风洞试验表明：一个风场上风力机之间的距离应有一定的要求，以免风轮之间产生干扰。试验证明，风力机之间的距离不应小于六个风轮直径。

合适的风场特性综合如下： a、具有较高的平均风速；

b、在风力机来风的方向上没有高大建筑物（其距离与高度有关）； c、在平地的光滑山顶或湖、海中的岛上； d、开阔的平坦地，开阔的海岸线； e、能产生烟筒效应的山谷。

2.4风力机发展现状

2.4.1小型风力发电机（10千瓦以下）

小型风力发电机结构简单，安装和维修方便，适合于无电地区居民使用。目前，其产品已经成熟，整机效率可达25%?30%，运行寿命可达20年。

小型风力发电机多采用水平轴风力机。，风轮的叶片数目2?3片，多用玻璃钢制造。这种材料寿命长，加工复杂的气动外形容易。为了简化结构，小型风力发电机很多采用定桨距风轮。在大风时保护风力机，只能依靠机械气动力刹车或使整个风轮自动偏离风向。

我国小型风力发电机（50?200瓦）发展很快，现已推广应用10多万台，主要分布在内蒙、新疆、青海、甘肃等地。

2.4.2中型风力发电机（10?100千瓦）

中型风力 机大多是70－80年代完成研制并商品化的，技术上已比较成熟，是目前风电场主要机种之一，多用于并网运行。

中型风力发电机多是二叶片或三叶片式风轮，风轮的功率系数CP一般在0.4左右。叶片多数采用玻璃钢制成。风轮布置多采用下风向，无尾舵，有的甚至省掉自调向专用的对风装置，依靠风轮和舱体合理布置实现自调向。

我国的10千瓦和18千瓦风力机已先后作过并网运行。

2.4.3大型风力机（100千瓦以上）

大型风力机的研究，美国、丹麦、德国等技术比较先进。我国在这方面的研究有待进一步拓展。

2.5风光互补发电系统

2.5.1系统的构成与原理

风光互补发电系统的结构框图如下：

图 风光互补发电系统结构框图

发电部分由太阳电池方阵、风力发电机组、柴油发电机组、控制器及蓄电池组组成。

2.5.1.1太阳电池方阵

图 太阳电池发电部分原理框图

上图为太阳电池发电部分的原理框图。太阳电池方阵的支路通过二极管、充电控制器并联向蓄电池充电。

充电控制器采用增量控制太阳电池方阵对蓄电池的充电过程。当蓄电池组的充电电压达到设定的最高充电电压时，自动依次切断一个或数个方阵供电支路，以限制蓄电池的充电电压继续增长，确保蓄电池的寿命，并最大限度的利用和储存太阳电池发出的电能。

2.5.1.2风力发电机组

风力发电机组一般由多台风力机和发电机组成。下图即为风力机输出功率曲线。其中Vc为起动风速，VR为额定风速，此时风机输出额定功率，VP为截止风速。

图 风力发电机输出特性

当风速小于起动风速时，风机不能转动。风速达到起动风速后，风机开始转动，带动发电机发电。输出电能供给负载以及给蓄电池充电。当蓄电池组端电压达到设定的最高值时，由电压检测得到信号电压通过控制电路进行开关切换，使系统进入稳压闭环控制，既得保持对蓄电池充电，又不致使蓄电池过充。在风速超过截止风速时，风机通过机械限速机构使风力 机在一定转速下限速运行或停止运行，以保证风力机不致损坏。

2.5.1.3蓄电池组

如同独立光伏系统中的蓄电池组，发挥同样的作用，储能供无风、无日照的时间使用。

2.5.1.4控制器

在风光互补发电系统中，控制器主要包括风电控制系统，光电控制系统和蓄电池充放电控制器三部分。它们主要是根据蓄电池的充电状况来控制风力发电机组，太阳电池发电方阵的运行方式和开断情况，从而保证负载的正常供电以及系统各个部分的安全运行。

2.5.1.5逆变器

逆变器在系统框图中未标出，它将风力发电机组输出变换后得到的直流电，以及太阳电池方阵输出和蓄电池放电转换成负载所需要的交流电。逆变器主电路由大功率晶体管构成，采用正弦脉宽调制，抗干扰能力强，三相负载不平衡度可达0—100%，还有很强的过载及限流保护功能。

2.5.1.6阻塞二极管

作用也是防止无日照时蓄电池通过太阳电池方阵放电。

2.5.1.7备用柴油发电机

当连续很多天无风，无太阳时可启动备用柴油发电机对蓄电池补充充电，

以防止蓄电池长时

间处于缺电状态。一般柴油发电机只提供保护性的充电电流，其直流充电电流值不宜过高。对于小型的风光互补发电系统，有时可以不配柴油发电机。

2.5.2系统的设计

对于风光互补发电系统设计，其中涉及的问题很多。在这里主要通过一个列子，简单说明风力发电机与太阳电池的功率分配这一核心问题。

例中，风力发电机选用太原汾西机器厂50W—200W系列产品，太阳电池选用哈尔滨克罗拉公司3W—120W非晶硅系列，其电池转换效率取6%，寿命20年。蓄电池选用铅蓄电池，寿命3—5年，放电率30%。不配备柴油发电机。

1、根据资料对当地风力机与太阳电池的年发电量及二者互补的发电量进行测算，如下表所示:

各发电量数据（单位KWh/年）