摘要：风力发电作为人类探索使用清洁能源的标志性产品，有着悠久的历史。在我国，发展最快的是大型并网型风力发电机组，年增长幅度都在20%以上。而小型风力发电机的使用在过去由于配套技术的限制，远没有大型风力发电机成熟，随着电子技术和储能技术的提高，小型风力发电近年来呈现出蓬勃发展的态势。笔者想就小型风力发电的健康发展提一些看法，供大家参考。
（本文作者：胡大林 邮箱：1029656972@qq.com）
风力发电作为人类探索使用清洁能源的标志性产品，有着悠久的历史。随着化石能源的日益减少以及过度使用化石能源对地球环境造成的严重破坏，人类从未像今天这样对使用清洁能源有着如此的迫切。
风力发电是目前人们所掌握的清洁能源获取技术当中，从环境友好性、技术成熟度、获取成本等方面来看是最好的。在我国，发展最快的是大型并网型风力发电机组，年增长幅度都在20%以上。
大型风力发电机组对风能资源有相当高的要求。而单机功率在100kW以下的小、微型风力发电机由于有使用范围广、投资小、对资源要求不高等特点也得到了快速发展，大家看得比较多的是小型风力发电机在偏远地区的家庭使用和城市道路以及景观照明使用等。
小型风力发电机的使用在过去由于配套技术的限制，远没有大型风力发电机成熟，随着电子技术和储能技术的提高，小型风力发电近年来呈现出蓬勃发展的态势。同其它任何事物一样，过速发展所带来的隐患常不为人知。笔者想就小型风力发电的健康发展提一些看法，供大家参考。
一、 小型风力发电机及其应用系统的技术特点和难点
一般人想象中，小型风力发电机不是什么非常重要的产品，谈不上什么技术难度。但就本人看来，小风电和大风电相比，还是有其自己的特点的。要想做出一款真正的好的小型风力发电机或系统，难度的确不小，分析如下;
1、小型风力发电机与大型并网风机各有不同的用途，大型风机是以向电网提供大功率的电能输出为目的，所以对工作环境可以提出苛刻的要求，因此是根据设备选定使用地点。而小型风力发电机是以就近使用清洁能源、解决电网传输不到的地区用电为目的，因此是根据使用地点选定设备。
2、在人口密集区，风能功率很小。根据中国气象局十年的统计，除新疆、西藏、内蒙以及沿海地区外，其它地方年平均风速都是在2~4m/s左右，因此要让小型风力发电机在这些地区有效的使用，就必须解决低风速发电的问题。
3、小型风力发电机一直沿用大风机的参数定义标准，额定基本参量为12m/s风速。这使得设计者和使用者都不同程度的出现误区，设计人员往往注重大风保护的设计而忽略低风速发电的重要性;使用者往往不理解不同风速下风力发电机的出力特性而出现系统容量设计不足。
4、小型风力发电机使用的场合离人众的的活动距离通常较近，且量大面广，因此对风机的安全性要求非常高。
5、小型风力发电机受价格限制，不能采用昂贵的材料和复杂的控制手段来解决安全可靠性问题。
6、小型风力发电机通常没有专业的安装维护人员对风机进行专业的安装、保养和维护。
7、小型风力发电机对环境资源不能有苛刻的要求，因此要兼顾低风速有效发电和大风可靠保护这对矛盾的统一。
8、由于没有固定的退役机制，小型风力发电机的使用寿命应尽可能的长，并且在寿命期终止时应能够安全的失效，不会因失效而对环境和人造成安全隐患。
二、 国内小型风力发电机的技术现状
由于缺乏专用的产品标准及检验规程，现在的小型风力发电机大部分套用大风电的标准及定义，不少厂家甚至利用消费者对风电的不熟悉，乱标功率参数来误导消费者。在系统的设计上，为降低成本，不考虑使用寿命，采用小容量的蓄电池等，最终造成系统工作一段时间后便失效，致使用户失去信心。
笔者觉得，小型风力发电机一般用于离网环境，和用电设备共同组成一个系统，因此，系统设计中将风资源与用电设备的匹配设计最为重要。小型风力发电系统用于渔民渔船、鱼排、偏远地区的小功率用电设施以及北方地区的农村家庭供暖等比较合适。特别是供暖，在北方地区，冬季日照时间短，风大，因此用风力发电来供暖从资源利用上是最匹配的。此外用储热来代替储电也能大大降低系统的初装成本及日后的维护费用。
三、 对风光互补路灯的异议
