在草原、在荒漠、在山间，一排排的大风车缓慢的旋转着，为电网源源不断的输送着电力，成为了一道道亮丽的风景线。但是风能的强波动性与随机性导致风电输送的不稳定性较强，发电量波峰波谷的交替对电网产生了较大的冲击。不得已，弃风现象出现了。这是一种无可奈何的能源浪费。如何减少对风能的浪费呢，白发苍苍的徐建中院士在办公室里踱步。好不容易突破了叶片国产化的问题，风电大型化正发展的如火如荼，弃风可不能变成制约风电发展脚步的绊脚石。

当时正是冬天，集中供暖后的北京时不时的雾霾天让大家困扰已久。年迈的徐院士突然间思路大开，为什么一定要风能发电呢，如果用风能来制热呢？既能解决风能的消纳问题，又能解决清洁供热的问题。这样岂不是一举两得！徐院士赶紧把这个想法跟团队的年轻人分享，一下子点燃了大家的科研热情。“徐老师，这个思路太好了，我主动请缨。”钟晓晖老师站了起来。他在热泵领域深耕多年了，彼时在中国科学院工程热物理研究所风电中心做博士后，希望能在交叉学科中把风能的空气动力学问题和热泵的工程热力学问题耦合起来解决。风能制热，正是一个完美的契合点。

思路打开后，钟晓晖很快就通过模型搭建证明了风能驱动热泵的高效性，他兴冲冲的跟徐院士汇报，“徐老师，跟传统的风电驱动热泵技术相比，咱们利用风能直接驱动热泵，省却了风机发电、电力输送和电驱压缩机的各种能耗损失，能够将系统的综合能源利用效率提高15%以上，这个数据太可观了。”如何证明理论模型的准确性呢？中国科学院为促进我国构建清洁低碳、安全高效的能源体系提出了战略性先导科技专项（A类）“变革性洁净能源关键技术与示范”项目。正是这一项目，支持了风热机组的落地。

研究团队成员们之前一直致力于风机叶片的设计，现在要从关键部件转变为整机装备研制，对大家来说都是全新的挑战。风力机处于波动工况，而传统热泵稳态运行，两者怎样高效耦合匹配呢？在风机偏航过程中工质如何传输呢？风力机与热泵压缩机怎么实现能量传递呢？控制过程如何保证风机的安全性和机组的高效性呢？问题接踵而至，但是兵来将挡水来土掩，这些都难不倒风能团队的科研人。他们跟生产厂家吃住在厂房，看着压缩机装进机舱内，管道一根根装进塔筒内，长长的叶片翻山越岭运到了河北省涿鹿县黄帝城小镇。大大的吊机缓慢又稳定的把风机塔筒、轮毂和机舱联接起来。终于世界上首台100kW风热机组建起来了。

调试过程每个人都不敢掉以轻心，每一种工况都被大家提前在模型里预演一遍，PLC的程序刷新了一次又一次，压缩机的滑阀开度和风力机的桨距角角度匹配了一遍又一遍。机组的档位一点一点开大，叶片的转速越来越快，压缩机的排气压力越来越大，冷凝器的出水温度越来越高。大家守在泵房看着风机的运行数据通宵达旦了一天又一天。年轻人们在萧瑟的北风中冻得双脸通红，但是却兴致高昂的说，让风再吹猛烈一点吧。风吹的越大，我们风机转的越快，制出来的热量越多，大家能在屋里更暖和一点！

就这样100kW风热机组转起来了，证明了风能直驱热泵技术路线的可行性。在此基础上，2MW风热机组也立起来了，证明了风热机组的高效性。越来越多的应用场景在我们面前展开，油田需要伴热，建筑需要供热，工业厂房需要热量……风热机组的未来越来越广，为我国清洁供热领域提供了一个全新的高效可靠的能源装备！

图1. 100kW风热机组

图2. 2MW风热机组