较长时，多余的电流向卸荷器，卸荷器的温度会上升。应当注意检查卸荷器的温度（必要时可以暂时停车）。

(5)风力资源贫乏期的使用要点。在我国每年的夏季，风力资源一般比较贫乏，风速较低。此时风力机发出的电也较少，蓄电池不容易被充满。这段时期可适当减少用电时间，或减少同时使用的用电器数量。当低风速或静风持续时间较长时，蓄电池的电压会持续下降。此时，应当注意检查蓄电池的电压，当单个蓄电池的电压低于10伏时，必须将蓄电池送出去充电。

9.主持人：对于用户来说，应当怎样保养小型风力发电机呢？

专家：保养小型风力发电机要注意三个方面的问题，一是对铅酸蓄电池的维护，二是灾害风速到达前的防护，三是日常的维护和保养。

10.主持人：好，沈老师，下面就请您就这几方面分别介绍一下，我们先看看对铅酸蓄电池的维护，在这方面您有什么建议？

专家：对于铅酸蓄电池，除免维护型外，日常维护应注意八点；

(1)蓄电池必须经常保持清洁；

(2)不要使任何外来杂质落入蓄电池内；

(3)蓄电池表面不允许摆放物品，切勿将金属工具落放在蓄电池上面；

(4)必须定期擦净蓄电池整个外部的硫酸痕迹；

(5)各个单体电池间的接触装置以及与导线的连接都必须安全可靠；

(6)如果蓄电池有密封盖和通气栓塞，就必须检查和清理通气孔；

(7)必须注意电解液面的高度，不要让极板和隔板露出液面；

(8)如果蓄电池长期搁置，为了避免过度的自由放电和严重的硫酸盐化，应每月进行一次补充电。

11.主持人：好，刚才您介绍了对铅酸蓄电池的维护，那么在灾害风速到达前，我们应做好哪些方面的防护措施呢？

专家：在灾害风速到达前，要做好三点工作：一是接到大风预报后，按顺序停车或关机；二是使风轮旋转面与尾翼面平行；三是台风来临前，放倒风力机或拆下风轮。

12.主持人：风力发电机的正确维护与保养，是保证机组正常运转、延长使用寿命的重要工作。沈老师，那么在小型风力发电机的日常维护和保养方面，我们应注意哪些问题？

专家：在日常维护中我们总结的经验是“紧固的地方是否松动，转动的部位是否灵活”。

(1)机械部分：日常维护就是平时要经常检查风力发电机的各部件，通过看、听、查，发现问题。经常检查上下立杆的紧固螺栓是否松动，固定立杆的钢丝绳、卡箍是否松动，如有松动，必须马上紧固，听出发电机是否有剧烈抖动、异常杂音，出现这样的问题应马上停机排除。

(2)电器部分：平时要细心观察控制逆变器。各指示灯的含义在说明书上有详细的介绍，如果发生逆变器有异常响声、异味、短路开关经常跳开，应立即停止用电，过载灯常亮应检查照明线路是否短路，用电器是否超过逆变器的额定功率。泄荷电阻大风时发热是正常现象，上面不要覆盖任何物品，蓄电池表面应保持清洁干燥，决不允许放置金属物，以防止发生短路事故，蓄电池应放在阴凉通风的地方。

(3)经常检查：要经常检查蓄电池接线柱与电缆线的连接是否牢固，发现松动应立即紧固，发现蓄电池接线柱锈蚀或蓄电池表面脏污应及时清理。清理蓄电池之前，必须先关闭发电机开关（或打开停车开关）使风力机停下来，接着关闭逆变器开关,再松开蓄电池正、负级电缆接头对蓄电池进行清理。清理之后，先连接紧固好蓄电池正、负级电缆接头，然后依次打开发电机开关，逆变器开关，使系统恢复正常运行。

