风能行业分析报告（精选7篇）
1.风能行业分析报告 篇一
风能发电在未来的发展分析
随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路：水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛,为风力发电的主流机型。风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式。这种风力发动机的优点是:投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一百多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场都设有这种风力提水机。风力发电是具有大规模开发和商业化潜力的新能源，特别是近年来风电技术发展迅速，兆瓦级风电机组成为主力机型,成本大幅下降，具备了与常规能源发电竞争的优势，日益受到全球重视，并得到广泛开发应用。
绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力12》报告，报告中指出到2020年，世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%，我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出，中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。
一、风力发电的发展现状
（一）国内风力发电的发展状况
我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226GW，其中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。
我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20世纪80年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1kW、10kW、55kW、220kW等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000年风电发电量增加了近10倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。
1、小型风电机组的发展
目前，我国小型风力发电机组技术已相当成熟，建设速度也较快，特别是5kW以下风力发电机组的制造技术成熟，已大量使用，并达到批量生产的要求。1100、200、300、500W及1 kW、2 kW、5 kW的小型风力发电机，年生产能力可达到5万台以上。
2、大型风电机组的发展
我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口，通过多年来的开发研制，如今，大型风电机组的主要部件已基本实现国产化，其成本比进口机组低20%～30%，国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始，到后来的广东南澳4台250kW机组、辽宁营口安装660kW风电机组、黑龙江富锦单机960 kW机组，再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组，我国已建成一大批大型风力发电场，使我国风力发电迈上了一个新台阶。我国风能资源虽然蕴藏丰富，但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家，故我国的风力发电普及率还很低。在我国，还有一些无电村，其中部分地区风能资源丰富，应开发利用风力发电。
（二）国外风力发电的发展状况
风能的开发利用在国外发达国家已相当普及，尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家，风力发电在电网中占相当比重。20世纪70年代发生了世界性的能源危机，欧美国家政府加大补贴投入，鼓励开展风力发电事业。1973年联邦德国风能资源投入30万美元，到1980年投资就增至6800万美元；美国20世纪80年代初期安装了1700多台风电机组，总装机容量达到3 MW；1979年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴，政府拨款建立小型风轮机试验中心，承担发风轮机许可证任务。到20世纪80年代末，全球共有大型风轮机近2万台，总装机容量2GW。国际市场风力发电成本不断降低，有些条件较好的风力发电场，机组发电成本仅为8美分/kWh，风场运行维修费为1.5美分/kWh。从当前世界风力发电情况来看，无论从风机容量投资、年发电量、运行费用及运行稳定性等指标衡量，200～500kW的中型风电机组都具有较大竞争力。
二、我国风能发电的发展前景
（一）我国风能发电的概述
从自然环境来看，我国居于非常有利的优势地位。我国地域广阔，海岸线长、风力资源十分丰富。据统计，全国平均风能密度大约为100W/m2，风能总量为3226GW，其中可供开发利用的陆上风能总量大约为253 GW。在我国东南沿海及附近岛屿、内蒙和河西走廊，以及我国东北、西北、华北、海南及西青藏高原等部分地区，每年的年平均风速在3m/s以上时间近4000h，一些地区的年平均风速在6～7m/s以上，对于风力发电来说，具有很大的开发价值和广阔的利用空间。按“十一五”发展规划，至2010年我国风电装机总量将突破10GW。
（二）我国风能发电的发展前景
我国是世界上风能最为丰富的国家之一，世界风能也极为丰富，近乎无尽。因此风力发电对于我乃至全球都具有十分广阔的发展前景。首先，风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对于沿海岛屿，交通不便的边远山区及地广人稀的草原牧场，和远离电网或短期内电网还难以达到的农村、边疆，它是解决生产和生活能源的一种可靠途径，风电的发展具有重大的意义。其次，过去几十年经济的高速发展，致使环境受到严重的污染。目前减少二
氧化碳排放成为世界关心并要求共同实现的目标，因此具有节能减排特征的风能的应用成为近来能源发展的方向。
风电的发展不仅与大气环境相适应，与国家经济、世界安全也是分不开的。一直以来风电的发展都受到世界经济和其他能源的重大影响。就目前而言，风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式。随着风轮机的大型化、高效化，风力发电的成本在不断下降，风电价格已能与石油、煤、天然气这些不可再生能源发电及核能竞价。风能自身可再生性，经济性，丰富性优势得到极大体现。而且在赋税方面还受到国家的优惠，假以时日，风电极有可能能与水电一比高低。
近期发生在日本的地震，无疑是对世界能源应用的警示，对能源发展方向的导向，而风能的应用成为对世界最为有利、有益的能源之一。核能一直以来都是以其极大的能量被广泛的研究、应用，核能发电站更是在世界各地广泛存在，但日本的地震引发出了对核能不慎应用的潜在隐患。风力发电的发展存在其可行性与必然性。
21世纪是高效、洁净、安全、经济可持续利用能源的时代，世界各国都在向此方向发展，都把能源的利用作为科研领域的关键允以关注。而通过历史的筛选，及近年来全球新能源的发展动向，我们可以看出风能将成为能源开发的重要角色，而风电也将随之得到极大的发展。
三、利用风能发电的优越性
（一）利用风能资源发电，具有良好的发展前景和其它能无可比拟的优越性。大体可归纳为以下几点。
（二）风力发电是一种干净无污染的可再生自然资源，取不尽，用之不竭，没有常
3、规能源（煤电、油电、核电）造成环境污染的问题。
（三）风电技术日趋成熟，产品质量可靠，能源可用率95%以上。
（四）风力发电的经济性日益提高，发电成本较低，低于电和核电，如果计及煤电的环境保护及交通运输等投资风电成本也低于煤电。
（五）风力发电场建设工期短，单台机组安装方便。
（六）投资规模灵活，易操作。
四、风能发电的发展措施
风能作为永不枯竭的能源，大大超过水流能量，也大于固体、液体燃料能量的总和，由此预示着风电产业将有良好的发展前景。
（一）做好风能资源的勘察
风资源的测定是发挥风电作用的前提基础，因此将来应该在这方面增大投入，对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解，为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况，必须加快开展风能资源的普查工作。这方面，不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入，各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察，认真调查确定可开发风电场的分布和规模。
（二）提高风电机组的制造技术
要提高我国风力发电应用的技术水平，需要不断增进与发达国家的交流，学习其先进技术，只有清楚彼此差距，才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出，到2010年风电装机要有80%的国产化率，必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定：“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。
（三）依托政策发展风电
2006年国家正式实施了《可再生能源法》，通过减免税收、鼓励发电并网、优惠上网价格、贴息贷款和财政补贴等激励性政策来激励发电企业和消费者积极参与可再生能源发电。体现了政府对风电等可再生能源的重视，更重要的是给予了风电在法律上的保护，为风电提供良好的发展空间。
2008年，国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。《规划》提出，有关部门要做好可再生能源发电并网、上网电价及费用分摊有关规定、财政补贴和税收优惠等政策的完善和落实工作。国家有关部门将提出可再生能源发展专项资金的管理办法和使用指南，安排必要的财政资金，支持可再生能源技术研发、试点项目建设、农村可再生能源开发利用、资源评价、标准制定和设备国产化等工作。国家对可再生能源开发利用、技术研发和设备生产等给予税收优惠支持。
