思路

    只有把风电融入火电或者水电里，用热能和水能作为风能的储能和调控的手段，可以有效的解决风电的不可控的弊端，并且是一种简单可行的方案。

   风水联动的方案

    对于风能与水电融合的风力发电，方案是“用风力机驱动水泵提水，再用这些水驱动水轮发电机发电，如果风力机提的水超出水轮发电机的用水量，多余的水就同时向一个高位的水池供水，如果风力机提的水少于水轮发电机的用水量，就由高位的水池里的水补充”的“风水联动发电系统”。

    这个方案的特征与优势：

    1.驱动水轮发电机的水流量是可控的，由此电源的品质是稳定的和优良的，发电量也是可控的；

    2.在风大的时候风力机增加的提水量由蓄水池接纳，在风小的时候由蓄水池里的水补充风力机提水的不足，发电量不再与风力大小的变化直接相联系了；

    3.对风力大小的变化的缓冲的效果主要取决于蓄水池的容积。蓄水池的容积取决于风力大小变化的周期。由于蓄水池的容积是可设计的，因而风力大小的变化也带有一定的可控性。蓄水池的高度就是水轮发电机的水头的高度；

    4.由一个风电场的所有的风力机共同驱动同一台水轮发电机，并且共同向同一个蓄水池供水，而不再是每一台风力机都带动一台发电机；

    5.显然，在功率相同的条件下，一台水泵的成本远低于一台风力发电机的成本，由此带来了单机成本和风电场的总成本的降低；

    6.由于廉价型风力机的存在，可以不用再过度追求风力机的单机功率的大小，转而追求风力机的最高的性能/价格比，或者说转而追求最低的上网电价；  

    7.风力机的机械效率、水泵的机械效率、输水管线或者输水渠道的阻力、水轮发电机组的效率，以及它们的价格，都是可以计算、测量的和可匹配的；

    8.方案里的水泵和水轮发电机的技术已经有成熟的技术了。目前，我属意柱塞泵和冲击型水轮发电机组。前者只要风轮转动就可提水，且水压大，后者发电用水量较少，两者可以很好的匹配起来；

    9.就海上风力发电来讲，用蓄水调节风能的大小，远比用超导飞轮、大规模集成蓄电池组，或者靠智能电网来调节风能要便宜得多，简单得多。实际上，这是一个非常简单，非常稳定且可控，非常高效，非常廉价的风力发电系统。

     效率

      对风水联动发电系统的评估，首先要解决对“效率问题”的认识。

     风水联动风电系统，增加了用风能提水，并赋予水以（压力）势能，水的（压力）势能又通过水轮机再转换为电能的过程，从而比用风力直接发电额外的消耗了一部分从风中获得的能量。

    从表面上看，这样做不如用风能直接发电来得效率高，不合算，但是只要站在“风能利用”的全局上，用系统观点进一步分析就会得出另一种相反的结论。

    1.从价格上看效率。

     可以用“风力直接发电”和“风水联动发电”这两种系统的“单位电价”做比较，甚至对于风水联动发电系统来讲，还可以用火电为参照系----电的品质和价格----进行比较。

     如果风水联动发电系统消耗的能量是风力直接发电系统的两倍，那么只要建造一台风电机的价格大于建造三台同等功率的风水机的价格，它们之间的差价就是建造水工系统的投资和风电价格下降的空间。我们需要知道的是和风力直接发电相比，在建造多少台风水机后，就能“凑够”建造同等功率的水工发电系统的投资，然后再增加的风水机就是使“单位电价”比风电机的“单位电价”便宜的手段了。

     按照目前的估算，一台风电机的造价大于四台同等功率的风水机的造价，管理的成本风电机更远高于风水机。

    更为重要的一点是这个系统提供的是稳定的电源。

   2.从风能利用率上看效率。

    从“风能利用率”角度讲，现代水平轴风力机计算出的风能利用率实际上很大程度是一种虚幻的利用率。因为计算风能利用率设定的条件是连续性的定常不可压缩流，并且风轮被理想化为一个能够均匀接受风能的致动盘。而在现实中，风是一股一股的；在一个空间里出现的时和点是随机的，谁也控制不了，因此一股风在什么时候会吹在风力机上的什么位置和力量的大小谁也不知道。这就是尽管测量到的风力足够大而风电机的出力经常不能达到标称出力的原因。

    解决风能的大小和出现的时点不确定这个问题的唯一的手段就是在这个空间里设置尽可能多的风力机，把这个空间里不论大小，不论什么位置的风能都截取到，从这个意义上讲，在这个空间里布置大量的风力机才是合理利用风能的唯一手段。要做到这点首要的条件就是风力机的廉价。

    所以，当前的风力发电技术系统不仅不算高效高价，更象是一种低效高价的系统，更别说当前的风力发电技术系统远没有解决风电的不可控性和不稳定性了。

  “风力提水的应用历史悠久。虽然其效率较低，但是由于风力资源取之不尽，用之不竭，风力提水得到较为广泛的应用。与风力发电相比，风力提水操作简单、装置便宜、寿命长、能量容易蓄积（只要把水注入高位水槽或塘堰就可以了）。此外，它的最大特点是对风轮转速要求不严，只要转动，就能提水。”（刘竹青先生语）

    由此可以断定，风水联动发电系统是一种对大小风能通吃的系统，从这个意义上讲，它的“风能利用率”才是最高的。

    蓄水池容积

在《风能产业观察》2010年第2期第64页看到：“一个风电场中的储能系统将在平均15分钟风力的岛效时间内被用作海量储能和在较短期间吸收或注入能量，以维护电网频率稳定。”

    如果上述概念成立，那么蓄水池的最小容积只要大于水轮发电机15分钟的供水量就可以满足储能和调控的要求了。

    依笔者看，这种风水联动系统很适合建造在中国东南沿海的无人岛屿上，因为如果采用了阻力型垂直轴风力机，对可能经过这些地区的台风具有一定的抵抗能力----阻力型风力机的转速绝不会超风速，且重心在风力机的下部，比起现在那些“弱不禁风”的螺旋桨风力机来讲具有很大的优势。如果这些无人岛变成了一个一个风电场，并且能够提供稳定的电力，对改善中国东南地区的电力供应大有裨益。

   特别是，在中国寻求经济转型的时代，这种系统是一种真实的拥有自主知识产权的创新。

    中文摘要：风水联动的风力发电系统很适合建造在中国东南沿海的无人岛屿上，因为如果采用了阻力型垂直轴风力机，对可能经过这些地区的台风具有一定的抵抗能力----阻力型风力机的转速绝不会超风速，且重心在风力机的下部，比起现在那些“弱不禁风”的螺旋桨风力机来讲具有很大的优势。