13.主持人：沈老师，以上您介绍了小型风力发电机的保养问题，现在，小型风力发电机的经济效益怎样？

专家：以目前应用最多的300瓦风力机为例：在年平均风速4.2米/秒的地区，每台300瓦风力机在保证全年处于正常工作状态下，每年可发电700度左右，平均每天1.8度电。根据多年的实际使用情况，使用小型风力发电机的直接经济效益并不明显。300瓦风力发电机组用户平均每天的用电量为1.1度，每月的用电量为33度，一年的用电量才400度。每年节省的能源费用约300～500元，按应用一台300瓦风力发电机投资5000元计算，收回成本需要10年到15年的时间。但是用户所获得的间接经济效益却是因人而异，在有些地区是很显著的。

14.主持人：风能是一种无污染的清洁能源，应该说小型风力发电除了具有一定的经济效益之外，还有一定的社会效益和环保效益，沈老师，请您就这方面介绍一下好吗？

专家：好的。在环保方面，风能和太阳能是一种可再生、无污染的新能源，也称“绿色能源”，与用煤炭、石化发电相比，它没有温室气体CO2的排放，也没有SO2、NO和烟尘的排放，不会给大气环境造成污染。农牧湖区应用小型风力发电系统和风光互补发电系统，对保护生态环境非常有利。

此外，使用小型风力发电机的社会效益是非常显著：

(1)风力机发的电，解决了缺电地区农牧渔民的照明用电问题，他们可以看电视、VCD，使用400瓦风光互补发电系统或500瓦风力发电机的家庭还可以用上冰箱、洗衣机，大大改善了他们的物质和文化生活；有效地促进了当地的精神文明建设；

(2)有了风力发的电，缺电地区农牧渔民可以用来给手机、座机充电，大大方便了他们与外界沟通与交流，有利于取得更多的信息；

(3)有了风力发的电，缺电地区农牧渔民孩子们的学习条件得到极大的改善，他们和城里的孩子一样也能看电视、操作电脑，进行电化教学，教学质量不断提高，缩小了无电地区学校与城镇学校之间的差距。

因此，使用风力发电机的主要效益是社会效益、环境效益和间接的经济效益。

15.主持人：据说目前有将小型风力发电机与太阳能光电板结合起来供电的系统，您能给大家介绍一下吗？

专家：户用风/光互补供电系统是由小型风力发电机组、太阳能光伏电池组、蓄电池、控制-逆变器、电线和用电设备等组成。根据不同地区的风能、太阳能资源，以及不同的用电需求，用户可配置不同的供电模式。户用风/光互补供电系统的控制逆变器上设置了风力机和太阳能光电板两个输入接口，风力发电机和太阳能光伏电池发出的电，通过充电控制器向蓄电池组充电；然后将蓄电池出来的直流电通过逆变器转换为适合通用电器的220伏、50赫兹交流电。户用风/光互补供电系统的优点是可以同时利用当地的风力资源和太阳能资源，起到多能互补的作用。例如：在我国多数地区夏季风力资源较弱，但太阳能资源较强；在冬季太阳能资源较弱，而风力资源较强。采用风-光互补系统能够保证用户均衡充足的用电需求。由于光电板的价格较贵，目前户用风/光互补供电系统中风电与光电的匹配比例一般为3：1左右。例如：300瓦的风力发电机可以配用100瓦的光电板；500瓦的风力发电机可以配用150--200瓦的光电板；1千瓦的风力发电机可配用300--350瓦的光电板。

16.主持人：今后的农村小型风力发电机组应用的发展趋势如何？

专家：农村小型风力发电机组应用的发展趋势主要体现在以下几个方面：

(1)输出功率将增加，过去100瓦（黑白电视、照明）是主流机型，现在300瓦（彩电、照明、风扇）为主流机型，随着农村人民收入的增加、生活的改善，500瓦（彩电、照明、冰箱）、1千瓦（彩电、照明、冰箱和小型电动工具）风力机将成为主流机型。

(2)从单户应用扩展到小型村落供电网络,5千瓦、10千瓦和20千瓦将逐步得到应用。一个村子可以安装一台较大功率的小型风力发电机组，由专业户来管理、维护，为全村服务。

(3)从单一风能发电向多能互补系统发展。如：风-光互补系统、风-柴互补系统等。

(4)应用范围将继续扩大。从北方农牧区向沿海滩涂农村、岛屿和湖区渔村发展。