国内曾风行过一段时间的风光互补路灯，依本人看来，完全是一种概念炒作，是为迎合政府的节能减排的概念而出的，你现在能看到三年后还在正常运行的一整条路的路灯吗?我认为风光互补路灯最主要的问题有以下几项;
1、安全问题：小型风力发电机的叶片一般都是工程塑料制品，抗老化能力差。到了一定时间，叶片根部将失去强度，叶片会在高速旋转状态下飞出去，很容易造成行车事故。此外，路边旋转的叶片也会造成司机的注意力转移，形成安全隐患。
2、系统寿命：风光互补路灯的关键部分是依靠蓄电池来储能，铅酸电池的寿命在2年左右即开始失效，更换的成本很高。所以政府花大价钱装的风光互补路灯大部分用了一段时间后便成了废弃物，最后还是换回常规路灯。
3、亮灯率难以保证：风光互补路灯由于各处的风光资源不一样，因此造成各个系统的发电量有很大差别，因此无法保证每杆路灯的亮灯时间。
4、维护难度大：由于每杆路灯都是一套独立的发电系统，并且各厂家的风力发电系统无法兼容，因此，对于路灯管理部门来说，对风光互补路灯进行维护实际上是不可能的事情。在保修期内主要依靠厂家进行维护，过了保修期后，也就没人管了。因此，现在难以看到有长时间稳定运行的成功案例。
四、 对小型风力发电机的发展建议
1、重新定义和统一小型风力发电机的额定参数标准很有必要。
2、小型风力发电机的技术标准目前还不完善，尤其是对安全性的要求。多年来，国际风电界只注重对大型风力发电机的研究，而对小型风力发电机的研究偏少，加上小型风力发电机应用的广泛性不强，所以经验积累也少。
3、小型风力发电机的使用环境决定了它必须是高可靠性的运动机械产品，同时，小型风力发电机使用的环境恶劣(包括台风、高低温、沙尘、盐雾、紫外线、雷击等)。制定小型风力发电机标准或设计一款安全可靠的风机或将涉及到空气动力学、材料力学、电机学、材料成形、表面处理、结构力学、电力电子学等领域，这不是一个企业或一个科研院所所能胜任的。因此，政府部门发挥政府的职能优势来解决这个问题。如可能，可以参照我国50年代电度表的设计经验，综合各方面的专家和试验条件，进行全国统一设计，推出基本型的产品结构和测试标准，供厂商有偿使用。各厂商可在此基础上开发自己的特色风机。
4、额定转速的设计，高速风机的效率要比低速风机的要高，但在低风速区效率反而不好，力矩特性也差。国外公司喜欢设计高风速的风机，这就是按常规思维的设计方式得出的结果。没有考虑低风速的发电性能和低风速在全年内所占的时间比重，此外还有叶片高速旋转时所带来的安全隐患。我个人认为小型风力发电机应该以强调低风速下的发电性能为主要方向，用年发电量来考核也许就能说明问题了。此外，低速旋转的叶片由于蕴含的动能要小得多，因此叶片断裂后所造成的安全隐患要也要小很多。
5、小型风力发电机的出力特性与配套的电子控制器有直接的关系，一款合适的控制器不仅可以做到对风机的可靠保护，同时也应该能让风力发电机在各种工况下都能发挥最佳的效率。目前设计控制器的人员极少有了解风力发电机的特性的，他们都是把风力发电机当成常规电机来进行设计，因此很难达到理想的结果。
6、小型风力发电机不是一个最终产品，它必须和控制设备和用电设备组成系统后才能体现出它的使用价值。只有合理的配合设计才能发挥各自的优越性。也只有这种统筹设计才能设计出高可靠性、高效率、低成本、易安装、免(少)维护的系统。
五、 总结
近年来，人们对环境保护的意识越来越强，小型风力发电机作为一个易于为人们所接受的清洁能源产品，已越来越多的出现在人们的视线内(如风光互补路灯这类典型应用系统)。也正是看到它美好的前景，诸多厂商和投资者一哄而上，纷纷上马小风机项目。令人忧虑的是，谁也没有关心它的安全隐患，一旦出现安全事故，将是对小型风力发电这个拥有美好前景的产品一个致命的打击。
随着生产和使用的数量增加，这种风险将变得越来越大。因此，我们这些新能源从业者应本着未雨绸缪的心态，克服浮躁心理，沉下心来做好基础工作，将小型风力发电系统的设计工作做好。不要忽悠客户，要正确引导客户客观正确的建设使用它，只有这样，小型风力发电机才有光明的未来。
本人从事小型风力发电行业的时间不长，深信小型风力发电将会普及性的出现在我们的生活当中，因此也更希望我国的小型风力发电行业能走上健康平稳的发展之路!
