第1章 小型风电系统简介 1
1.1 世界风能资源 8
1.2 风能利弊 10
1.2.1 风能的缺点 10
1.2.2 风能的优点 21
1.3 本书的目的 24
1.4 本书的结构 26
第2章 风和风能 28
2.1 风 29
2.2 海陆风 29
2.3 山谷风 31
2.4 风带 34
2.4.1 科里奥利效应 36
2.5 暴风 38
2.6 摩擦、湍流和明智选址 39
2.7 风能中的数学 44
2.7.1 空气密度 44
2.7.2 扫掠面积 46
2.7.3 风速 48
2.8 小结 49
第3章 风电系统 50
3.1 风电系统的组成 50
3.1.1 风力发电机 50
3.1.2 塔架 52
3.2 风电系统的类型 54
3.2.1 并网系统 54
3.2.2 并网系统的优缺点 62
3.3 备有蓄电池的并网系统 65
3.3.1 备有蓄电池的并网系统的优缺点 68
3.4 独立系统 70
3.4.1 独立系统的优缺点 75
3.5 混合系统 77
3.6 风电系统的选择 80
第4章 风站点评估 81
4.1 电力需求评估 82
4.1.1 评估现有建筑物的电力需求 83
4.1.2 评估新建筑物的电力需求 84
4.2 节能和效率优先 90
4.3 风能资源评估 93
4.3.1 直接测量 94
4.3.2 机场或气象局数据 96
4.3.3 州风力图 97
4.3.4 网上数据库 100
4.3.5 植被变形和其他因素 102
4.4 风力发电机的发电量 105
4.5 风电系统的经济效益 106
4.5.1 发电成本比较 106
4.5.2 计算投资回报率 108
4.5.3 现值法和净现值：贴现费用比较 111
4.6 综合分析 115
第5章 风力发电机入门 116
5.1 风力发电机的结构 116
5.1.1 水平轴风力发电机 117
5.2 小型风力发电机的改进 124
5.3 风力发电机的主要构件 125
5.3.1 叶片 126
5.3.2 材料 126
5.3.3 双叶片和三叶片的选择 126
5.3.4 发电机 128
5.4 风力发电机采购注意事项 129
5.4.1 扫掠面积 129
5.4.2 年发电量 131
5.4.3 耐久性：最大设计风速和塔架顶部重量 132
5.4.4 成本 133
5.4.5 调节系统 135
5.4.6 停止机构 140
5.4.7 噪声等级 144
5.5 其他因素 145
5.5.1 切入风速 145
5.5.2 峰值输出 146
5.5.3 功率曲线 146
5.5.4 额定功率 146
5.5.5 最后的因素 147
5.6 自制风力发电机 150
5.7 小结 154
第6章 塔架及其安装 155
6.1 塔架类型 158
6.1.1 独立式塔架 158
6.1.2 固定拉索式塔架 166
6.1.3 斜倾式塔架 168
6.1.4 无拉索斜倾式塔架 173
6.2 自制塔架 173
6.3 塔架套件 174
6.4 塔锚和塔基 175
6.4.1 塔基 176
6.4.2 塔锚 179
6.5 安全第一 181
6.6 塔架选址 183
6.6.1 风力发电机适当选址 183
6.6.2 影响塔架高度的因素 185
6.6.3 高塔架经济学：打破“小型风力发电机-低塔架”的神话 188
6.7 航空安全和联邦航空局 191
6.8 防雷保护 192
第7章 蓄电池 195
7.1 蓄电池的最佳类型 195
7.1.1 铅酸蓄电池的工作原理 196
7.2 任何铅酸蓄电池都能应用吗 197
7.2.1 为什么车用蓄电池不能应用于可再生能源系统 199
7.2.2 叉车、高尔夫球车或者船用蓄电池能用于可再生能源系统吗 200
7.2.3 旧蓄电池可以用于可再生能源系统吗 200
7.2.4 密封式蓄电池 201
7.3 蓄电池组的接线 203
7.4 估计蓄电池组的容量 204
7.4.1 蓄电池的存储容量：N·h与A·h 206
7.5 蓄电池的维护和安全 207
7.5.1 保暖 207
7.5.2 通风 209
7.5.3 蓄电池箱 210
7.5.4 严禁小孩入内 211
7.5.5 避免深度放电，以延长蓄电池的寿命 211
7.5.6 蓄电池的加水和清洁 215
7.5.7 均衡 217
7.5.8 减少蓄电池的维护 221
7.6 蓄电池的保养 224
第8章 逆变器 225
8.1 基于蓄电池的独立系统逆变器 225
8.1.1 DC-AC变换 226
8.1.2 提高电压 226
8.1.3 方波、改进的方波和正弦波交流电 229
8.1.4 基于蓄电池的逆变器还能做什么 230
8.2 无蓄电池的并网逆变器 232
8.3 多功能逆变器 235
8.4 逆变器的购买 237
8.4.1 逆变器的类型 237
8.4.2 系统电压 238
8.4.3 改进的方波与正弦波 238
8.4.4 输出功率、浪涌能力和效率 240
8.4.5 逆变器的冷却 241
8.4.6 蓄电池充电器 242
8.4.7 噪声和其他考虑因素 242
8.4.8 组合功能 245
8.5 小结 246
第9章 风电系统的维护 247
9.1 基本要求 248
9.2 可攀爬的塔架 248
9.3 斜倾式塔架 252
9.4 终检 252
9.5 小结 253
第10章 最后考虑的问题：分区、许可证、协定、电力公司、保险和购买系统 254
10.1 分区、建筑许可证和限制使用财产协定 255
10.2 地区环境保护条例 255
10.2.1 建筑和电气许可证 256
10.2.2 协定和邻居的忧虑 259
10.2.3 美学 261
10.3 并网：与当地电力公司合作 262
10.3.1 联系电力公司 263
10.3.2 完成细节 264
10.3.3 培养一种富有成效的关系 265
10.4 保险要求 265
10.4.1 财产损失投保 266
10.4.2 责任保险 268
10.5 风电系统的购买 268
10.6 结语 271