这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持，在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作，使风电的发展稳步，快速的发展起来
中国的风电发展迄今已经有30多年，取得了显著进步。但由于基础薄弱，风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台，以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高，风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机，为风电的全面发展作一个系统可行的规划，逐步解决风电发展中的困难，完善风电机制，在提高风电战略地位的同时，早日使风电普及惠民。
2.风能行业分析报告 篇二
关键词：风能,风电场,资源评估,数值模拟
引言
近年来, 随着能源危机的加剧和人们环保意识的增强, 可再生能源的的利用越来越引起人们的关注。风能具有再生性和无污染性的优点, 尤其近十几年来其发电成本已得到大幅下降, 竞争潜力增强。但值得注意的是在风力发电场的建设过程中, 场址的选择是十分重要的, 而其中风能资源的评估是其关键环节, 将直接影响其经济效益。
1 风能资源评估程序
风能资源评估程序包括三个阶段:区域的初选、区域风能资源评估、微观选址。区域的初选 (即宏观选址) 是根据现有的风能资源分布图及气象站的风资源情况, 结合地形从一个相对较大的区域地址筛选较好的风能资源区域, 结合地形地貌和树木等标志物确定风电场的开发范围。区域风资源评估包括对气象站气象资料整编, 对测风资料进行分析, 根据《风电场风能资源评估方法》GB/T18710-2002 标准, 对风电场测风数据进行订正;计算相关的风能参数, 利用专业风资源评估软件 (WASP、WindFarmer等) 绘制风电场预装风电机组轮毂高度风能资源分布图, 结合风电机组功率曲线计算各风机的发电量等参数, 对风电场风能资源进行评估, 以判断风电场是否具有开发价值。微观选址中国内现阶段通常采用国际上较为流行的风电场设计软件WASP及WindFarmer进行风况建模。
2 风能资源评估技术方法及问题特点分析
现有的风能资源评估的技术手段主要有基于气象站历史观测资料的评估、基于气象塔观测资料的评估、风能资源评估的数值模拟。
基于气象站观测资料的风能资源评估的主要问题有: (1) 气象站测风高度只有10m, 因此从10 m高度的风能资源很难准确推断风机轮毂高度的风能资源。 (2) 现有的国内气象站的分布间距状况不能较准确定量地确定一个区域可开发风能资源的覆盖范围和风能储量。 (3) 国内有的气象站大多数都位于城镇近郊, 对风能资源评估结果有一定影响。
基于气象塔观测资料的评估存在问题有: (1) 由于测风资料的时段不统一, 因此对风能资源评估结果的准确度会有一定的影响。 (2) 由于观测对人力、物力的消耗, 不可能在大范围内建立密集的观测网, 也不可能像气象站一样进行常年观测。
风能资源评估的数值模拟的特点是: (1) 理论上, 建立在对边界层大气动力和热力运动数学物理描述基础上的数值模拟技术要优于仅仅依赖气象站观测数据的空间插值方法。 (2) 实际应用上来看, 数值模拟方法可以得到较高分辨率的风能资源空间分布, 可以更精确地确定可开发风能资源的面积和风机轮毂高度的可开发风能储量。
3 主要风能要素计算方法及工程实例
山东某电厂准备开发风电厂, 为选定场址在内陆地区进行了风能资源的评估工作, 以下是该项目的评估内容及结论。
3.1 安装测风塔
为了获得场址处详实的风能资料, 对气象站风资源进行分析后, 在初选风电场场址处安装了1台高70 m的测风塔进行测风。在10m、30m、50m、60m和70m处各安装了1 个风速仪, 在9m和68m处各安装了1 个风向标, 8m处安装了一个温度计, 7m处安装了1个气压计。
3.2 测风数据分析
测风数据分析包括数据的验证、订正并推算出评估风能资源分析所需要的参数。在此采用测风塔一年的测风数据, 得到测风年各高度处的平均风速和平均风功率密度如表1所示。
3.2.1 测风数据的验证
测风数据的验证是检查风电场实测获得的原始数据, 对其完整性和合理性进行判断, 检验出不合理和缺测的数据, 经过适当处理, 得出连续一年完整的风场逐时测风数据。
(1) 完整性验证。
首先检查各高度上的测风数据是否等于预期纪录的数据数量。该项目高度实测数据等于预期记录的96.98%。
(2) 合理性检验。
主要参数的合理范围及检验结果如表2所示。
各高度湍流强度值:60m高度时为0.073, 70m高度时为0.069。根据现场实测数据分析, 1h平均风速、风向温度和气压、10min湍流强度均为99.872%以上, 在合理范围内。
(3) 相关性检验。
在该项目中, 经统计各高度处不合理次数平均比例为10%, 比例高的主要原因可能是现场地处山区沟谷边缘, 地形复杂。不同高度小时风向差值>22.5°的合计有772 次, 占风向总测数的8.81%。
(4) 趋势性检验。
趋势性检验主要参数的合理变化趋势参考值如表3所示。
3.2.2 数据处理
(1) 缺测和不合理数据处理。
当测点有部分缺测数据时, 应作缺测数据的处理。不合理数据处理原则:凡超过相关性检验和趋势检验标准的不合理风速数据, 用其他高度的风速乘以风速梯度k值来替换。风切变指数根据现场观测到各高度切变值。
具体替换公式是:V30m=1.1130×V10m;V50m=1.1997×V10m;V60m=1.2439×V10m;V70m=1.2601×V10m, 其中V为各高度处的风速。
(2) 计算风数据的完整率。
测风数据完整率= (应测数目-缺测数目-无效数据数目) /应测数目。
该项目测风数据完整率=96.53%。
(3) 数据验证结果。
数据完整率应是采集时间的95%以上, 最差也不能低于90%。根据以上分析可看出, 该项目的数据完整率为96.53%, 高于95%。数据完整率较好。
3.2.3 测风数据订正
在进行风电场风能资源分析和发电量估算时, 应对测风塔测风年的测风资料进行适当的订正, 将验证后的风场数据订正为一套反映风场长期平均水平的代表性数据, 即风场测风高度上代表年的逐小时风速风向数据。
该项目将测风塔70m高度处的测风年测风资料与气象站同步实测的风速、风向数据进行16 个风向扇区的相关分析, 相关函数采用线性方程:
y=kx+b
式中:y—风电场风速;x—气象站风速;k、b—系数, 根据实验数据回归得来。
气象站与风电场测风塔70m高度的测风数据在大部分主导风向扇区 (WNW-NNW、SE-SSE) 的相关系数达0.8 以上, 说明风电场测风塔各高度的测风资料与气象站各风向扇区的风速相关性较好。
3.3 风能要素计算
3.3.1 平均风速及风功率密度
根据补充后的完整数据进行分析, 该项目各高度月平均风速如图1所示。
10m处年平均风速为5.36m/s, 平均风功率密度为157.86W/m2。70m处年平均风速为6.77m/s, 平均风功率密度为306.80W/m2, 盛行风向为SSE, 出现频率为15%, 次盛行风向为WNW 、NW, 出现频率分别为12%、11%, 风能密度最大在W, 主要集中在是W 和NW、SSE 和SW 区间 (见图2) 。
3.3.2 风切变指数
风速随高度变化在近地层中有显著的变化, 变化原因是动力因素和热力因素, 假设大气层皆为中性时, 乱流将完全依靠动力原因来发展, 这时风速随高度变化服从普朗特经验公式, 经推导后可以得出幂定律公式:
undefined
式中:Z1、Zn—分别为测内塔不同高度, m;Vn—Zn高度处风速, m/s;V1—Z1高度处风速, m/s;α—风切变指数, undefined, 根据风电场测风塔各高度的测风资料, 求解可得, 遵循以上指数曲线规律。
该项目各高度之间的风切变指数如表4所示。
3.3.3 50 年一遇最大风速
undefined
式中:V50_max—50 年一遇最大风速;u—分布位置参数, u=12.16;α—分布尺度参数, α=0.411。
采用气象站7m/s 以上风速与测风塔70m 同期风速做相关分析, 由此估算出风电场70m 高度处50 年一遇最大风速并推算至风力发电机组轮毂65m高度最大风速为30.69m/s、极大风速为42.96m/s。
3.3.4 风速和风功率密度年变化
根据测风塔各高度测风资料统计, 得出风速、风功率密度年变化曲线。其中代表年测风塔70m 高度风速、风功率密度年内变化曲线如图3所示。
3.3.5 风能资源评价结果
风能资源的综合评价主要采用丹麦Risoe编制的Wasp8.3 软件进行分析, 对于该风电场而言, 地形图和现场考察后判断, 关键在于地形和地表粗糙度的确定。该风电场包含有3个等级的粗糙度, 地表特征有少量植被的地表面、村庄、稀疏的树木。根据风数据、矢量化地图、粗糙度玫瑰图、测风点坐标等原始数据计算风电场风谱得出, 10m高威布尔参数A为6.0, K值为1.95, 年平均风速为5.36m/s, 平均风功率密度为157.86W/m2;70m高威布尔参数A为7.6, K值为2.04, 年平均风速为6.77m/s, 平均风功率密度为306.80W/m2。年有效风速 (3.0m/s～20m/s) 为7555 h。根据GB/T18710-2002 中风功率密度等级表可知, 该风电场风资源接近三级标准, 应用于并网风力发电较好。
4 结论
应用流行的风资源评估软件, 结合测风塔1年测风数据及相关气象站同期及多年测风数据, 计算风电场的代表年风能要素, 对于风电场宏观和微观选址中的风能评估具有较高实用性。为了获得更为精确的评估结果应注意所适用软件的特性, 并注意该区域的局域性条件。
参考文献
[1]GB/T18710-2002.风电场风能资源评估方法[S].
[2]GB/T18709-2002.风电场风能资源测量方法[S].
[3]GHWindFarmer.风电场设计及优化软件用户手册[K].GarradHassan and Partners Ltd, 2005.
