一.小型風力發電
（一）小型風力發電機的工作條件
1.小型風力發電機可以安全工作的風速
小型風力發電機啟動風速一般在3～4米/秒之間，國產小型風力發電機的額定風速通常在8～10米/秒之間；小型風力發電機的最大工作風速（或切出風速）為25米/秒左右。小型風力發電機可以安全工作的風速范圍是3～9級風，即風速在3～25米/秒之間都可以安全工作。
2.小型風力發電機適合應用地區
凡是風力資源較好(年平均風速大于4米/秒，沒有臺風災害)，電網不能到達或供電不足的牧區、農區、湖區、灘涂、邊遠哨所和公路道班都適合開展小型風力發電機的推廣應用。
（二）小型風力發電機的結構
小型風力發電機一般由風輪、發電機、塔架、尾翼、控制器、逆變器、蓄電池組、電纜、調速系統和混凝土地基組成。
小型風力發電機能提供220伏交流電或24、36、48伏直流電。能夠解決直流或交流照明問題:給燈泡、節能燈供電；可以為家用電器（如電視機、DVD、收音機、電風扇、洗衣機、小型電冰箱）提供電力；也可以為通訊裝置提供電源；可以驅動小型電動工具（分別見表4-1、圖4-1）。
（三）小型風光互補系統
小型風光互補供電系統是由小型風力發電機組、太陽能光伏電池組、蓄電池、控制—逆變器等組成（見圖4-2）。根據不同地區的風能、太陽能資源及不同的用電需求，用戶可配置不同的供電模式。小型風光互補供電系統的控制—逆變器上設置了風力機和太陽能光電板兩個輸入接口，風力發電機和太陽能光伏電池發出的電，通過充電控制器向蓄電池組充電，然后將從蓄電池出來的直流電通過逆變器轉換為適合通用電器的220伏、50赫茲交流電。小型風光互補供電系統的優點是可以同時利用當地的風力資源和太陽能資源，起到多能互補的作用。
目前，小型風光互補供電系統中，風電與光電的匹配比例一般為3∶1左右。例如：300瓦的風力發電機可以配用100瓦的光電板；500瓦的風力發電機可以配用150～200瓦的光電板；1千瓦的風力發電機可配用300～350瓦的光電板。
二.微水能綜合利用
微水能綜合利用技術是指利用微型水利資源的動能作功的技術，包括微型水力發電（簡稱微水電）、水輪泵、水碾、水磨等多種以水流為動力的工作技術。由于有了水電之后，其他各種水力機械都可以用電動機械代替，并且更加方便，所以其他水力機械的應用逐步減少。因此，現在的微水能利用一般只討論微型水力發電技術的利用。
(一)微水電的定義
微型水力發電簡稱微水電，是指將小溪、小河水（即微水能資源）的位能轉換成符合民用電要求的電能設施和設備組成的系統。其工作原理和小水電基本相同，但裝機容量較小。
（二）技術要點
1.單戶型微水電機組
單戶型微水電設備的功率小，一般都是整裝機組。單戶型微水電只供單家獨戶的用戶使用，所需要的投入資金、工程量等也很小，可以由農戶自投、自建、自管、自用。單戶型微水電站建設包括土建、設備安裝和電力輸送等內容。單戶型微水電配置的發電機一般為永磁發電機，它具有結構簡單、運行可靠、效率高、少維護或免維護、使用方便等優點。單戶型微水電站需要配備自動穩壓和穩頻的電子調控器，供電距離不應超過1千米。
單戶型機組的發電量分為：100、200、300、500、800瓦，1、2、5千瓦等。
單戶型水電站所需要的水流量為40～140立方米/時，落差為2～40米。一般在小溪小河上選擇自然形成的較高落差進行建造。
（1）技術路線（工藝流程） 見圖4-3。
（2）主要技術環節及要點
其核心部分是由水輪機、發電機、控制器、假負載組裝在一起的微型水力發電機組。
主要性能參數如下：
發電機相數 單相；
勵磁方式 永磁、三次諧波；
發電機同步轉速 1500轉/分；
整機效率 35%～50%；
額定輸出電壓 230伏；
額定頻率 50赫茲。
