第一章 绪论 1
第一节 风与风能 1
一、风的形成 1
二、风向 2
三、风速 2
四、风的测量 6
五、风的能量 8
第二节 风能资源 9
一、风能资源的特点 9
二、影响我国风能资源的因素 10
三、我国风能资源区划 11
第三节 风能利用状况与发展趋势 16
一、风能利用的意义 16
二、国内外风能利用状况与发展趋势 17
第四节 风能工程课程的主要内容 20
复习思考题 21
第二章 风力机基础理论 22
第一节 风力机的分类与组成 22
一、风力机分类 22
二、风力机的组成 26
第二节 风力机叶片的空气动力学基本理论 29
一、风力机叶片的空气动力学基本知识 29
二、叶片空气动力学理论 34
第三节 风力机工作基本原理 36
一、阻力型风力机工作原理 36
二、升力型风力机工作原理 37
第四节 风力机的动力特性 37
一、风力机的性能参数 37
二、风力机的动力特性曲线 42
三、风力机的性能测试 49
复习思考题 50
第三章 风力机的设计 51
第一节 风力机设计基础 51
一、风力机的总体设计 51
二、风力机风轮的动力学设计概述 52
三、风力机的可靠性设计要求 54
第二节 风力机叶片的设计 55
一、风力机叶片的材料和结构 55
二、风力机叶片的设计方法 59
三、叶片的升力 66
四、叶片的阻力 66
五、叶片的离心力 67
六、叶片的角动量和尾翼所受的力 67
七、风轮的正面压力 69
八、风力机的扭矩 70
九、风力机的负荷条件 70
第三节 风力机其他主要部件的设计 71
一、轮毂 71
二、齿轮箱 73
三、制动装置 82
四、机舱底盘 85
五、塔架 86
六、基础 89
七、风力机的偏航调向装置 91
八、风力机的转速控制装置 95
九、风力机的增速机构 99
复习思考题 100
第四章 风力发电系统 101
第一节 小型离网型风力发电系统 101
一、小型离网型风力发电概述 101
二、小型风力发电系统的组成和特性 102
三、小型风力发电系统的选择和匹配 103
四、风力发电的供电与储能 108
五、小型风力发电系统的维护与保养 109
六、小型风力发电机组发展趋势 112
第二节 并网型风力发电系统 114
一、并网风力发电现状概述 114
二、风力发电并网运行的条件、连接及运行方式 116
三、并网型风力发电机及其风电系统 119
四、并网风力发电技术发展趋势 128
复习思考题 129
第五章 风能的其他利用 130
第一节 风力提水系统 130
一、风力提水系统的优点 130
二、风力提水发展现状及技术概述 130
三、风力提水机配套水泵 133
四、风力提水机的结构 136
第二节 风力提水机的工作特性 138
第三节 风力提水机风轮的设计 138
一、基本参数的选择 138
二、叶片弦长和安装角的计算 140
三、理想叶片弦长和叶片安装角的线性化处理 141
四、风轮框架的结构设计 143
第四节 风力提水系统的设计 143
一、供需水调查与风轮直径的确定 143
二、各类泵的性能曲线及其与风轮特性的匹配 145
第五节 风力制热 148
一、风热转换途径 148
二、风热转换的形式 149
三、国外风力制热实例 150
第六节 风能与其他能源的互补利用 151
一、风能与太阳能 151
二、风能与水能 151
三、风能与内燃机 152
四、风能与水电互补系统 152
复习思考题 152
第六章 风电场工程建设 153
第一节 风场选址概述 153
一、风场选址的基本原则 153
二、风场选址的规定 154
第二节 小型风力机及风电场的选址 155
一、小型风力机的选址 155
二、风电场场址的选择 156
第三节 风场选址时的具体判断分析 158
一、不同地形下的流场特点 158
二、风力机位置的确定 160
第四节 风电场工程设计 161
一、风电场设计 161
二、风电场建设 163
第五节 风电场运行、维护与管理 164
一、风电场的运行 164
二、风电场的维护 165
三、风电场的管理 166
复习思考题 167
第七章 风能工程的技术经济评价 168
第一节 技术经济评价的基本理论 168
一、技术经济评价的基本原则 168
二、技术经济评价的基本理论 168
第二节 技术经济评价的基本方法和指标体系 171
一、静态经济评价方法 171
二、动态经济评价方法 172
第三节 不确定性分析 174
一、盈亏平衡分析 174
二、敏感性分析 176
第四节 社会效益评价 178
一、社会效益评价的内容 178
二、社会效益评价的方法 178
第五节 风能工程的技术经济评价实例 180
一、某风电场工程基本情况概述 180
二、机组选型 180
三、经济性评价 184
复习思考题 202
主要参考文献 203