3.风能行业分析报告 篇三
在风能的应用领域中，风能发电已趋于成熟，它具备大规模开发和商业化发展前景，并取得了一系列可喜的技术成果。但风能的应用远不止于此。在众多与人类日常生活密切相关的应用中，风能在汽车领域的应用显得格外突出，从专利数据就可以发现，其在“御风而行”的道路上已经迈出了进一步探索的步伐。
风能在汽车中的应用主要分为三方面，即在汽车动力和电力上的应用、风能在汽车制动方面的应用以及风能在汽车冷却中的应用。而从专利角度来看，相对于前两种应用，在冷却方面的申请量相对较少，并且研发的程度也相对有限。
二.专利分析
在风能的应用领域中，风能发电已趋于成熟，它具备大规模开发和商业化发展前景，并取得了一系列可喜的技术成果。但风能的应用远不止于此。在众多与人类日常生活密切相关的应用中，风能在汽车领域的应用显得格外突出，从专利数据就可以发现，其在“御风而行”的道路上已经迈出了进一步探索的步伐。
风能在汽车中的应用主要分为三方面，即在汽车动力和电力上的应用、风能在汽车制动方面的应用以及风能在汽车冷却中的应用。而从专利角度来看，相对于前两种应用，在冷却方面的申请量相对较少，并且研发的程度也相对有限。
涉及汽车冷却方面的专利申请主要集中在三方面：发动机冷却、轮毂散热、除雾和车厢内降温。从申请量来说可以概述为总量少、增长缓慢。自1987年至2011年12月31日中外相关专利共18篇，从1987年之后一直呈缓慢增长趋势，直到2008年开始加速增长，并于2009年达到顶峰，其中2008至2010年的申请量占了总数的55.56%。
而在应用方面，在除雾及室内通风降温方面的申请量最大，占申请总量的44.4%，发动机冷却与和轮毂散热方面则平分秋色，分别占27.8%。从国家分布来看，绝大多数为国内申请，占申请总量的94%。下面分别对上述三方面进行分析。
1.发动机冷却
汽车发动机冷却系统对发动机正常运转、高效节油、低排污和安全行驶有着重要的作用，而冷却系统分为液冷和风冷两种类型。这两种方法各有利弊，液冷效果好但成本高，而风冷效果稍差但成本低廉。如何在小成本的前提下利用风能进一步减少风冷时的能量消耗，提高风冷效果，亦属于发动机冷却领域的新兴研究方向。
在专利申请的内容方面，早在1987年申请的实用新型专利《汽车风力增压器》中，袁志就提出了一种采用迎风口和蛇形导管组成柴油机车用空气增压器。接着2006年马自达汽车股份有限公司申请的发明专利《汽车冷却装置》中也提出了一种利用汽车行驶中的风能控制通风门以提高风扇冷却效果的技术方案。2008年无锡民联轴承制造有限公司申请的实用新型专利中也提供了一种《风冷式自动散热膜片弹簧拉式离合器》，并提出了一种利用车辆在行驶过程中离合器散热片的转动产生风力，对离合器进行冷却的技术方案。
在相关申请中，申请人多为企业，例如马自达汽车股份有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、无锡民联轴承制造有限公司等，这表明已经不断有企业注意到了这项技术，并且愿意将资金投入到该科研方向，同时也能看到一些实际的技术效果。但对其的应用也只是停留在风扇冷却的辅助散热冷却方面，作为辅助手段提高风扇的冷却效果，并不能实现采用风能作为主要散热手段，也没有应用到液冷中去。也就是说，在这些方面，风能还有进一步研究和发展的空间。
2.轮毂散热
由于汽车在行驶及制动过程中的摩擦力会使轮毂升温，进而可导致轮胎升温，严重时甚至造成爆胎。因此及时降低轮毂温度，加快其散热也是保证行车安全的重要技术。从2002年第一篇相关专利出现后，不断有涉及这方面的专利申请出现，但数量很有限。
2002年，漳州市芗城正兴汽车钢圈厂在其申请的发明专利《加强筋轮辋》中，提出了一种通过设置凸筋从而使车轮旋转时还能产生一定的风力，能对钢圈起到散热降温作用。2011年，博爱县月山汽车配件有限公司申请的实用新型《一种散热加强型汽车钢圈轮辐》中，公开了一种当汽车行驶时，位于轮辐上风孔周边的加强筋能产生一定的风力，从而实现对轮辐散热降温的技术方案。
在这些专利中，公司申请量占40%，且多为民营企业，其余的均为个人申请。而重点技术均集中于采用在轮毂上设置板状物并利用行驶时产生的风力为其降温这样的技术手段，但其在降温的同时必然带来风阻，这种风阻带来的弊端与风力降温带来的有益效果之间如何平衡，有待进一步研究，同时采用其他手段对轮毂降温也将是值得研究的方向。
3.除雾及室内通风降温
车厢是个相对封闭的空间，当空气质量不高或不方便开启车窗时，车内的通风降温以及除雾一般只能通过汽油燃烧产生的能量带动空调通风系统来实现。是否能找到一种节能并易于实现的方法已引起人们的关注，且存在一些采用行驶中产生的风能实现上述作用的专利申请。这其中又包括两种类型，分别以两个专利为例。2006年，德国人KULAKLI SAIT申请了一种用于汽车的利用风能产生的能量实现车内降温通风的装置，其技术要点是将行驶中的风能转化为电能再用于冷却。再如1988年郝武斌申请的实用新型专利《汽车驾驶员半导体空调式醒脑器》，提到利用行驶中的风经半导体制冷器降温后吹向驾驶员的头部使其保持清醒，是直接利用行驶中的自然风实现冷却。
经分析，这方面的申请特点是无论国内外无一例外的都是个人申请，所采用的技术手段或者从汽车天窗获取风力为室内降温、换气，或者通过水蒸发降低车厢内温度，或者利用行驶中的风能转化为电能后再实现降温。这些都能够达到一定的技术效果，但首先降温的能力有限，对车外温度有很强的依赖性；其次受到天窗的限制，应用面较窄，实用性并不强，但这并不是说风能在除雾及室内降温方面没有研究价值和发展前景，相反更需要进一步的探索和研究，毕竟已经有些人意识到了风能在该方面可能起到的积极效果，并已经提出了可行的技术手段。
三.意见及建议
风能的应用虽然在发电方面已趋于成熟，但通过上述分析可以发现在汽车中的应用，尤其在冷却方面的应用申请量还很有限，而且重点技术的种类也比较单一，应用的力度也比较有限。该技术尚且属起步阶段，待研究的空间相当广阔，企业和高校等科研力量应该不失时机地跟进并进一步研究，并且在现今汽车市场繁荣但燃油资源堪忧的情况下，纯净且可再生的风能势必成为未来发展的方向之一。
作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心机械部
4.风能在船舶上的应用 篇四
——风能技术在船舶上的应用
摘要
世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，同样对于航运业也是个致命的冲击。因此节能减排成为热门的世界议题。各大航运企业纷纷加大对新能源的研究，考虑如何开发出新型能源以解决面临的化石能源危机问题。风能以其自身各种优势成为很多研究机构都在探讨风能在船舶上的应用问题。本文就风能在船舶上的应用问题进行了介绍与分析，主要在以下几个方面作了讲述：
一、课题研究的背景和意义。
二、风能在船舶上应用的发展历史与国内外风能在船舶上应用的现状。
三、风能在船舶上应用的方式与方法。
四、风能在船舶上应用的技术路线。
五、风能在船舶上应用所存在的难点和关键技术。
六、风能在船舶上应用的创新之处。
七、风能在船舶上应用预期的效益。
关键词：风能、船舶、节能、效益
一、课题研究的背景和意义
地球上可供人类使用的化石燃料资源是有限和不可再生的。据联合国能源署报告,按可开采储量预计,煤炭资源可供人类用200年、天然气资源可用50年、石油资源可用30年。特别是近几年世界燃油价格不断飙升,能源危急日趋严重。在此情况下,风能的利用将可能改变人类长期依赖化石燃料和核燃料的局面。风能是一种无污染的可再生资源,它取之不尽、用之不竭,分布广泛。随着人类对生态环境的要求和能源的需要,风能的开发日益受到重视,风力发电将成为21世纪大规模开发的一种再生清洁能源。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源，可以再生，永不枯竭，分布广泛，遍布世界各地，清洁能源，没有污染。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。
我国早在两千多年前就开始利用风来驱动帆船航行，至少在一千七百多年前已开始利用风来推动风车做功。人类利用风的历史：人类利用风能的历史可以追溯到公元前，我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面和利用风帆推动船舶前进。东汉刘熙在《释书》一书中曾写“帆泛也，随风张幔曰帆”，表明中国1800年前已开始利用风帆驾船。宋朝是我国应用风车的全盛时代，但是流行的垂直轴风车一直沿用至今。
在国外：公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东已获得广泛的应用。13世纪风车传至欧洲，14世纪已成为欧洲不可缺少的原动机。在荷兰，风车先用于莱茵河三角洲湖地和底湿地的汲水，以后又用于榨油和锯木。只是由于蒸汽机的出现，才使欧洲风车数目急剧下降。1973年石油危机以后，常规能源告急，全球生态环境恶化，风能发展，对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义
