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第一章 风能资源概述 1

第一节 风能利用状况与发展趋势 1

一、风能利用的意义 1

二、国内、外风能利用状况 2

三、风能利用发展趋势 5

第二节 风能资源 6

一、风的形成 6

二、风向 6

三、风速 7

四、风的能量 10

五、风能资源特点 11

第三节 我国的风能资源 12

一、影响我国风能资源的因素 12

二、我国风能资源特点 14

三、我国风能资源区划 15

第二章 风力机的基础理论 20

第一节 风力机的空气动力学特性 20

一、风力机叶片的空气动力学基本知识 20

二、风力机叶片的阻力和升力 21

三、风力机叶片的角度 23

四、风力机叶片的断面形状 24

五、风力机叶片的平面形状 25

第二节 风力机的分类 25

一、风力机分类概述 25

二、水平轴风力机 27

三、垂直轴风力机 29

第三节 风力机的组成及工作原理 31

一、风力机的组成 31

二、风力机的工作原理 35

第四节 风力机的动力特性 36

一、表示风力机性能的指标 36

二、风力机动力特性曲线 41

第五节 风轮叶片理论 47

一、叶素理论 47

二、叶素—动量（BEM）定理 48

三、风轮转矩和功率的确定 50

第三章 风场的选址 51

第一节 风场选址概述 51

一、风场选址的重要意义 51

二、风场选址的基本技术原则 51

三、风场选址时的具体判断分析 53

第二节 小型风力机的选址 58

一、平坦地形的选址 58

二、复杂地形的选址 59

第三节 风电场场址的选择 59

一、宏观选址 59

二、微观选址 60

第四章 风力机的设计 62

第一节 风力机系统设计 62

一、风力机的总体设计 62

二、风轮的动力学设计概述 63

三、系统可靠性设计要求 65

第二节 风力机叶片的设计 66

一、螺旋桨式叶片 66

二、风力机叶片的设计方法 67

三、风力机叶片的优化设计 73

第三节 风力机的机械设计 79

一、风力机的转速控制 79

二、风力机的方向控制 82

三、风力机叶片的材料和结构 85

四、风力机的增速机构 111

第四节 风力机的结构设计 113

一、作用在叶片上的离心力 113

二、叶片的升力 113

三、叶片的阻力 113

四、风轮的正面压力 114

五、风力机的扭矩 115

六、叶片的角动量和尾翼所受的力 116

七、风力机的负荷条件 117

八、风力机的可靠性设计 118

第五节 风力机其他部件的设计 119

一、调桨轴承 119

二、风轮轮毂 121

三、齿轮箱 123

四、发电机 132

五、机械制动 135

六、机舱底盘 140

七、偏航驱动 140

八、塔架 142

九、基础 149

第五章 风力发电系统 152

第一节 风力发电系统概述 152

一、风力发电技术的发展史 152

二、国内外风力发电的现状 152

第二节 离网户用小型风力发电系统 153

一、离网户用小型风力发电概述 153

二、小型风力发电系统的组成、基本结构和特性 157

三、小型风力发电系统的选择和匹配 158

四、风力发电的供电与贮能 163

五、典型的小型风力发电机组简介 166

六、有发展前景的小型风力发电方式 169

七、小型风力发电系统的安装、维护与保养 171

第三节 并网风力发电系统 173

一、并网风力发电发展历程、现状和发展趋势 173

二、风力发电并网运行的条件、连接及运行方式 179

三、风电场工程设计 182

四、风电场运行、维护与管理 185

第六章 风力提水系统 189

第一节 风力提水系统概述 189

一、风力提水的特点 189

二、风力提水机配套水泵 189

第二节 风力提水机的工作特性 192

第三节 风力提水系统主要性能指标 193

一、风力提水系统性能指标 193

二、技术规格 193

第四节 风力机参数的确定与计算 194

第五节 风力提水机风轮的设计 196

一、基本参数的选择 196

二、叶片弦长和安装角的计算 198

三、理想叶片弦长和叶片安装角的线性化处理 200

四、风轮框架的结构设计 201

五、风洞模型试验和风轮结构改进 201

第六节 水泵设计与匹配 203

一、泵的结构参数选取 203

二、扭矩调节器 204

第七章 风力制热及风力机的其他应用 205

第一节 风力制热 205

一、风热转换途径 205

二、风热转换的形式 205

三、国外风力制热举例 206

第二节 风力机的其他应用 207

参考文献 209