核心提示：在1980年，國家領(lǐng)導(dǎo)人視察我國的西北部地區(qū)后，向科技部提出了要解決偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民用電問題的批示。這幾年，我們分別開發(fā)了風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)、

　　1．過去

　　在1980年，國家領(lǐng)導(dǎo)人視察我國的西北部地區(qū)后，向科技部提出了要解決偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民用電問題的批示。科技部組織專家對(duì)這些地區(qū)進(jìn)行考察后，提出了發(fā)展小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民供電問題的方案，并列入了國家“六五”科技攻關(guān)計(jì)劃。

　　當(dāng)時(shí)，南京航空學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、沈陽工學(xué)院、清華大學(xué)、長沙鐵道學(xué)院等一批院校和航空部602所、機(jī)械部呼和浩特牧機(jī)所、中科院電工所、北京農(nóng)機(jī)化研究院、浙江機(jī)電研究院、中國氣象科學(xué)院等一批院所以及中國船舶工業(yè)總公司884廠、441廠、內(nèi)蒙古動(dòng)力機(jī)廠、包頭電機(jī)廠、商都牧機(jī)廠、北京聯(lián)合收割機(jī)廠、北京電機(jī)總廠、浙江電力修造廠等企業(yè)都參與了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)、研制。

　　八十年代中后期，我國的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)形成了規(guī)模化生產(chǎn)的能力，在內(nèi)蒙古等偏遠(yuǎn)地區(qū)推廣中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)近二十萬臺(tái)，到1990年在丹東召開全國風(fēng)力機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)成立大會(huì)時(shí)，會(huì)員單位有五十多家。但由于沒有適時(shí)建立產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)體系和市場監(jiān)督機(jī)制，致使大批低質(zhì)量低價(jià)的中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)涌入市場，導(dǎo)致產(chǎn)品的成本與市場價(jià)格錯(cuò)位，提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的企業(yè)失去了市場，也喪失了產(chǎn)品更新?lián)Q代和進(jìn)一步研發(fā)的能力。加上產(chǎn)品的售后服務(wù)體系沒建立，中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品大面積出現(xiàn)質(zhì)量問題，用戶對(duì)中小風(fēng)機(jī)產(chǎn)品失去了信心，市場急劇萎縮，從而使整個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造行業(yè)全面萎縮。

　　按全國風(fēng)力機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)2000年對(duì)全國小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品銷售量的統(tǒng)計(jì)，全國共銷售小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品12670臺(tái)套，其中300w以下的產(chǎn)品12000臺(tái)套，并以低質(zhì)量低價(jià)的產(chǎn)品為主，工業(yè)產(chǎn)值不足2000萬元，不及一個(gè)中小企業(yè)的年產(chǎn)值。

　　造成這種局面的主要原因有如下幾點(diǎn)。

　　1.1 對(duì)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)難度認(rèn)識(shí)不足

　　1992年美國宇航局曾發(fā)表過一篇文章，說明美國宇航局和波音公司由于對(duì)中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)難度估計(jì)不足，而導(dǎo)致為軍方研制的便攜式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)失敗，文章中主要提到中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制上的困難在于：

　　中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)所面對(duì)的自然環(huán)境極為惡劣，由于風(fēng)受地面粗糙度和障礙物的影響很大，離地面高度越高，風(fēng)速越穩(wěn)定。而中小型風(fēng)機(jī)受安裝高度限制，而且不能遠(yuǎn)離用電者居住的地方，所以中小型風(fēng)機(jī)是工作在風(fēng)的紊流區(qū)域，風(fēng)速風(fēng)向的無規(guī)則頻繁變化對(duì)風(fēng)機(jī)的破壞性很大。

　　中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jìn)的控制技術(shù)無法采用，可選擇的材料和技術(shù)手段有限。長期以來，我國的小風(fēng)機(jī)研制缺乏對(duì)小風(fēng)機(jī)使用環(huán)境的研究，比較注重風(fēng)機(jī)的性能測(cè)試數(shù)據(jù)，缺乏對(duì)風(fēng)機(jī)在不同環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)行考核的要求。

　　1.2 產(chǎn)品的技術(shù)要求不合理，配套系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)各自分離

　　雖然我國的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了調(diào)整和修改，但在對(duì)小風(fēng)機(jī)的產(chǎn)品要求上還是按八十年代所訂的風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)來要求，一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是要求風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速在6～8m/s，這是極不合理的。因?yàn)樾⌒惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)受技術(shù)手段的限制，只能采用定漿距葉片，當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)的限速機(jī)構(gòu)必須開始動(dòng)作，否則就可能會(huì)燒毀發(fā)電機(jī)。風(fēng)機(jī)限速后，輸出功率急速下降，從而大大縮小了風(fēng)機(jī)的有效工作風(fēng)速范圍。

　　以年平均風(fēng)速4～5m/s的地區(qū)為例（這也是我國西北部偏遠(yuǎn)地區(qū)較普遍的風(fēng)資源條件），下圖為該地區(qū)全年風(fēng)速的時(shí)表分布圖和風(fēng)能密度分布圖。

　　相對(duì)于國際上通行的做法（將風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速定在10～13m/s的范圍以體現(xiàn)對(duì)風(fēng)能利用最大化的原則），我國的小風(fēng)機(jī)額定風(fēng)速定得低，主要是希望風(fēng)機(jī)的有效工作時(shí)間長，較長時(shí)間滿足用戶的用電需求。這種考慮是有局限性的。風(fēng)能和太陽能一樣，是隨機(jī)性很強(qiáng)的能源，而且能量密度低，希望風(fēng)力發(fā)電機(jī)在任何條件下都能滿足用戶的用電要求是不現(xiàn)實(shí)的，要盡可能滿足用戶的用電要求，最好的辦法是采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，而不是降低風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速。

　　中小型風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速定得低，主要有以下幾方面問題：1）降低了風(fēng)機(jī)的利用率：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率本來就不高，如果我們?cè)侔扬L(fēng)能的有效利用區(qū)域限得很窄，不利于對(duì)風(fēng)能的充分利用。2）增加了風(fēng)機(jī)的成本和技術(shù)難度：風(fēng)能是隨風(fēng)速的三次方成正比的，額定風(fēng)速定得低，同等功率下風(fēng)機(jī)的成本要高很多（我國小風(fēng)機(jī)的重量是國外同功率產(chǎn)品的3～5倍）。風(fēng)機(jī)處于限速狀態(tài)的機(jī)率大，時(shí)間長，相應(yīng)的產(chǎn)生故障的機(jī)會(huì)大，產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)難度大。3）與國際上同類產(chǎn)品的技術(shù)要求不接軌，喪失了國際市場上進(jìn)行產(chǎn)品競爭的能力：太陽能熱水器、太陽能光伏都是按較高的光照強(qiáng)度來考核的，為什么中小型風(fēng)機(jī)一定要按低風(fēng)速來考核？這顯然是不合理的，這對(duì)中小型風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不利。