• 美国早在1974年就开始实行联邦风能计划。其内容主要是：评估国家的风能资源；研究风能开发中的社会和环境问题；改进风力机的性能，降低造价；主要研究为农业和其他用户用的小于100kw的风力机；为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家，超过2X104MW，每年还以10％的速度增长。现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行，其风力机叶片直径为97.5m，重144t，风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制，年发电量达1000万kw•h。根据美国能源部的统计至1990年美国风力发电已占总发 电量的1％。风能有悠久的利用历史，如何借鉴以前的经验结合现如今的先进技术把风能更好的利用在船舶上面成了一个至关重要的问题。新能源和再生能源的开发利用不仅可以解决目前世界能源紧张的问题，还可以解决与能源利用相关的环境污染问题，促进社会和经济的可持续性发展。根据国际权威机构的预测，到21世纪60年代，全球新能源与再生能源的比例，将会发展到世界能源构成的50%以上，成为人类社会未来能源的基石和化石能源的替代能源。目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升温。在21世纪，能源是国民经济发展的动力，也是衡量综合国力、国家文明发展程度和人民生活水平的重要指标。在航运业，绿色船舶已成为未来船舶发展的方向，其中研究利用清洁能源船舶辅助系统最具有革新性和代表性。其将充分利用风能、太阳能以及波浪能等零污染或可再生能源，为船上设施提供相对独立的能量来源，在降低除暴发电机或主机能耗的同时保证船舶的正常航行。风能是比较容易开发的新能源，全球范围内都分布着比较丰富的风力资源，将风能应用在船舶上便成为人们研究的热点。首先，风能的利用有着悠久的历史和丰富的经验；其次，风能是取之不尽用之不竭的自然能源。风能主要是通过布置在船舶上的风帆借助风的能量，在保证船舶各项性能稳定的条件下，从而推动船舶前进。因此，对于我国这样一个能源短缺的发展中国家来说，将风能等新能源应用在船舶上有着重要的意义和深远的影响。
二、风能在船舶上应用的历史
东汉刘熙在《释书》一书中曾写“帆泛也，随风张幔曰帆”，表明中国1800年前已开始利用风帆驾船。宋朝是我国应用风车的全盛时代，但是流行的垂直轴风车一直沿用至今。
20世纪80、90年代，日本在风帆助航的研究和利用方面有了新的突破。1980年日本建造了第一艘装有普通翼帆的新爱德丸（Shin A-ito ku Maru）油轮，新爱德丸好装有两个高12.15m、宽8m的风帆。之后又建造了扇蓉丸、日产丸等机动风帆货船，1984年又设计和建造了26000t的臼杵先锋丸（Usuki Pioneer）和另一艘31000t的现代风帆助航远洋货轮。
1980年，巴黎Pier re和Marie Curie 大学和Cousteau本部研究小组利用空气动力学方面的知识，发明了船用涡轮帆。
1994年“Aghia Marina”号干散货船安装目前全球最大的“风筝”。据悉，“Aghia Marina”号长170米，建于1994年，航速14节，通常运输工业和农业原材料等货物，可一次运输大约28500吨干散货，将成为目前采用德国SkySails风能技术的最大船只。
1998年日本邮船株式会社已在营运的大型远洋煤炭专用船上应用风力发电，该船走日本至北美和日本至澳洲东岸航线。据统计每往返一次，大约可平均每天可以节省燃油130kg。
2000年澳大利亚开发出世界第一艘商用的太阳能和风能混合动力双体客船，是一种既可将太阳能和风能单独作为动力，又可合二为一的新型船舶。
2003年10月15日日本游船公司宣布，它同东海大学等联合开发出船用的风力发电机，计划搭载在2004年8月起航的大型运送汽车专用船上进行实验。
2007年12月15日全球第一艘用风筝拉动的货轮白鲸天帆号（Beluga SkySails）由德国汉堡市起航。
国内的风能应用研究也有很多范例，上海龙泰节能工程有限公司自主研发制造的龙泰牌5-2000KW系列风力发电机应用系统，在中国长航集团上海宝江实业“长轮29004囤船”上首次运行取得圆满成功。“长轮29004囤船”长90米，是5000吨级囤船，常年停泊在吴松口，为驳船提供靠泊、水电供应、应急处理等服务。
世界各国在风帆助航方面都有很多的研究，各国都有实船在运行。丹麦、德国、美国、日本、澳大利亚等过对风能作为船舶推进能源在船舶上的应用都作了研究和实船尝试。有研究学者认为，利用风力的装置推动船只航行，可节省30%—40%的燃料费用。
日本对在大型远洋船上应用风能发电系统的可能性展开了多项比较深入的研究评价工作，已取得很大成功，并已获得不少专利，到2004年日本已有14艘以风做辅助动力的船只航行在海上，它们的耗油量仅为普通机动船的75%。
日本福冈的生态船舶动力公司（EMP）已经开始详细设计其水瓶座系统（Aquarius System）风能和太阳能帆板。
目前该公司正同一些开发合作伙伴合作开发水瓶座系统风能和太阳能帆板。这种帆板将用来收集风能和太阳能，然后用来为船舶提供动力，以便减少燃油耗和温室气体排放。这种坚固的风能和太阳能帆板将产生一种有助于在海上、港口或抛锚时，船舶利用可再生能源。
每张帆板都将通过日本大阪KEI系统有限公司开发的计算机控制系统定位。在这些帆板不用时，可以收拢和储存起来。在风况不利时，可通过调节这些帆板的定位达到减少风阻力的目的，不过仍能够收集太阳能。
日本生态船舶动力公司深信，水瓶座系统风能和太阳能帆板将给航运公司带来引人注目的回报。该水瓶座系统风能和太阳能帆板意味着可在不对各种类型的船舶进行重新设计的情况下使用。水瓶座系统风能和太阳能帆板还可以安装在海军、海岸警卫队和渔业保护船上。
国内风能驱动船的研究及应用：
图1 风力发电驱动船的结构图
以上就是风力驱动船的结构图，船上动力系统由风力发电机(1)、和与发电机(1)相联的变压器(2)、变压器(2)输出端联接的电动机(3)组成。
风能驱动船，顾名思义，为一种利用风力发电实现驱动的船舶。它的结构要点是船上动力系统由风力发电机、和与发电机相联的变压器、变压器输出端联接的电动机组成，并利用风力发电提供电动机运轮产生的动力，推动船只行驶。随着，低碳、节能、环保理念的推广以及相关技术的成熟，风能驱动技术能够在内河、沿海的小型船舶中推广应用。
我国风能驱动船的应用
中国长航集团上海宝江实业“长轮29004囤船”装备了上海龙泰节能工程有限公司自主研发制造的龙泰牌5-2000KW系列风力发电机应用系统，并圆满运行成功。该船设计的风力发电机装机容量20kw，选用4台单机功率为5kw的“龙泰牌” LTFD/HY-5KW风力发电机，按照最长5天无风日计算，当连续5天无风天气下均能满足全船的日常生活需要，体现了超低风速运行的特性，当风速在2米/秒的情况下即开始发电，并能满足220/380V船载设备的正常用电，系统全部采用了数字化全自动控制。为了保证系统稳定和运行安全，实现智能化管理和控制，该项目攻克了数十项技术难题，保证了在全天侯气候条件下的安全运行。实现了微电脑数字化控制，自动跟踪风向并根据额定风速、电压、电流等，自动实现迎风30°/60°/90°偏航直至停机，保证了系统的安全。即时液晶显示发电电压、发电电流、当前风速、输入、输出电压、输出电流、三相输出电源的相电压、频率等。塔架液压自动起降，方便了安装和维修，解决了船载设备的后顾之忧和降低了建造成本。
目前，上海长江沿线港口的类似1800余条囤船全部改用风力发电，每年将节约31320吨柴油，相当于46197吨标准煤，直接产生经济效益23098万余元。
随着柴油的紧缺、油价上涨，我国内河运河内许多驳船也都改装为风力发电驱动，就是安装一种带着螺旋桨的“风力发电机”。由于船舶在航行途中，一般通过风力带动风力发电设备上的螺旋叶，就可直接给电瓶充电。船舶在停泊中，一般风力只要达到三四级，也可给电瓶充电。每条驳船一个航次需充电2次，在正常情况下，航行途中给电瓶充电后，还能基本满足船舶装卸时的用电需求。
瑞士日内瓦消息：Cargill已和希腊船东/船舶管理方Anbros Maritime S.A.签署协议，为其“Aghia Marina”号干散货船安装目前全球最大的“风筝”。
据悉，“Aghia Marina”号长170米，建于1994年，航速14节，通常运输工业和农业原材料等货物，可一次运输大约28500吨干散货，将成为目前采用德国SkySails风能技术的最大船只。
作为全球最大干散货物承租方之一，早在去年2月，Cargill就宣布和SkySails签署供应协议，在造船业使用风能技术，以减少污染气体排放。位于德国汉堡的SkySails长期以来研发一种革新的、具有专利的“风筝”技术，飞行在船艏，可产生足够的推进力，在理想海况下，可减少高达35%的燃料消耗。
根据协议，“Aghia Marina”号将在2012年一季度安装面积达320平方米的“风筝”，将其通过绳索与船相连，在100-420米高空飞行，配有电脑控制的自动操作，将风能运用至最大化。Anbros已加入和Cargill与SkySails一起进行研发和测试。今后五年，由Cargill长期租运的“Aghia Marina”号使用SkySails系统。SkySails公司负责培训船员如何操作风能推进。
三、风能在船舶上应用的方式与方法。人类社会对于风帆助航的理解和认识有着悠久的历史, 工业科技水平的不断提升对于风帆技术的应用起到了巨大的推动作用, 根据风帆的形式及其对风力利用性质的不同, 衍生出了普通翼帆、特种翼帆(包括单转子-翼帆组合体帆、转柱帆、转带帆、Walker 型风帆)、三角帆、天帆、Magnus效应帆(涡轮帆、转筒帆)和仿生帆等众多船舶风帆结构。其中以三角帆和普通翼帆技术应用水平较高, 其他帆型形式在船舶上的应用多是带有试验性质的技术探索。
1.涡轮帆
涡轮帆的基本结构如图2-10所示，它是一个可定向转动的椭圆形筒，在其后缘左右两侧各有一个由许多小孔组成的抽气面，当风速超过极限风速时，它置于灵位，椭圆上下设有端板，在上端板设置一个水平的抽气机，按风速、风向及船速等条件控制抽气量，使帆达到最佳推进效率。
2.蝉翼型帆