（3）推廣該項技術需要注意的事項
單戶型微水電機組由用戶自行建設安裝，需要對用戶進行簡單而有效的培訓，尤其注重安全用電的教育。設備使用說明書要通俗、詳細、實用。要有公益性的技術服務機構和修理網點。
(4)主要產品研發和應用情況
單戶型微水電機組是成套性整裝機組，我國目前性能較好的單戶型微水電機組主要有以下機型。
① 軸流式微水電成套整裝機組
水輪機比轉速較高，適用水頭較低、流量大的水力資源，能夠自動穩壓穩頻，安裝簡單，維護方便。
② 沖擊式微水電成套整裝機組
水輪機比轉速較低，適用水頭較高、流量較小的水力資源，能夠自動穩壓穩頻，安裝簡單，維護方便。
③ 雙擊式微水電成套整裝機組
水輪機比轉速較低，適用6～12米水頭、流量較小的水力資源，能夠自動穩壓穩頻，安裝簡單，維護方便。
2.村級聯網型微水電機組
村級聯網型微水電其設備以整裝機組為主，發電可以供一個自然村（10～100戶）使用，建設安裝應在專業技術人員的指導下進行。機組配有自動穩壓和穩頻的電子調控器或調速器，可多臺機組聯網供電，操作使用方便。供電范圍原則上應在2千米之內，最多不應超過5千米。
村級聯網型微水電設備發電量為5～30千瓦。電站需要的水資源流量為100～500立方米/時，落差5～60米。需要建造或借用水工建筑才能滿足其水資源要求。
（1）技術路線（工藝流程） 見圖4-4
（2）主要技術環節及要點
微型水力發電機組為整裝機組，即水輪機、發電機是組裝在一起的，安裝機組比較方便。
技術的主要性能參數如下：
發電機相數 單相、三相；
勵磁方式 永磁、三次諧波；
發電機同步轉速 1500轉/分；
整機效率 40%～60%；
額定輸出電壓 230伏/400伏；
額定頻率 50赫茲。
（3）推廣該項技術需要注意的事項
控制系統較為復雜，控制調整需要專業人員到場。輸電線路的架設也需要持證電工上崗。
（4）主要產品研發和應用情況
① 軸伸貫流式微水電機組
該設備效率高，適用水頭范圍廣。
② 斜擊式微水電整裝機組
該設備適用于水頭較高、流量較小的水力資源。配用永磁發電機，故障少，使用壽命長。
③ 軸流式微水電機組
該機組理論效率高，適用15～30米水頭、流量大的微水力資源。
3.鄉級并網型微水電機組
鄉級并網型微水電的裝機容量為30～100千瓦，采用并網供電，可以對處于電網末端山鄉電網進行電力就近補充。發電設備以整裝機組為主，需要安裝并網變電設備。電站建設應進行正規勘測和設計，工程要在專業技術人員的管理指導下進行。
并網型微水電站向電網賣電，再由電網向用戶供電，克服了微水電獨立供電枯水期無電可供，發出的電無法全部利用，發電戶自己收費的高人力成本及無法避免糾紛等離網運行三大固有障礙，可以逐步成為山區農民致富的低風險投資項目之一。
鄉級并網型微水電站需要的水資源流量為100～10000立方米/時，落差5～120米。往往需要借用小一或小二型水庫或較大的灌溉水渠蓄調水量，才能保證年發電時間，取得較好的經濟效益。
（1）技術路線（工藝流程） 見圖4-5
（2）主要技術環節及要點
微型水力發電機組以整裝機組為主，即水輪機、發電機是組裝在一起的，配有調速裝置。
技術的主要性能參數如下：
發電機相數 三相；
勵磁方式 諧波勵磁、勵磁發電機；
發電機同步轉速 1500、1000轉/分；
整機效率 60%～75%；
發電機輸出電壓 400伏；
上網電壓 10千瓦；
額定頻率 50赫茲。
（3）推廣該項技術需要注意的事項
電站建設需要正規設計，專業技術人員管理施工。建設和并網需要向有關部門辦理相關手續。
（4）主要產品研發和應用情況
① 軸伸貫流式微水電機組
由于其水平安裝，非常適用于對現有水庫進行以電養灌改造。
② 斜擊式微水電整裝機組
