風(fēng)能發(fā)電早已不是新聞，有報(bào)道稱風(fēng)車的歷史可以追溯到公元前200年。一開始只是利用能源小規(guī)模的進(jìn)行嘗試，到今天，已經(jīng)發(fā)展出了以兆瓦為計(jì)算單位的生產(chǎn)機(jī)器。隨著技術(shù)的發(fā)展，人類現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比任何時(shí)候都更有效率。我們?cè)诟?，更廣闊的范圍內(nèi)收集清潔的，可再生的能源。但是這對(duì)那些小型的風(fēng)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)意味著什么，或者，我們應(yīng)該將他們淘汰么？

在更多的情況下，大型的渦輪機(jī)或許已經(jīng)代替了那些小型的，但是這并不意味著所有的情況。全球中小型風(fēng)力渦輪機(jī)市場(chǎng) (SMWT) 預(yù)計(jì)到2015年會(huì)擴(kuò)大一倍，特別是在發(fā)展中國(guó)家，銷售額可達(dá)到6.34億美元。

除了對(duì)環(huán)境的好處 (節(jié)省燃油運(yùn)輸成本以及輸電線路)，中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以根據(jù)其靈活性，將其納入住宅和社區(qū)。他們可以獨(dú)立進(jìn)行工作，也可以很輕易地集成到系統(tǒng)中與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施一起工作 (甚至是柴油，如果需要的話，可以減少一些影響)，或者是儲(chǔ)氫系統(tǒng)。

最近發(fā)展的一些風(fēng)-氫轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)為這種合作運(yùn)行提供了一個(gè)很好的例子。從一個(gè)更大的角度來(lái)說(shuō)，國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)在科羅拉多的國(guó)家風(fēng)能技術(shù)中心啟動(dòng)了一個(gè)風(fēng)-轉(zhuǎn)換-氫(Wind2H2)的示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目將風(fēng)機(jī)與電解裝置相連接，電解裝置通過(guò)水將風(fēng)力產(chǎn)生的電能分解為氫氣和氧氣。然后，氫氣可以被儲(chǔ)存起來(lái)，用于內(nèi)燃機(jī)或燃料電池(www.nrel.gov)發(fā)電。就小規(guī)模分布式風(fēng)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，上訴描述也是有可能實(shí)現(xiàn)的。舉個(gè)例子，東歐的研發(fā)人員一直致力于開發(fā)分布式，社區(qū)型，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以覆蓋幾個(gè)村莊，同時(shí)需要結(jié)合氫能和燃料電池的幫助。

舉個(gè)更加貼近我們生活的例子，燃料電池科技辦公室，作為美國(guó)能源部(DOR)和能源效率和可再生能源組織的重要組成部分，正在尋找一些有關(guān)與H-Prize競(jìng)賽的潛在信息，其中包括家庭加氫系統(tǒng)，這將加速H-Prize的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)促進(jìn)氫能源科技的商業(yè)應(yīng)用。這些系統(tǒng)將被設(shè)計(jì)用來(lái)生產(chǎn)家庭用汽車的氫氣燃料，以現(xiàn)有的居民運(yùn)輸設(shè)施為基礎(chǔ)，競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)為100萬(wàn)美元。

現(xiàn)在想象一下，有一個(gè)系統(tǒng)，將氫氣發(fā)生器與分布式小型風(fēng)力渦輪機(jī)相連接， 他可以提供高效的，環(huán)保的混合動(dòng)力系統(tǒng)，同時(shí)包括了能量?jī)?chǔ)備及能量補(bǔ)充系統(tǒng)。由于風(fēng)能的性質(zhì)是間歇性的，而非連貫的，風(fēng)力的儲(chǔ)存往往是容易被忽視的環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)填補(bǔ)了風(fēng)能儲(chǔ)備的缺口，為在風(fēng)能不足時(shí)持續(xù)供應(yīng)電力提供了可能。