概念中的蝉翼型帆可以做成模块布置在船舶上，需要风力助航时可将帆升起，不需要时可将其折叠收藏。如需对风帆模块进行维修或长期不用时可以拆下，但目前仅仅是一个尚存诸多不定因素的概念。
3.风筝型帆
风筝型帆是在船艏张挂巨大的伞翼状的风筝，通过其拖动作用协助船舶前进，从而减少船舶燃料消耗。风筝帆相比上述三种帆成本低，结构简单，对船体改造要求低，占用船舶空间较小，但其释放与控制难度高，对风向的要求更高。
四、风能在船舶上应用的技术路线
1.伞形太阳能帆板双体船
[技术目的]：一种伞型太阳能帆板双体船，属于船舶海洋工程设备技术领域。
[技术方案]：本发明包括：单船体、船体连接架、万向接头、主立杆、伞型骨架、拉杆、套筒、牵引索、伞型太阳能帆板、太阳能光伏阵列、卷扬机、液压油缸、太阳能风帆、支承架、日光感受器、方向控制器。其中，两个单船体之间由船体连接架相联固结组成双体船。每个单船体长60米，宽约8米，两单船体中轴线之间的距离16米，双体船左右舷的最大宽度为24米。在船体连接架的中心位置上安装有万向接头，主立杆通过万向接头与船体连接架相铰接。主立杆高120米，由1.5米直径的铜管制成，铜管壁厚0.05米。主立杆的下部，在双体船中心轴线方向和垂直于双体船中心轴线方向，共设置四个液压油缸。液压油缸的活塞杆与主立杆各成45°角钱接，形成立体的支承，以便借助四个液压油缸的协同动作，使主立杆按照控制的要求，以万向接头为中心变动主立杆轴向的倾斜角度。支承架是一个钢制方管型圆环体，固接在船体连接架两旁的单船体的甲板上。支承架的中心与双体船的几何中心重合。支承架上沿圆周均匀固接着8个平面饺链，每个平面铰链上都连接着一根弧形的伞型骨架。伞型骨架弧形的曲率半径为180米。伞型骨架由无缝钢管制成。每根伞型骨架的弦长为140米，8个伞型骨架共同组成一个球形面，球形面的中心在主立杆的中轴线上。8根拉杆分别铰接在相应伞型骨架距根部端点弦长60米处，每根拉杆的末端与套在主立杆上的套筒7饺接，以利用套筒达到张紧和牵引的作用。在每根拉杆上距离主立杆中心轴28米处，分别有牵引索与之饺接。在主立杆的顶部，安装有8台卷扬机，分别牵引着各自对应的8条牵引索，以便牵引和垂吊8根拉杆，得以控制8个伞型骨架的位置角度。伞型太阳能帆板以伞型骨架为支承安装在伞型骨架上，其投影面积为6万平方米。该面积远大于双体船本体的尺度，尽量扩大了接收太阳能的有效面积。伞型太阳能帆板由尼龙纤维材料制成，质地轻盈，坚固牢靠。太阳能光伏阵列安置在伞型太阳能帆板的上面，以便尽量吸收太阳光的能量。太阳能光伏阵列是采用威海蓝星泰瑞光电有限公司生产的不透明非晶硅太阳能电 池模块组装而成。日光感受器和方向控制器置于双体船内，日光感受器的输入端感受太阳光，日光感受器的输出端通过方向控制器与液压油缸的控制端电连接。
[技术效果]：本发明的技术中，风能和太阳能在船舶推进上协同利用，使双体船完全以绿色能源驱动。它仅依赖、风能和太阳能驱动，完全不需要常规能源包括燃油和燃气的消耗，是一种无排放污染的绿色船舶。
图1：伞形太阳能帆板的双体船的俯视图
图2：伞形太阳能帆板的双体船的正视图 图中：1单船体，2船体连接架，3万向接头，4主立杆，5伞型骨架，6拉杆，7套筒，8牵引索，9伞型太阳能帆板，1 0太阳能光伏阵列，11卷扬机，12液压油缸，13太阳能风帆，1 4支承架，1 5日光感受器，1 6方向控制器
2.小水线面三体太阳能风帆船
[技术目的]：小水线面三体太阳能风帆船，属于船舶海洋工程技术领域。
[技术方案]：本发明包括 : 主船、两个辅船、主桅杆、辅桅杆、上帆梁、中帆梁、下帆梁、横梁、上桅、中桅、下桅、中括板、电流分配器、充放电控制器、超级电容组、电磁接触器、逆变器、变压器和电力推进器。
其中，主船由主船上体、三根主支柱和主下潜体构成。辅船由辅船上体、辅支柱和辅下潜体构成。主船和辅船穿过水面的部分只是三根主支柱和两根辅支柱，使三体船形成小水线面的结构，大幅度降低了三体船航行的兴波阻力。三台电力推进器分别安装在主船上体和两个辅船上体的自尾部，两块中插板分别悬挂在主船上体舷外两侧。
主桅杆安装在主船上体上，两个辅桅杆分别安装在两个辅船上体上。它们都可以绕本身的主轴线转动。上帆梁、中帆梁、下帆梁和横梁自土而下平行安装，并与主桅杆和两辅桅杆铰接。上桅悬挂在上帆梁下，中桅悬挂在中帆梁下，下跪悬挂在下帆梁下。上桅、中桅和下桅都由质地致密而坚固的尼龙纤维制成，能够经受狂风的吹席。上桅、中桅和下桅的表面都粘贴着多块太阳能电池板。多块太阳能电池板由导线互相连接，组成太阳能光伏阵列。上桅、中桅和下桅的面积大小，不受主船本身尺寸大小的限制，它可以制成面积很大的结构，以便安装尽可能多的太阳能电池板，组成强大的太阳能光伏阵列，提供浩大的电量，同时接收足够的风能动力。太阳能光伏阵列的输出端与电流分配器的输入端连接，电流分配器的输出端分别与充放电控制器的输入端和逆变器的输入端连接。充放电控制器的输出端与超级电容组的输入端相连接，超级电容组的输出端通过电磁接触器也与逆变器的输入端连接。电磁接触器的控制端与电流分配器的控制端相连，并由电流分配器控制电磁接触器的动作。逆变器的输出端通过变压器与主船、辅船的电力推进器联接。
太阳能光伏阵列在阳光的照射下，可以持续发电、输出电流。当太阳能充足时，太阳能光伏阵列发出的直流电，通过充放电控制器调制到适当的电流和电压水平，输送到超级电容组的输入端，向超级电容组充电。超级电容组存储的电能，可在任何时刻使用，以驱动船舶。用于驱动推进器的电能通过逆变器转变为交流电，经由变压器引入电力推进器的输入端。当太阳能光伏阵列达不到足够的电流输出、风力又不足以驱动船舶时，电流分配器控制电磁接触器联通，使超级电容组向逆变器的输入端放电。电流经逆变器的输出端流出后，经变压器引入主船、辅船的电力推进器的输入端口。在主船的电力推进器的驱动下，船舶前进。在辅船的电力推进器的的驱动下，两个辅船协同主船调整相对位置，形成前后直线的排列分布，或者根据指令，协同调整各自的方位，牵引太阳能风帆的迎风角度发生精确的转变，船舶即使在侧逆风的情况下，仍然能够顺利前行。
图3：太阳能风帆船的正视图
图中，1是主船上体，2是主下潜体，3是主支柱，4是辅船上体，5是辅下潜体，6是辅支柱，7是主桅杆，8是辅桅杆，9是上帆梁，10是中帆梁，11是下帆梁，12是横梁，13是上桅，14是中桅，15是下跪，16是中括板，17是电流分配器，18是充放电控制器，19是超级电容组，20是电磁接触器，21是逆变器，22是变压器，23是电力推进器。
[技术效果]：采用了三体船的结构，除了主船以外，左右各有两个辅船承担支撑的任务，使巨大的太阳能风帆不至失去平衡，整个船上体也不会发生侧翻事故。船上体均采用小水线面结构，大幅度降低了兴波阻力，使船舶得以快速航行。本发明可在不同的环境条件下，选择由风能单独驱动船舶;由太阳能单独驱动船舶；由太阳能和风力共同驱动；或是利用超级电容组储存的电能驱动，使船舶总是可以持续正常航行。
四、风能在船舶上应用所存在的难点和关键技术
助航风帆系统要求高效安全：风帆状态（包括帆向角、风帆的启停等）和主机转速控制是风帆助航控制系统中两个至关重要的控制要素，因此确保在各种条件（气象条件、航行条件等）下对风帆姿态和主机转速进行最优化控制是风帆助航控制系统的根本目的。综合来说，风帆助航控制系统有如下一些要求：
1、风帆的启停：风帆的启停不但关系到风帆助航系统的节能收益，还关系到风帆助航系统的安全性。因此需要风帆助航控制系统能够根据气象条件和船舶航行状态等因素进行合理而优化的自动控制。
2、帆向角：风帆在使用时，根据风向，按照风帆的最佳帆向角曲线适时的调整帆向角，使得在一定条件下风帆获得最大推力从而获得最大节能效果。
3、主机转速：风帆助航系统大都采用定航速控制方案，即随着风帆推力的增加，减少主机的输出功率，使船舶的航速保持不变，以风帆所得到的推进功率部分作为节能目标。因此需要根据实际情况对主机的转速进行适当的调节，以保持航速不变。
同时
1、风能密度低，风能不能集中，不稳定。
2、风力发电装备昂贵，投资大，风险大。
3、风能使用方式相对单一，很难和船舶有一个很好的结合。
五、风能在船舶上应用的创新之处
公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面和利用风帆推动船舶前进。公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东已获得广泛的应用。
工业科技水平的不断提升对于风帆技术的应用起到了巨大的推动作用, 根据风帆的形式及其对风力利用性质的不同, 衍生出了普通翼帆、特种翼帆(包括单转子-翼帆组合体帆、转柱帆、转带帆、Walker 型风帆)、三角帆、天帆、Magnus效应帆(涡轮帆、转筒帆)和仿生帆等众多船舶风帆结构。其中以三角帆和普通翼帆技术应用水平较高, 其他帆型形式在船舶上的应用多是带有试验性质的技术探索。
2007年12月15日全球第一艘用风筝拉动的货轮白鲸天帆号（Beluga SkySails）由德国汉堡市起航。
伞型太阳能帆板双体船。小水线面三体太阳能风帆船。
六、风能在船舶上应用预期的效益
1、上海东部沿海和长江口区是我国风力资源较为丰富的地区，有数据表明2004-2007年4年间，上海沿江连续3m/s以下的无风日为五天，平均每年3m/s以上的时间在5000小时以上。目前在风能建设利用方面还存在着；建设风电场在立项选址、投资回报等方面受到很多的条件限制不能很快的普及，目前民间应用风电的群体主要是在缺电、无电的地区和不能接通电网的场所，装机功率一般在500-2000W之间，上海地区很少利用。
如何广泛应用这一得天独厚天然可再生资源，将大功率风电应用到目前使用柴油机的场所，在解决企业或投资者对应用新能源的顾虑方面，中国长航集团上海宝江实业“长轮29004囤船”上的典型案例能给人们一个全新的认识。
