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目录1

前言1

第1章风力利用概况1

1.1风的形成1

1.2风在时间上的变化2

1.2.1风在一天之内的变化（日变化）3

1.2.2风的季节性变化4

1.3风的高度变化5

1.4风的变动性8

1.4.1紊流8

1.4.2风向的变动9

1.5风的局部地区性10

1.6风的观测和数据的性质11

1.6.1风的观测11

1.6.2风的数据性质13

1.7风能蕴藏量16

1.7.2风能在日本的地理分布17

1.7.1地球上全部风能的估计17

1.7.3 日本风能蕴藏量的估计18

1.8风力利用的历史和现状（以小型风车为主）19

1.8.1风车的起源19

1.8.2风车的普及20

1.8.3风车最盛行时期20

1.8.4风力发电的诞生和实用化22

1.8.5 日本风力利用情况26

1.9风力利用的前景30

2.1风车设置地点32

第2章风车设置地点32

2.2设置在平地上的条件33

2.3设置在山脊或山顶上的条件33

2.4利用树木判断设置地点34

2.5对风车装置有影响的气象35

2.5.1紊流35

2.5.2强风36

2.5.3风切力36

2.5.7砂尘37

2.5.6盐害37

2.5.4结冰及积雪37

2.5.5雷击37

2.6在建筑物上或其附近设置风车38

2.7根据风速考虑风车设置地点40

2.8 日本利用风力有希望的地点40

第3章风车的基础知识45

3.1风车获得的能量45

3.2风车的种类和特征53

3.2.1水平轴风车的种类和特征53

3.2.2垂直轴风车的种类和特征56

3.2.3特殊风车59

3.3表示风车性能的方法61

3.3.1表示风车性能的特性系数61

3.3.2风车输出功率及转速与风速的关系64

第4章风车装置的设计基础66

4.1所需能量的估算方法66

4.1.1 电负载的估算方法66

4.1.2机械负载的估算方法72

4.2风车装置的输出功率和能量77

4.3风力的利用装置83

4.3.1风车能量变换特征83

4.3.2风力的利用装置86

第5章 风车的空气动力学和叶片设计91

5.1风车叶片概述91

5.1.1风车叶片的空气动力学92

5.1.2风车叶片的安装角度95

5.1.3风车叶片的剖面形状99

5.1.4风车叶片的面积和盘面比100

5.1.5风车叶片的平面形状101

5.2风车叶片设计法104

5.2.1叶形的确定104

5.2.2风车叶片图解设计法108

5.2.3风车叶片理论设计法117

6.1风车的结构设计130

6.1.1 作用在风车叶片的离心力130

第6章风车系统的结构和机械设计130

6.1.2作用在风车叶片的阻力132

6.1.3风车的扭矩134

6.1.4螺旋桨的动量矩和作用在尾翼上的力138

6.1.5风车系统的负载条件140

6.1.6风车的安全设计142

6.2风车的机械设计145

6.2.1控制风车转速145

6.2.2风车的方位控制152

6.2.3风车叶片的材质和构造156

6.2.4帆叶式和萨波尼乌斯式风车的叶片161

6.2.5风车叶片和轮毂的结合部165

6.2.6风车的增速机构168

6.3塔架171

6.4塔架的基础176

第7章风力装置的主要结构178

7.1发电机178

7.1.1汽车用交流发电机的原理和结构179

7.1.2汽车用交流发电机的性能181

7.1.3利用交流发电机的风力发电装置182

7.1.4其他发电机185

7.2蓄电池和逆变器187

7.2.1蓄电池及其种类187

7.2.2蓄电池原理188

7.2.3蓄电池性能189

7.2.5充电知识191

7.2.4蓄电池用途191

7.2.6蓄电池的维护与保养196

7.2.7逆变器197

7.3水泵201

7.4通气和防冻207

7.5风能变成热能和贮存209

7.5.1能源消耗的组成209

7.5.2风力热变换方式211

第8章经济性219

8.1小型风力发电装置经济性评价219

8.2小型风力发电装置的电力成本222

8.3小型风车装置输出功率成本计算225

8.3.1 两种类型不同的风车装置成本比较225

8.3.2用于计算成本的数据227

第9章世界各国的小型风车232

9.1 美国233

9.2澳大利亚257

9.3加拿大259

9.4丹麦262

9.5英国267

9.6法国269

9.7联邦德国273

9.8意大利276

9.9 日本276

9.10瑞士284

9.11苏联286

第10章风车的制作291

10.1业余爱好者自制风力发电装置的实例291

10.1.1茅野胜义制作的风车291

10.1.2金纲均制作的风车294

10.2 自制风车的大小和形状295

10.2.1风车的大小296

10.2.2风车的种类296

10.3木螺旋桨的制作方法298

10.4发电机的布线305

10.5几种新的设想308

10.5.1提高波尼乌斯风车性能的设想308

10.5.2提高垂直轴高速风车的起动性309

10.5.3风向一定时的风车装置310

10.6 自行组装风车的结构一例313

10.7轴承和集流环317

10.7.1轴承317

10.7.2集流环318

10.8简便计算方法320

书后附图中的二种风力发电装置的说明322

〔A〕0.9H萨波尼乌斯风车322

〔B〕直径为0.45m的螺旋桨风车324

参考文献328