自制小型风力发电系统的安装方法与维护建议

另一种风力发电系统是小型自制风力发电系统，这类系统一般有2.5～10kW的输出容量。小型自制风力机系统可完全由原始的材料安装而成，例如风力机叶片通常由木头和玻璃纤维制成，或由成套的材料构成。一般将风力机叶片安装在涡轮机轴上，与塔杆相连最终完成整体组装。其他的组装和安装还包括电力线路、断路器和电气控制器。在多数情况下，单个用户不会一天24小时用电，此时便需要电池系统储存多余的电能。由于自制风力发电机一般没有速度控制器，所以其发出的交流电压是没有任何规律的。如果系统中含有直流发电机，叶片的速度也不需要控制，因为直流电压可直接储存到电压水平相近的电池中。直流发电机的转速可以直接控制发电机发出的电压水平。

使用电池储存直流电能时，存在两个主要问题。第一，在电池回路中需增加控制器，以防止电池充爆。如果电池的充电回路不受控制的话，风力发电机可能会在电池充满后继续充电，这种过量充电的状态会使电池毁坏。第二，风力机不运行期间，要控制电池不会因用户过分用电而使电量枯竭。风力发电机在发电时需要少量励磁电压，为了避免电池电压降低至零，电气回路控制是不可或缺的。电气开关在电池将近枯竭时切断，并在风力机叶片再次转动时重新闭合。发电机利用电池中剩余的电力来励磁和起动。有时电池的过充控制和放电控制都被安装在电力变频器（逆变器）上。

电力变频器或逆变器能输出60Hz单相交流电压，并同时控制输出电压的大小。逆变器交流侧直接与用户相连，直流侧连到电池回路，在电池回路中将直流电压转换成交流电压。此类电池需要进行有效的检测和维护，以避免电池耗尽，避免过充或充电不足。

在风力机的安装过程中，从发电机到接地线的所有电力线路都要可靠地连接到电力塔杆上，以避免大风时松弛。用牵索固定电力塔杆和风力机，以避免它们在风中移动。图10-4是一台坐落在房子附近的小型风力机，图10-5是此小型风力机的近观图。图中可以看到小型风力机和其叶片，以及此装置上的所有牵索。

图10-4 在房子附近的小型风力机(www.xing528.com)

（图片来源：西南风力公司）

图10-5 图10-4中风力机的近视图

（注意图中风力机和叶片的尺寸，以及稳定塔的牵索）

为了使想要安装风力机的人能够在少数人的帮助下完成安装，自制风力机系统在不断地改进。这些小型风电系统能够补偿部分电费，但不能完全代替电网公司。和大型的商用风力机相比，这些小系统可能需要更多维护。也就是说，安装这种系统的人最好能够自己维护，或有人愿意（免费）维护系统运行。如果风力系统需要花钱维护，其花销一般要比从电费中节省的费用还要大。评估安装和运行一台小型自制风电系统的可行性和费用时，也要考虑所有预计的费用。