由上海龙泰节能工程有限公司自主研发制造的5-2000KW风力发电机应用系统在中国长航集团上海宝江实业“长轮29004囤船”上实践取得圆满成功。
长轮29004长90米是 5000吨级囤船，常年停泊在吴松口，为驳船提供靠泊、水电供应、应急处理等服务。由于囤船所需动力全部依靠柴油发电，每天连续不断的机器轰鸣声影响了船员的工作和休息。随着柴油供应的日益趋紧,和价格的不断上涨，运营成本大幅攀升，急剧增加了囤船的运营成本。在中国长航和上海宝江集团领导的高度重视下,由上海龙泰承担该船应用可再生能源的设计和建造。该船设计的风力发电机装机20KW，按照最长5天无风日计算，当连续5天无风天气下均能满足全船的日常生活需要。更主要的是具有超低风速运行的特性，当风速在2米/秒的情况下即开始发电，并能满足220/380V船载设备的正常用电，系统全部采用了数字化全自动控制。由此彻底告别了采用柴油机发电的历史。该项目2008年4月18日通过验收并全部投入运营，各项技术指标均已满足设计要求，从而全面取代了柴油机发电，使该船第一个享受了清洁的可再生能源。
为了保证系统稳定和运行安全，实现智能化管理和控制，该项目攻克了数十项技术难题，保证了在全天侯气候条件下的安全运行。实现了微电脑数字化控制，自动跟踪风向并根据额定风速、电压、电流等,自动实现迎风30°/60°/90°偏航直至停机，保证了系统的安全。
即时液晶显示发电电压、发电电流、当前风速、输人、输出电压、输出电流、三相输出电源的相电压、频率等。
塔架液压自动起降，方便了安装和维修，解决了船载设备的后顾之忧降低了建造成本。
该船原柴油发电供电系统设备成本7.5万元, 每年的运行成本约为13.8万元；(柴油按目前市场价6300元/吨计算费用约8.5万元，机油0.8万元,维修保养费用每年约1.5万元，机械师工资3万元),本次建造的风力发电系统设备、安装费用总计为24万元，使用费用每年不足2万元。
按照20年的折旧计算:
柴油系统运行20年的费用为238.5万元,风力发电运行20年的费用为64万元（不含风电高于柴油三倍的发电量）。
实践证明该船每年直接节约成本8.7万元，不足三年全部收回成本。20年节约柴油240吨，相当于349.8吨标准煤。直接产生经济效益174万余元。
上海长江沿线港口的类似1800余条囤船全部改用风力发电，每年将节约21600吨柴油, 相当于31482吨标准煤。直接产生经济效益15660万余元。
龙泰风电在新技术、建造低成本上的突破，将快速推动风电在我国应用领域的飞跃，绿色能源将会走进社会的各个领域和百姓生活。
2、一种带着螺旋桨的“风力发电机”的新型船舶出现在国内内河航道中。由于船舶在航行途中，一般通过风力带动风力发电设备上的螺旋叶，就可直接给电瓶充电。船舶在停泊中，一般风力只要达到三四级，也可给电瓶充电。正常情况下，航行途中给电瓶充电后，还能基本满足船舶装卸时的用电需求。
在京杭运河德清新市段，这种风力发电设备，依靠风力来获取照明用电，给航行助力，既环保还省钱，目前在安徽和江苏一带比较流行。
据介绍，在去年柴油吃紧时，一些“跑江湖”的船老大想出了这个“好点子”。这段时间来，随着柴油的又一次紧缺，安装风力发电设备的船只就越来越多了，除了外地船只，湖州本地也有部分船只开始用上了这种风力发电设备。
“我的投入成本早就赚回来了。”应用此种风力发电机的已经得到实惠的船老大黄士玉算了一笔细账：这种风力发电设备，可以给12伏蓄电池充电，风力大时也可以为24伏、36伏蓄电池充电。以12伏蓄电池为例，每条驳船一个航次需充电2次，以前用柴油时耗费要20多升燃料，一个船队十条驳船，一个航次下来燃料需200多升。仅此一项支出就达上千元，而一部风车的投入只需700元，加上电瓶等投入也不过2000元。而风力发电设备可用两三年，两者一比较，谁费谁省一看就晓得了。
随着新技术的发展，风能以其各种优点必定会在船舶航运上应用的更加广泛，利用效率也会越来愈高，风能在船舶上应用的前景必定更加广阔。
文献：
《 帆船史 》 杨槱（上海交通大学出版社2005年出版）《运河里行驶着风力发电船》
《一种利用风力发电驱动的船》 李积顺 《风电在船舶中的应用》
《伞形太阳能帆板双体船》 上海交通大学 《小水线面三体太阳能风帆船》 上海交通大学
《太阳能和风能在船舶上的应用分析》 武汉理工大学
《风能发电在远洋货船上应用的研究》 上海船舶运输科学研究所 《现代风帆助航船航行模式分析》 杨烨 邱立强
5.风能行业分析报告 篇五
阅读下面一篇文章，完成7—10题（14分）
①风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。较之其他新能源，风电优势更加明显：它蕴藏量大，超过所有油、气、煤的储藏量；理论上仅1%的风能就能满足人类能源需求。
②在江苏沿海，从南通向北直到连云港，有连绵数百公里的滩涂，这是一块孕育着财富和梦想却一直被自然掖藏着的新大陆。这里常年风速保持在每秒7-8米，正是绝佳的风电场。
③这一带可建超过1000万千瓦的海上风电场，相当于三峡的装机容量，堪称“海上三峡”，却没有百万移民的负担，也不占用耕地和消耗水资源。而1个三峡的投资，可以建2-3个三峡规模的风电场。而且风力是一种洁净的`自然资源，没有火力发电排放大量二氧化碳所带来的污染。
④虽然前景如此诱人，但是风能却并非竖起风车就等着发电。因为有两个世界性的“拦路虎”：一是，风电之于火电，由于电压、频率波动性大，因而大规模并入常规电网，会危害常规电网；二是，风力机结构复杂，风电价格远高于煤电，我国风电设备单位功率的费用是煤电的两倍以上，电网公司很难接受或根本不愿意购买风电，有人据此将风电比喻为“垃圾电”。
⑤有专家经过研究发现,风电对于某些工业生产，特别是有色冶金、氯碱等高耗能产业，如能直接非并网利用，会像黄金一样宝贵。不但减少或完全消除对电网的危害，也降低了生产成本，大大提高生产效率。通过非并网技术使风电快速进入特定高耗能产业，使“垃圾电”变成“黄金电”。电解铝生产来说,每吨铝的耗电量是惊人的1.5万千瓦时，如果风电专门供应大型铝厂，巨大的电能就被“置换”出去，风能也因此获得了普惠社会的方式。这是一项geming性的技术，有很强的挑战性，如果能够成功，中国的风电技术将领先世界。
⑥目前，非并网技术已经基本攻克，下一步就是在江苏省内找一个试点。一旦试点成功，它将是世界利用风能的最新里程碑。
7．通读全文后，请为本文拟一个恰当的标题。（2分）
8．第②段中，为什么说“这是一块孕育着财富和梦想却一直被自然掖藏着的新大陆？（4分）
9．结合语境，说说下列句子中加点词语的表达效果。（4分）
①通过非并网技术使风电快速进入特定高耗能产业，使“垃圾电”变成“黄金电”。
②一旦试点成功，它将是世界利用风能的最新里程碑。
10．为什么要大力发展风电产业？请分条陈述。（4分）
参考答案：
7、风能将成就江苏沿海成为“海上三峡”（或“江苏沿海风能利用前景诱人）
8、因为这里蕴藏着巨大的风力资源，一旦利用将产生巨大的经济和社会价值，但是由于技术条件的限制目前还没有充分利用。
9、①“黄金电“用打比方的方法，生动而形象地说明非并网技术将使风电产生巨大的效益，变得像黄金一样宝贵。
②“一旦“表示时间的不确定，表明非并网技术还在试点阶段，将来有可能成为现实。体现了说明文语言的准确性。
6.风能行业分析报告 篇六
1 资料来源和分析方法
笔者研究的范围为广东沿海海域, 文中提及的各海洋站位置如图1所示。闸坡、云澳、大万山和遮浪等海洋站的风速资料取自国家海洋局南海档案馆。海洋站的风速资料在1995年7月前使用的是EL型电传风向风速仪;1995年7月后使用的是XFY3-1风向风速仪, 每小时测1次, 取24 h平均为日平均风速。东山站风速取自文献[4]。广东省站风资料取自广东省气象局。广东省气温资料取自文献[3]。全球温度距平资料取自J.Palutikof的统计值, 其气候平均值为1961—1990年平均。
注意到20世纪70年代以前的测风主要是使用风压板, 存在较大误差, 在分析风速减弱趋势时, 笔者着重分析最近40年由电传测风仪观测的资料。在分析风速减弱对风能发电影响时采用对比方法[2,4]。
2 结果
2.1 近地层风速减弱实事
美国科学家的研究也得出自1973年以来, 该国的平均风速和最大风速都出现了显著下降[5]。Xu Ming等[6]分析中国305个气象站测风资料得出:1969—2000年, 年平均风速下降28%, 冬、夏两季平均风速的下降值为0.2 (m·s-1) /10a。李艳[7]等分析全国186个地面站的常规风速观测资料得出, 全年平均风速在1970—1999年平均减少了0.53 m/s, 相当于年代下降0.18 (m·s-1) /10a。路屹雄等[8]的研究得出, 江苏省1971—2000年区域平均风速呈下降趋势。郑礼新等[9]的研究得出:1961—2005年福建沿海年平均风速的倾向率为-0.05～-0.08, 其中与广东省毗邻的东山站 (测站海拔高度56.2 m) 年平均风速下降率为0.5 (m·s-1) /10a。钱光明等[3]根据1971—2001年广东省气象站的观测资料, 分析得出全省年平均风速的年际变化呈下降的趋势, 20世纪70年代平均风速为2.2 m/s, 80年代为1.9 m/s, 90年代降至1.8 m/s。图2给出了1970—2008年沿海7个海岛站年平均风速变化趋势。图2显示各站的年平均风速均呈显著下降趋势, 斜率在0.22～0.99 (m·s-1) /10a之间, 且四季都呈下降趋势。大万山的年平均风速呈较大波动下降趋势与观测场海拔高度有较大变化有关。该站1992年以前的观测场海拔高度为91.8 m。1992年开始观测场的海拔高度为70.2 m。
注://号表示前后风杯高度有变化;H:表示气象观测场的拔海高度, m.
