風電設備他山之石—美國風電設備

　　風能利用在美國具有悠久的歷史，大約幾個世紀以前，美國人利用風車等裝置將大自然中的風能轉化為機械能用來粉碎稻谷和提水。１８８８年，ＣharlesＦ.Ｂrush發明的１２ｋＷ直流風力發電機，是風能利用技術發展過程中的一個里程碑,標志著風能利用從機械能轉化跨入電能轉化應用的時代。Ｂrush發明的風機葉輪直徑達到１７ｍ，由１４４個木質葉片組成。此后的５０年中，離網型小型獨立發電系統一直是美國風能利用的主流技術。直到２０世紀３０年代，第一臺交流風機在美國安裝運行。然而，由于大型并網電力技術的高速發展而且化石燃料成本低廉，所以并網電力成本快速下降，成為主要的能源來源。在化石燃料壟斷的電力市場中，風力發電不可能成為主流發電技術，可有可無地緩慢發展。進入７０年代，能源供應安全和化石能源枯竭的危機成為美國經濟增長和社會穩定面臨的巨大挑戰,開發化石能源的替代能源成為包括美國在內的許多國家能源戰略的重要內容，在這種背景之下風電受到廣泛的注意和重視，作為先進的能源儲備技術，在８０年代以后，進入快速發展時期。

　　２０世紀８０年代初風力發電機開始興起，到今天歷經２０年的技術創新和商業推廣，風力發電機已經成為一種重要的大型并網發電技術。丹麥、德國、荷蘭、西班牙和美國是風力發電機機發展的大國和強國，掌握最先進的風力發電機技術和控制技術。２０世紀７０年代，風力發電機直徑只有１０ｍ，發電容量在２２～３５ｋＷ之間；如今的風力發電機直徑達到８０ｍ，發電容量達到幾個兆瓦。單機裝機容量的不斷提高，促進了風力發電機技術的商業推廣。２０年來風力發電機技術發生了很多轉變，可變角度葉片代替了固定角度葉片，直接驅動代替了機車驅動，變速轉換系統代替恒速轉換系統。除此之外，風能發電系統的控制技術不斷成熟，生產材料性能不斷優化。風電技術發展的主要趨勢是，一是要開發適合于海上風電場的大型風力發電機組，充分利用海上的風能資源；其次是拓寬市場促進小型風力發電機系統發展，包括出口到發展中國家的農村地區。近年來在美國，小型聯網機組（１０ｋＷ）的應用非常普遍。

　　２０世紀７０年代ＯＰＥＣ成員國減少石油產量，實行石油禁運，使美國人第一次意識到化石能源的供應危機，１９７０年地球日的大規模群眾運動表明能源問題受到美國民眾的普遍關注。以此為契機，美國政府積極鼓勵包括風電技術在內的可再生能源技術的研發，應對化石能源危機。１９７３年，美國能源部風力發電機項目組研制出水平軸和垂直軸風機。過去１０年中，聯邦政府每年向風電投入的研發基金約４０００萬美元。

　　美國共有將近70家小風機生產企業，占全球小風機生產企業數量的34%。在美國有21家企業在生產垂直軸小風機。至少有10家美國企業在制造或計劃制造安裝在建筑物上的小風機。美國制造商占全球小風機銷售的49%，出口占美國制造商銷售的28%。美國銷售的小風機有94%是由美國制造商生產的。美國銷售的50-100kW的小風機中有四分之一是用于風力和柴油混合發電，主要用于偏遠地區。美國小風機（容量在100kW以下）市場近年增長了78%。這一增長主要是由于私營資本的投資使得制造能力大大增加業界預測美國未來5年內小風機市場會增加30倍。