有了正確的技術(shù)支持，中小型風(fēng)力渦輪機(jī)可以在小規(guī)模范圍內(nèi)展現(xiàn)出與大型渦輪機(jī)一樣的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然，這都取決于不同的項(xiàng)目。事實(shí)上，在一個(gè)系統(tǒng)的生命周期內(nèi)，就千瓦時(shí)為計(jì)算單位而言，小型的風(fēng)能系統(tǒng)比小型的PV和小型的水利系統(tǒng)的成本更低(www.ruralelec.org)。在2011年，美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì) (American Wind Energy Association) 估算出了美國(guó)小型風(fēng)力渦輪機(jī)的成本為每千瓦6040美元，較2010年增長(zhǎng)了11% (www.awea.org)。當(dāng)然，那些對(duì)此感興趣的社區(qū)和團(tuán)體需要承擔(dān)這些費(fèi)用，但是在某些情況下，政府會(huì)鼓勵(lì)開展這些項(xiàng)目，并對(duì)實(shí)行這些項(xiàng)目的個(gè)體進(jìn)行幫助 (幾乎每個(gè)州政府都出臺(tái)了激勵(lì)舉措，詳情情參考www.dsireusa.org)。

對(duì)風(fēng)能的有效利用

為了方便配電，社區(qū)型風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目一般都靠近住宅社區(qū)，直接為終端用戶提供電力。具體的供電規(guī)模取決于社區(qū)對(duì)電力的需求，一般來(lái)說(shuō)，這種項(xiàng)目都是小規(guī)模的， 會(huì)包含幾個(gè)小型風(fēng)力渦輪機(jī)，這些風(fēng)機(jī)比較適合用于居民住宅，農(nóng)場(chǎng)，商業(yè)區(qū)和公共區(qū)域，可以在小規(guī)模范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的電力。

農(nóng)業(yè)/農(nóng)場(chǎng)對(duì)風(fēng)能的應(yīng)用

現(xiàn)代農(nóng)場(chǎng)通常都會(huì)用到各式各樣的機(jī)械設(shè)備——從拖拉機(jī)到卡車，甚至是小型農(nóng)用飛機(jī)。這些機(jī)械設(shè)備都是需要消耗能量的，一個(gè)理想化的情況就是，我們?yōu)檫@些農(nóng)場(chǎng)配上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，使其在能源供給上實(shí)現(xiàn)自給自足。與此同時(shí)，美國(guó)農(nóng)業(yè)部提出了“美國(guó)農(nóng)村能源計(jì)劃”，該計(jì)劃為這些農(nóng)場(chǎng)提供撥款和其他資金幫助。除了滿足自身的能源需求，農(nóng)場(chǎng)主們也可以通過(guò)向當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)出售多余的電力來(lái)獲取利潤(rùn)。

偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)對(duì)風(fēng)能的應(yīng)用

照比農(nóng)村地區(qū)，偏遠(yuǎn)的住宅和商業(yè)區(qū)更應(yīng)該引進(jìn)社區(qū)型風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，以此來(lái)節(jié)省電力傳輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本。一般來(lái)說(shuō)，小型社區(qū)可以對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行投資建設(shè)，并且對(duì)其中的一些細(xì)節(jié)保有決定權(quán)。在這些地方，混合系統(tǒng)是極其重要的，尤其是那些需要重視能源儲(chǔ)存的地方。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，如果制氫機(jī)和儲(chǔ)罐能夠得到有效的利用，供應(yīng)鏈就會(huì)趨于穩(wěn)定，居民就不需要擔(dān)心成本和電力過(guò)度消耗的問(wèn)題。

城市地區(qū)對(duì)風(fēng)能的應(yīng)用

對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施比較發(fā)達(dá)的城市地區(qū)來(lái)說(shuō)，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備看似只能起到輔助的作用。然而，在不久的將來(lái)，隨著氫動(dòng)力公共交通工具的流行，加氫站會(huì)變得越來(lái)越重要和受歡迎。小型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以供應(yīng)制氫機(jī)所需要的電力。

商業(yè)活動(dòng)區(qū)對(duì)風(fēng)能的應(yīng)用

由于商業(yè)區(qū)的能源應(yīng)用密度特點(diǎn)，這些地區(qū)所要配置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備需要稍微大一些，其目的不僅僅是為了滿足商業(yè)活動(dòng)區(qū)對(duì)能源的實(shí)際需求，并且可以將剩余的能源出售給電力公司。雖然較大的設(shè)備成本相對(duì)更高，但是相對(duì)于小型設(shè)備來(lái)說(shuō)，每千瓦時(shí)的成本隨之降低了。在環(huán)境保護(hù)工程，低成本能源，能源安全以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方面，小型分布式社區(qū)型風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目有著巨大的潛力。其特點(diǎn)之一的靈活性，使其非常適用于特定的地點(diǎn)，場(chǎng)所，社區(qū)，并且其兼容性使得他可以在混合系統(tǒng)中占有一席之地。