2.2 风速减弱与气候变暖的关系
文献[3]指出广东年平均风速减小的原因有两个:一是气象站周围环境的变化, 观测环境代表性受到影响;二是气候变暖的影响。这两个原因也是广东沿海岛屿风速减弱的主要原因。图2中7个海岛站的年平均风速序列只有闸坡和上川岛站可视为均一序列。其余5个站均受环境变化或风杯离地高度变化的影响, 其中云澳站的影响最为典型。该站测风点位于拔海27.2 m的滨海小山丘顶, 20世纪60年代该山丘是有草无树, 年平均风速高于后宅站2～3 m/s, 后来封山造林, 至90年代末, 观测场围栏外的树冠高度有的已经高出测场地面, 各个来向的风均受到减弱, 导致与后宅站和东山站的年平均风速差达1 m/s左右。南澳气象站的测风点1990年以前位于平地, 以后迁至办公楼顶, 2006年再次迁回平地。遮浪和大万山的风杯离地高度在20世纪90年代都有过变化。1993—2008年东山、遮浪、大万山的年平均风速都是均一序列, 都一致显示减弱趋势。
注意到1976—1977年东亚发生过气候突变, 导致中国近海风速减弱[10], 在分析气候变暖与风速减弱关系时, 笔者着重分析最近30年的对应情况。图3给出闸坡和上川岛站的1978—2008年年平均风速与全球气温距平的关系, 统计得出两者之间存在显著负相关, 置信度达0.01。近30年全球温度以0.2℃/10a、广东省温度以0.3℃/10a上升;广东沿海的风速以-0.2～-0.1 (m·s-1) /10a下降。气候变暖已是不争的事实, 若未来全球平均温度继续以0.2℃/10a上升, 估计2030年广东沿海的年代平均风速还会下降约0.4～0.2 m/s。
Xu等[6]的分析得出1969—2000年中国年平均风速 (Y, m/s) 和中国年平均气温 (X, ℃) 存在下述关系:
其斜率和图3极为接近。注意到年平均风速随气温上升的减弱不会趋向静风, 显然用抛物线拟合比较合适。
气候变暖导致风速减弱的原因主要是中国位于东亚季风区, 近地层气候变暖中, 升温幅度陆地大于海洋;中、高纬度大于低纬度, 导致陆/海间气压差减小。
2.3 风速减弱对风能发电的影响
图4给出广东沿海某风电厂多台风机、风功率 (y) 与风速 (x) 的统计关系[4]。y与x的关系为
假定风速由6.0 m/s下降至5.6 m/s, 则由式 (2) 得出风机功率约下降11.9%;风速由10 m/s下降至9.5 m/s, 风机功率下降8.2%。
据比较, 遮浪站与大万山站的全年风速频率分布与图4相近, 即3～10 m/s风速频数占全年总频数90%左右, 而<2 m/s及>10 m/s的频数分别只占1%及9%左右, 式 (2) 的计算结果有一定的参考价值。
根据文献[2]提供的广东省沿海14个测点风能参数, 统计得出年平均风速v (m/s) 与风速3～20 m/s区间的年有效风能密度P (W/m2) 存在显著正相关关系 (图5) 。
P与v的关系为
由式 (3) 估算出, 年平均风速由6.0 m/s下降至5.6 m/s, 则年有效风能密度 (3～20 m/s) 下降12.9%, 约为36 W/m2。
2.4 影响预估
风机的使用寿命一般为20年。根据IPCC AR4[11], 从1880—2005年, 温室气体增加了约150 ppmv二氧化碳当量浓度, 全球温度增加了0.6℃左右, 如果今后继续保持这种比例关系, 则到2030年大气二氧化碳浓度再增加40 ppmv左右, 相应的全球温度比2005年增加0.3～0.4℃。广东沿海的海岛山顶年平均风速大多为6～8 m/s, 按图5中的对应关系, 若年代际平均风速下降.～./, 对年代际风能发电的效率有轻微的影响, 平均每年约下降0.5%～1%。
设未来20年年平均风速由6.0 m/s下降至5.6 m/s, 由简易公式 (ρ为空气密度kg/m3) 计算得出P值平均每年约下降1%。笔者认为, 在开展风能资源的调查与评估时应加以考虑。
3结束语
笔者的初步分析结果得出, 随着全球气候的变暖, 风速呈明显的下降趋势, 从而导致风能密度减小, 对广东沿海的风能发电效率有轻微的影响, 我们认为有关部门在大力开发风力发电过程中需考虑全球变暖的影响。但必须指出, 这是一个十分复杂的问题。同一气候变暖背景下风速的减小量可能还与测风点地理位置、海拔高度、海岛的大小、离岸远近、海陆风的强弱等有关。建议风电建设的评估部门开展专项研究。广东省沿海地区有72个风能测风塔资料[1], 南澳岛是中国风能发电的试验地, 1989年5月18日第一台风机开始发电, 至2008年已投产风机12.9万kW, 为亚洲海岛最大发电场, 为深入研究提供了有利条件。
摘要：风能是一种清洁的可再生能源, 具有极高的开发价值, 风力发电是风能利用的主要形式。文章根据《中国海岛志.广东东部海岛》编纂过程中收集的沿海台站实测风速资料, 采用对比方法分析全球气候变暖对广东海岛风速及风能发电的可能影响, 得出近40年随着全球气候持续变暖, 广东沿海近地层年平均风速下降率为0.20.1 (m.s-1) /10a。风速减弱对风能发电有轻微影响。
关键词：气候学,气候变化,风力发电,广东海岛
参考文献
[1]毛慧琴, 宋丽莉, 黄浩辉, 等.广东省风能资源区划研究[J].自然资源学报, 2009, 20 (5) :679-684.
[2]广东省计划委员会, 广东省电力工业局.1996广东省风力发电调研报告[R].1996.
[3]钱光明.广东省气候业务技术手册[M].北京:气象出版社, 2008.
[4]孙川永, 陶树旺, 罗勇, 等.海陆风及沿海风速廓线在风电场风速预报中的应用[J].地球物理学报, 2009, 52 (3) :630-636.
[5]鹏致.气候变暖可导致地球“风速”越来越慢[EB/OL]. (2009-06-12) .[2009-06-13].http://www.sciencenet.cn/ht mlnews/2009/6/220365.sht m.
[6]XU Ming, CHANG Chi Pei, FU Congbin, et al.Steadydecline of east Asian monsoon winds, 1969—2000:Ev-idence fromdirect ground measurements of wind speed[J].Journal of geophysical Research, 2006, 111:
[7]李艳, 王元, 汤剑平.中国近地层风能资源的时空变化特征[J].南京大学学报:自然科学版, 2007, 43 (3) :280-291.
[8]路屹雄, 王元, 李艳.江苏风能资源代表年选择的方法比较[J].气象科学, 2009, 29 (4) :523-526.
[9]郑礼新, 张少丽, 陈德龙, 等.台湾海峡西岸地面风气候变化分析[J].台湾海峡, 2009, 28 (4) :569-576.
[10]蔡榕硕, 陈际龙, 黄荣辉.我国近海和邻近海的海洋环境对最近全球气候变化的响应[J].大气科学, 2006, 30 (5) :1 019-1 033.
7.风能代表什么 篇七
马自由携家带口来浙江这个地方打工，有5年光景了。他媳妇孟美婷跟他不一个车间。马自由右手少了根指头，是年轻时在一次事故中落下的。在家干农活时并无大碍，当初出来时他曾经犹豫过，像我这样少了一根指头的人，人家工厂会要么？那个介绍他们出来打工的老乡说，没事，厂里的工种比较多，而且你要是有残疾证，进工厂还有特殊优待，南方有很多福利厂，专门给残疾人提供工作岗位，再说你这也不妨碍什么。
马自由听了老乡的话，去镇上领了一本残疾证，就带着一家几口人出来了。如老乡所言，他进的那家企业，果然有不少残疾人，都是肢体残疾，不是多严重，马自由这种情况算是最轻的，厂里安排他的活不是很重，工资待遇还算可以。
儿子女儿在另一家工厂，相距不远。去年回老家给儿子办了婚事，儿媳妇也跟着出来了，不上班，在租住的屋里，养身子等着给马自由生个大胖孙子。
老家盖好的楼房就闲置了，院子里没什么东西，就一辆接近报废的破农用车，再说有大门上的铁将军把门，马自由放心。老家的爹娘都已经去世，这也是马自由放心在外长期打工不回去的理由。要是爹娘还在，他是不放心出来的。
家里的几亩田让给大哥种了。逢年过节，马自由也不回去。一家人都在这里，回去干啥！这次要不是身份证丢失，马自由还不会回去。
马自由有他自己的打算，干两年回去，自己住的瓦房扒掉，盖几间带保温层的房子，装修一下，跟孟美婷住进去安享晚年，那是老幸福了！
马自由有时半夜一想到自己的这个打算，就能笑醒。孟美婷被他的笑声吓了一跳，半夜三更的不知马自由发什么神经。就用手摸着马自由的额头说，马自由，你没发烧吧？
马自由一撂胳膊，你才发烧呢，我刚才做梦了，梦到等两年咱们回老家，把老房子翻盖了，咱们两个人住在里面，享受享受！
孟美婷就把手伸过来，抚摸着马自由赤裸的胸膛，自由，现在咱儿子媳妇都娶到家了，咱还想啥呢？
马自由盯着窗户外白白的月光，等再干两年，就回去，不干了。
回老家补办身份证前的那个晚上，孟美婷特意买来了一些马自由喜欢吃的菜，猪头肉、凉拌猪耳丝、水煮花生米、麻辣海带丝，还烧了一个肥肠。给在邻厂上班的儿子女儿打了电话，让他们都过来吃饭。
儿子女儿都是上的长白班，晚上有时间，再说相距不远，之前都是在各自的厂里吃饭，只有周末或者休息没活的时候，到马自由这里吃饭。
马自由看着桌上的几个菜，说恐怕不够吃的，我再去买两个菜。孟美婷说，去吧，买几个你儿媳妇喜欢吃的，她现在正该补充营养呢。
