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第1章 引言 1

1．1 风能的历史 2

1．2 风能利用的现状与未来 6

参考文献 8

第2章 风能转换基本原理 9

2．1 风频谱中可利用的能量 9

2．2 风力机风功率与扭矩 10

2．3 风力机的分类 12

2．3．1 水平轴风力机 12

2．3．2 垂直轴风力机 14

2．4 风力机叶轮特性 16

2．5 风力机空气动力学 17

2．5．1 翼型 17

2．5．2 空气动力学理论 20

2．6 叶轮设计 26

2．7 叶轮性能 30

参考文献 32

第3章 风况分析 33

3．1 风 33

3．1．1 局地效应 34

3．1．2 风切变 35

3．1．3 湍流 37

3．1．4 加速效应 37

3．1．5 时变性 38

3．2 风的测量 40

3．2．1 生态指示物 40

3．2．2 风速仪 41

3．2．3 风向 45

3．3 风数据分析 46

3．3．1 平均风速 47

3．3．2 风速分布 47

3．3．3 风数据分析统计模型 51

3．4 风能分析 60

3．4．1 威布尔分布法 60

3．4．2 瑞利分布法 63

参考文献 66

第4章 风能转换系统 68

4．1 风力发电机 68

4．1．1 塔架 69

4．1．2 叶轮 73

4．1．3 齿轮箱 76

4．1．4 功率调节 77

4．1．5 安全制动系统 80

4．1．6 发电机 81

4．1．7 恒速和变速运行 84

4．1．8 并网 86

4．2 风电场 88

4．3 海上风电 91

4．4 风力泵 93

4．4．1 风力驱动活塞泵 94

4．4．2 风力驱动活塞泵的局限 96

4．4．3 双动泵 100

4．4．4 风力驱动转子动力泵 101

4．4．5 风能电力泵 104

参考文献 106

第5章 风能转换系统的性能 108

5．1 风力机的功率曲线 108

5．2 风力机的产能 112

5．2．1 威布尔分析法 113

5．2．2 瑞利分析法 114

5．3 容量系数 115

5．4 使风力机和风频谱相匹配 119

5．5 风力泵系统的性能 123

5．5．1 风力驱动活塞泵 124

5．5．2 风力驱动转子动力泵 129

5．5．3 风能电力泵 132

参考文献 133

第6章 风能与环境 135

6．1 风能的环境效益 135

6．2 寿命周期分析 138

6．2．1 净能量分析法 140

6．2．2 全寿命周期排放分析法 144

6．3 风能利用的环境问题 146

6．3．1 鸟类问题 147

6．3．2 噪声污染 149

6．3．3 视觉影响 154

参考文献 156

第7章 风能的经济性 159

7．1 影响风能经济性的因素 159

7．1．1 风场特定因素 160

7．1．2 风力机参数 161

7．1．3 能源市场 162

7．1．4 激励和免税政策 163

7．2 净现值法 164

7．3 风能成本 167

7．3．1 初投资 168

7．3．2 运行和维护成本 169

7．3．3 年际成本的现值 170

7．4 风能的效益 171

7．5 经济效益评价指标 172

7．5．1 净现值 173

7．5．2 收益成本比 173

7．5．3 回收期 173

7．5．4 内部收益率 174

7．6 投资折旧减免税 176

参考文献 178

附录 风能资源分析（WERA）软件 179