該設備適用于水頭較高、流量較小的水力資源。配用水電專用發電機，故障少，使用壽命長。
③ 軸流式微水電機組
機組理論效率高，適用2～15米水頭、流量大的微水力資源。
（三）投入和產出效益分析
1.各技術模式的投入概算
微水電的建設投資因自然條件不同而差異較大。在一般情況下，獨立運行的微水電供電系統每千瓦的建設投資在1萬元左右，其經費使用分配比例關系是：設備（包括機組和金屬構件）占30%，水工建筑占40%，電線架設占30%。如果是一些要求較高的示范工程，全部由正規的工程技術隊伍施工，再加上技術專家的工作費、用戶內線安裝工料費等，其費用就會達到每千瓦2萬元左右。并網運行的微水電站，省去了輸電線路的架設，每千瓦的建設投資為7000元左右。如果是“以電養灌”工程，水工建筑大部分由農田水利建設承擔，微水電站的建設投入可降至每千瓦4000元左右。
2.各技術模式的效益分析
（1）獨立運行供電的微水電
獨立運行微水電的年發電時間按9個月計算應為6570小時，即每千瓦裝機容量的年發電能力為6570千瓦時，有效用電率40%，以每千瓦時0.5元計算，則年發電收入應為1314元。在不計算管理和維修經費的情況下，投資回收年限為7.6年。在一般情況下投資回收年限都要超過10年。裝機每千瓦可解決4戶（12～15人）的生活用電問題，但每年有兩三個月的時間枯水期，需要其他電源補充。
（2）“以電養灌”并網運行微水電
以安徽省六安市金寨縣油店鄉小二型水庫為例作一個簡單的說明。當地發電戶爭取到了每千瓦時0.34元的上網賣電價格。這0.34元中，按照國家小水電稅收政策上繳6%的稅收，每千瓦時應為0.02元；交水利局水資源使用費每千瓦時0.01元；政府有關部門收取管理費每千瓦時0.03元；電力公司以需要還建電網貸款為由每千瓦時收取建電網還貸費0.03元；發電戶的實際收益為每千瓦時0.25元。
該水庫灌溉水田33公頃，建有100千瓦微水電站1座。微水電站的建設費用（按現行價格）估計為40萬元。據發電戶反映，該微水電站年發電時間，折算成滿負荷發電時間有4000小時。該項水庫每年的賣電收益為13.6萬元，其中：發電戶收益10萬元；國家獲得稅收8000元；電力公司獲得建網還貸費1.2萬元，此外當地供電電價為0.56元/千瓦時，供電公司還有0.22元/千瓦時，即8.8萬元的買賣差價；水利局收水資源使用費4000元；政府相關部門收取管理費1.2萬元。
上例中，發電戶充當了農田水利的養護主體，承擔了水庫水渠的日常管理與養護工作。由于33公頃水田的灌溉收費如果按每年每公頃收費225元計算，也只有7500元左右，只占13.6萬元發電收益的零頭，因此對農民的灌溉收費就全免了。
3.適宜推廣情況分析
從微水電設備生產企業近幾年銷售產品的流向分析，微水電存在三類用戶群體：
第一類是山區的無電戶，用微水電解決自家的生活用電問題。隨著我國農村電網改造的大力推進，該類用戶呈逐年下降的趨勢。
第二類是以增加收入為目的的微水電發電戶。這類人多數是農村的電管員或水管員，有一定的專業知識基礎和管理經驗，但缺少資金。只能依靠當地的水利設施或舊站改造，搞投資不大的微型水力發電，其裝機容量在5～500千瓦之間。賣電收入每年在幾千元到幾十萬元不等。這是一個非常需要政策扶持和技術引導的群體，代表了當今中國微水電的發展方向和希望。對中國山區農村的經濟發展，清潔能源的開發利用，農田水利設施的養護都有積極的作用。
第三類是長期連續向外排水的企業，進行水力回收發電。如污水處理廠、地勢居高的自來水廠等。通過自發自用每年可以節省幾十萬元的電費支出。這類用戶雖然較少，但由于其經濟承受能力比農民強，需要的都是高端設備，對行業的技術發展有相當大的推動作用。