马自由出了工厂，朝附近的一条街走去，那里吃的喝的很齐全。踏出厂门的时候，迎面一阵风刮来，马自由感觉脸上柔柔的，像是被人用手轻轻抚摸了一下。
风依旧是南风，马自由就有些纳闷了，这几天咋都刮南风呢。走没有多远，马自由看到了工厂附近的一片田，绿油油的一片田。
工厂在郊区，前几天，在工厂的楼上，马自由投过玻璃窗就看到远处田里有很多人在忙碌。
马自由恍悟，夏收了，老家也该夏收了。麦子黄了，麦子熟了！往年的这个季节，自己早就在老家磨镰了。
自己出来打工几年，整天忙得屁股不沾地，忽略了节气。这一出厂门，他才听见远处的田野里有布谷鸟的叫声，一声接着一声，灌进他的耳朵，听着亲切。
在工厂里时他没听到布谷鸟的叫声，车间里机器的轰鸣淹没了布谷鸟的叫声。布谷鸟来了，麦子就快黄了。
马自由这会忘记了孟美婷让他赶紧买好菜就回去的嘱咐。他步子走得很慢很慢，他想多听听布谷鸟的叫声。这里的麦子熟得早，已经收割完毕，田里已经栽上了水稻。老家这时候，麦田里的麦子只能是刚刚想黄穗。
马自由买好菜回到住的地方，儿子儿媳妇女儿都已经到了，马自由举了举手中的塑料包说，明天，我回老家补办身份证。
他们都说，知道了，爸，你又买什么好吃的菜？
马自由笑笑，我想买份地锅鸡，这里没有，就随便买了两个，另外买了些馒头，天天吃米饭，吃够了！
孟美婷说，马自由，你还喝酒吧？
马自由说，喝点啤酒吧，不能喝多，明天我得早起。
马自由跟儿子两个人，喝了5瓶啤酒。喝到八九点钟，马自由说天不早了，你们回去吧，我明天回老家，你们还有什么需要带的吗？说这话时又想到一家人都在这里，还缺少什么呀，就回头问孟美婷，我回到家，去你娘家看看。
孟美婷正在低头啃儿子没啃干净的一个鸡爪子，听到马自由说去她娘家看看，马上抬头说，给俺娘买点吃的捎去，另外还有我给她买了一身夏天的衣服也给捎着。
儿子儿媳和女儿走后，已经是十来点钟了。孟美婷送他们回来，看到马自由已经躺在床上了， 嘴里念念叨叨。就说了句，马自由，今后不能喝就别逞能，平时就喝一瓶啤酒，今个不让你喝多，偏喝那么多。这都是自家人，要是跟别人一块喝，你这个熊样丢不丢人呢？
马自由躺在床上就笑，红扑扑的脸膛跟猴屁股似的，笑着的时候，拉过孟美婷的手说，媳妇，明天俺就回家了，你回去不？
孟美婷说，俺是想回去了，一年多没回了！你爹娘都不在了，没牵挂，俺可还一个老娘。可是，你是回去补办身份证，我回去难道只是看看俺娘，一个人来回路费好几百块呢。
马自由一听到说路费马上就改口了，年底吧，年底咱一家都回去过年。说着的时候，马自由的手就不老实了，朝孟美婷鼓鼓囊囊的胸脯摸去。
孟美婷“啪”的一下打掉他的手，老实点，我还没洗澡呢，你先去洗洗！
马自由没有动，孟美婷就叹口气，过去，帮马自由脱了鞋子，脱了衣服，端来一盆水。
nlc202309090353
第二天早晨马自由早早醒了。他穿上孟美婷头天给他找好的一身新衣服。在外头打工几年了，不能穿得太寒酸回去。穿上新衣服，马自由精神焕发，举手投足，就跟一个在外头混发财的暴发户一样，让孟美婷看着好笑。
提着包走出厂门，马自由又一次地感觉到迎面吹来的风，是那样热烈，那样强劲。他有一种想哭的感觉，都快五十知天命的人了，还跟一个小孩子样，他在心里哂笑着自己。
坐在火车上，听着铿锵传来的火车车轮跟铁轨摩擦的声音，他想了很多。两个月头，清明节前那阵子，他很伤感，想着没法回去给爹娘添坟，就很内疚。每一年清明节都是老家的大哥添坟。有一次他回去，特意去爹娘的坟前看了看，只有零零星星的一些鲜土散落在坟上。别人家老人的坟墓都很大，新添的鲜土很厚实，坟前的树也很旺盛，只有他爹娘的坟墓，瘦小而又冷冷清清，柳树的枝叶也是稀稀落落。当时他想哭。他知道大哥在家也不容易，两个孩子，一个还在上大学，爹娘的坟，大哥是来添过了，只是，没有别人家那样隆重。
跟马自由邻座的，看样子也是在外打工的，他们望着窗外，其中一个说，回到家正好割麦。这南风一阵一阵的刮，要不几天，地里的麦子就都黄了熟了。
另一个指着车窗外田野里的麦浪说，看这麦子的形势，今年收成肯定不错。
马自由趴在窗户上，也望着外面。他们说的话他都听进耳朵里了，他望着那些被南风吹得波浪起伏的麦浪，感觉心里很充实，同时还充满了一种隐隐的渴望。到底渴望什么，他自己具体也说不清。
他这次回来，打算好了，补办好身份证，不急着回厂，在老家给大哥帮几天忙。他知道农活的辛苦，知道黄金铺地老少弯腰的忙碌。
火车进入苏北境界的时候，马自由发现，车窗外的天空阴云密布，远远近近的庄稼地里，麦子呈现的是一片昏黄的颜色，不时地有小鸟在麦田上空掠过。
马自由心里缩紧了，马上割麦了，天气要是不好，老是下雨，地里的麦子就怕要歉收。好多年前的一次麦收，临近割麦的十来天，老天下起了倾盆大雨，一连下了五六天，地里的麦子在麦穗上发了芽。那一年，老百姓都是吃的生芽麦，蒸出来的馒头发黑，吃到嘴里发粘，虽然甜丝丝的，但是却让人难以下咽。
今年不会重复那年的光景吧，现在距离割麦还有几天的时间，每一年的阳历六月三四号，是他们老家人们动镰的时候。每当那时候，通往村外的路上，都挤满了“突突”往来的车辆，麦地里到处是忙碌的人们。
回来的时候，马自由看了天气预报，但当时看的是他打工那个地方的，没有看老家的天气预报。在出来的头几年，每天看电视，他都要看看老家城市的天气预报。在新闻联播后的天气预报结尾，都有家乡省会的天气预报，他经常关注，听到省会的名字就会想到家乡的城市，想到家乡城市就会想到家乡的那个县，那个镇子，然后是自己的那个村庄。
关注天气预报，不光是气温，阴晴，还有风向，多少级，他都听得仔仔细细。他记得，那是在他娘还没有去世的那几年，他关注天气预报主要原因还有，如果天气晴好还没啥，尤其是阴雨天，刮风的天气，他就会想起他娘住的那两间土坯瓦房。
那两间土坯瓦房年数很久了，他担心刮风下雨，土坯瓦房撑不住。他带着妻儿出来打工，曾经让娘搬进他的院子里住，娘不愿意，娘说还是住在土坯瓦房里好，冬天暖和，夏天凉快。
娘去世后的一个夏天，梅雨季节，那两间土坯瓦房在一个暴雨如注的夜里轰然倒塌。马自由半夜起来看着那两间倒塌的瓦房，泪水流了出来。他想起了他的娘，感觉对不住死去的老人！
其实娘就跟这两间年数已久的土坯瓦房一样，老了，有些东西修也没办法修了，只有在暴风雨来临的时候，离他而去！
火车到站，马自由下了车。出了站台，来到站前广场上，他赶紧举头张望。天空虽然阴沉沉的，但是风很柔，刮的不是东风，也不是西风。东风不好，俗话说东风头西风尾，是下雨前的预兆，阴天刮西风也不好，虽然不能下雨，但沉闷，麦子成熟缓慢。只有南风，才是田野里麦子的催熟风啊！
马自由在广场上转了一圈，他想感受下现在刮的到底是哪个方向的风。一时半会竟然没感觉出来。他按自己骂，这里是你家乡的城市啊，你连方向都辨不出了吗！在他看来，这风，不是东风，也不是西风，更不会是北风，那肯定是南风了！
广场很大，人很多，正是黄昏的时候，周围一片嘈杂。夏天天黑的晚。他提着包来到通往老家去的城乡公交车站，最后一班车还没走。马自由在站内超市里转了转，总不能空着手回去吧，虽说不要去大哥家吃饭，但那毕竟是自己的大哥。自己在外这么多年，老家唯一的亲人就是大哥了。
马自由在超市给大哥买了两箱点心，同时给自己买了点吃的喝的，准备回到家，吃点喝点就睡觉。奔波了一天，有些累了。明天早上起来再去大哥家，看有需要帮忙干的农活没有，等补办身份证回来，给大哥搭把手几天。
城乡公交穿行在才修建好不久的公路上。天色渐渐暗了下来，车里的人们望着窗外，叽叽喳喳，聊得最多的话题还是马上麦收了，这天，太不架势了。
马自由坐在车窗旁不吭声，出外几年，庄稼地也好几年没去看过了。以前在家种地的时候，早晨或者黄昏，他喜欢骑着他那辆大架子自行车，去田间地头转转，或者顺着庄稼棵来回走几趟。清晨的露珠儿湿了他的裤腿，风儿柔柔地抚着他的脸颊，虫子慌不择路地跳过，远远近近有青蛙在鸣唱，他那会的心情很舒畅。他像个将军一样站在田间地头，那些庄稼，就是他的兵，他在庄严地检阅着它们的成长。
下了车，天色已晚，周围朦胧起来。他站在通往村子的路口，方向感此时竟是如此的清晰，南风，是南风！
天际边亮亮的，隐隐约约看到了几颗星星，他舒了口气，明天，是个好天！他的目光朝路两旁的麦田望去，麦子黄了，麦子要熟了！风儿在麦田上空荡过，每一个麦穗都是恣意盎然，每一颗麦粒都在跃跃欲出。布谷鸟的叫声在麦田上空远远近近回荡，一声一声，听着熟悉，让人心动。
路上碰见了庄里一个熟人，他递过去一支烟，那人说，回来了！
马自由说，回来了！
刮南风了，这麦子一夜间，就能割了！那人眯着眼望着远处的麦田，喃喃自语，好像马自由是天天待在家里的邻居。
马自由嗯了声，一刮南风，麦子就熟了！
那人走到村口时说，去俺家吃吧？
马自由说不了！马自由的鼻子此刻有点莫名其妙的发酸，他心里这会念叨着一句话，都快50岁的人了，这些年，走南闯北也去了不少地方，怎么一踏上这片土地，一回到村庄，就有一种想哭的感觉呢！
快到自家屋后时，碰到了大哥。大哥骑着自行车，带着把铁锨，看样是从地里看庄稼回来的。大哥说，怎么回来这么晚？有事吗？
马自由说，身份证丢了，回来补办身份证的。
大哥“哦”了声，到家放好东西，去俺家吃饭。
马自由说，我买吃的回来了，不去了。
大哥说，怎么不去，我让你嫂子等一会来喊你。说着，大哥紧蹬了几下自行车，拐进了一个巷口。
马自由站在自家的院子门口，院子前的一片空地上长满了野草，开满了野花。一阵风刮过，野草和野花在风中摇摆，路面上的尘土，在风儿的抚摸下，蔓延着，迷了马自由的眼。
马自由伫立在风中，泪水忽然如断了线的珠子般，飘飘荡荡，被风粘在眼前生了锈的大铁门上！