微风发电不可行报告

感谢您的认可和支持！

没有所谓微风发电 ，以微风发电为主要推广特点的产品请果断拒绝。

风力发电机应该以在确定的风况下实际发多少电，成本是多少来作为竞争条件。

以下分三步说明为何微风发电不可行。

这里的风机指所有的从气流中获取能量的设备，不仅是水平轴或垂直轴，或者是任何奇形怪状的风力发电机。

翻开任意一本风机的书籍，我们可以看到这几个公式。 风中的能量可以通过 计算。

我将其画成示意图，能够直观感受到风速对风的能量的影响。假设一个半径为10米的圆(扫风面积约为314.15㎡)。其风的能量与风速的关系图：

横坐标为风速，单位m/s，纵坐标为风的功率，单位kW

从刚刚的风速与能量的图中取几个点：

如图，10m/s的风的最大功率为200KW，此时就算这台半径为10m的风机理论上的最大功率是0.59*200=118kW。

这里选的几个点，结合曲线的走势，我们可以轻易看出，风速的 微小 变化，会导致风功率的急剧变化。所以 微风发电 ，是 不可能 超过正常发电的。这里非常推荐各位使用我设计开发的小程序 计算风机扫风面积 ，初步估计风机大小，与风机的额定功率，判定风机的功率系数是否合理。

2 水平轴和垂直轴风力机的差异

这两种风机的最重要的差异就是旋转方向。之前我的推文中详细讲过垂直轴风力机的发电原理。结合如今市面上的水平轴风力机，直接上结论： 垂直轴风力机的效率不及水平轴风力机。所有垂直轴风力机全部在内 ， 无论它的形状有多诡异 。

顺便提一句，这个是拿 升力型 的垂直轴风力机与水平轴风机相比，阻力型的垂直轴风力机功率系数更低。可以先看我之前的两篇介绍类的文章。 垂直轴风力机介绍【2】 垂直轴风力发电机介绍

水平轴风力机功率系数曲线	垂直轴风力机功率系数曲线

左图水平轴风力机的不同桨距角对应的功率曲线，是为了风机的功率控制，可以看到水平轴风机的功率系数是很轻松就在垂直轴风力机之上的。

这里的叶尖速比，我之前也有讲过，可以简单理解为风力发电机在各种风速下的工作状态。

3 发电小时数的计算

摘自 https://mp.weixin.qq.com/s/U155gRH7WsaOJP5ZD0_R3g

切入风速 是指风力发电机组开始并网发电的最低风速。 切出风速 也被称为停止风速。这是风力发电机组并网发电的最大风速，即当风速超过这个值时，风力发电机组将停止并网发电，以防风速过高对电网和风电机组造成破坏。这是一种保护措施，旨在确保风电机组在极端天气条件下的安全。

2014年风力发电机的切入风速就已经能够做到3-4m/s，现在的水平轴风力机的最低切入风速已经能够做到2.5m/s。 所以千万不要觉得2.5m/s能发电是个很难的事。

计算年发电小时数的详细步骤，计算风力发电机在一年中可以发电的总量，除以风机的额定功率，即年发电小时数。需要两个数据：

1. 风机的功率曲线

2. 特地场址的风速分布

首先需要获取风机的功率曲线，也就是风力发电机的发电功率与风速的关系曲线（取的假设值，非实际情况）， 假设该风机的额定功率为90KW，即在风速8-9.5m/s时达到额定功率：

首先，我们根据风速分布和功率曲线计算加权平均功率：

加权平均功率 = (0KW * 0.5 + 10KW * 0.2 + 30KW * 0.15 + 60KW * 0.1 + 90KW * 0.05)
= 0 + 2 + 4.5 + 6 + 4.5
= 17KW

然后，我们计算年发电量。一年有8760小时，所以：

年发电量 = 加权平均功率 * 年小时数= 17KW * 8760小时= 148,920 KWh

最后，我们计算等效年发电小时数。这是通过年发电量除以额定功率来得到的：

等效年发电小时数 = 年发电量 / 额定功率
= 148,920 KWh / 90KW
≈ 1,655 小时

为了更准确地得出年发电小时数，应获取更详细的分布图。（以上仅提供方法，不保证计算准确性，可以复核一遍。）

年发电小时数是要拿数据说话，不是嘴上说说。风机要拿实测数据说话，口说无凭！

4 垂直轴风力机的常见形式及其功率系数

所有图片均源自互联网：

以上：垂直轴风机，阻力型，风机功率系数0.2左右。

这种夸张的自然不必多说。

常见的升力型垂直轴风力机， 风机功率系数0.35左右

参考文献：

1《风电机组的控制技术》-叶杭冶 科学家

2 A review on computational fluid dynamic simulation techniques for Darrieus vertical axis wind turbines