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第一章 风能利用概论3

1-1 风的形成3

1-2 风随时间的变化3

1-2-1 风的日变化4

1-2-2 风的季节变化4

1-3 风随高度的变化5

1-4 风的随机性6

1-4-1 风的脉动（紊流）6

1-4-2 风向的变化7

1-5 风的地区局限性8

1-6 风的观测和有关风参数的性质9

1-6-1 风的观测9

1-6-2 有关风参数的性质9

1-7 风能的储量11

1-7-1 地球全部风能的估算11

1-7-2 日本风能的地理分布13

1-7-3 日本风能储量的估算13

1-8 风能利用的历史和现状（小型风力机）14

1-8-1 风车的起源14

1-8-2 风车的普及14

1-8-3 风车的全盛时期14

1-8-4 风力发电机的诞生及实用化15

1-8-5 日本的风能利用17

1-9 风能利用的展望18

第二章 风场的选择23

2-1 风力机的设置场址23

2-2 在平地设置的情况23

2-3 在山脊或山顶设置的情况23

2-4 根据植物生长判定设置场址24

2-5 气象因素对风力机的影响25

2-5-1 紊流25

2-5-2 强风25

2-5-3 风剪切25

2-5-4 结冰和粘雪25

2-5-5 雷25

2-5-6 盐雾损害25

2-5-7 尘砂26

2-6 在建筑物上面或附近设置的情况26

2-7 根据风速判定设置场址27

2-8 日本风能利用的有利地点27

第三章 风力机的基础知识33

3-1 风力机能获得的能量33

3-2 风力机的种类及特征37

3-2-1 水平轴风力机的种类及特征38

3-2-2 垂直轴风力机的种类及特征40

3-2-3 特殊风力机42

3-3 风力机性能的表示方法43

3-3-1 表示风力机性能的特征参数43

3-3-2 风力机的输出功率与转速和风速的关系46

第四章 风力机的设计基础49

4-1 能源需求量的判定49

4-1-1 电负荷的判定49

4-1-2 机械负荷的判定53

4-2 风力机的输出功率及能量56

4-3 风能利用装置60

4-3-1 风力机的能量转换特性60

4-3-2 风能利用装置62

第五章 风力机的空气动力学设计67

5-1 风力机叶片67

5-1-1 风力机叶片的空气动力学68

5-1-2 风力机叶片的角度68

5-1-3 风力机叶片的断面形状71

5-1-4 风力机叶片的面积和实度71

5-1-5 风力机叶片的平面形状72

5-2 风力机叶片的设计方法73

5-2-1 翼型的确定73

5-2-2 风力机叶片的图解设计法75

5-2-3 风力机叶片的叶素理论设计法81

第六章 风力机的结构设计和机械设计91

6-1 风力机的结构设计91

6-1-1 作用在叶片上的离心力91

6-1-2 作用在叶片上的阻力91

6-1-3 风力机的扭矩93

6-1-4 叶片的角动量和尾翼所受的力94

6-1-5 风力机的负荷条件96

6-1-6 风力机的可靠性设计98

6-2 风力机的机械设计99

6-2-1 风力机的转速控制99

6-2-2 风力机的方向控制103

6-2-3 风力机叶片的材料和结构106

6-2-4 帆翼和萨布纽斯叶片108

6-2-5 风力机叶片和主轴的连接形式111

6-2-6 风力机的增速机构113

6-3 塔架114

6-4 塔架的基础118

第七章 风能利用装置的主要组成部分121

7-1 发电机121

7-1-1 汽车用交流发电机的原理和结构121

7-1-2 汽车用交流发电机的性能122

7-1-3 在风力机上用交流发电机发电123

7-1-4 其他发电机125

7-2 蓄电池和逆变器126

7-2-1 蓄电池及其种类126

7-2-2 蓄电池的原理126

7-2-3 蓄电池的性质127

7-2-4 蓄电池的用途127

7-2-5 充电的知识128

7-2-6 蓄电池的维护129

7-2-7 逆变器130

7-3 提水水泵132

7-4 充气和防冻136

7-5 风能的热转换和贮存137

7-5-1 能源的利用结构137

7-5-2 风力-热转换的方式138

第八章 小型风力发电装置的经济性145

8-1 小型风力发电装置的经济性评价145

8-2 小型风力发电装置的电力成本147

8-3 小型风力发电机输出功率的成本估算149

8-3-1 两种风力机的成本比较149

8-3-2 成本估算所需的数据150

第九章 世界上的小型风力机156

9-1 美国156

9-2 澳大利亚169

9-3 加拿大171

9-4 丹麦173

9-5 英国176

9-6 法国177

9-7 西德179

9-8 意大利181

9-9 日本181

9-10 瑞士186

9-11 苏联187

第十章 风力机的实际制作193

10-1 业余爱好者自制风力发电机的实例193

10-1-1 茅野义胜制作的风力机193

10-1-2 金纲均制作的风力机195

10-2 自制风力机的尺寸及形状196

10-2-1 风力机的尺寸范围196

10-2-2 能够自制的风力机的种类196

10-3 木质螺旋桨的制作方法197

10-4 发电机及其配线203

10-5 若干新方案204

10-5-1 提高萨布纽斯风力机性能的方案204

10-5-2 提高垂直轴高速风力机起动性能的方案204

10-5-3 定风向时的风力机205

10-6 家庭组装机的结构举例207

10-7 轴承和滑环209

10-7-1 轴承209

10-7-2 滑环210

10-8 简易的计算法210

小型风力机设计图例215

〔A〕H0.9萨布纽斯风力机215

〔B〕φ0.45螺旋桨风力机216

附录219

一、中国风能资源的分布219

1．中国有效风能密度（瓦／米2）221

2．中国有效风力出现时间百分率（％）221

3．中国全年3—20米／秒风速小时数222

4．中国全年6—20米／秒风速小时数222

二、中国各地的风能资源223

三、中国小型风力机研制概况237

四、介绍几家风能研制单位及厂家243