一、風力發電原理
把(ba)風(feng)(feng)(feng)的(de)動能轉(zhuan)變(bian)成(cheng)機械動能,再(zai)把(ba)機械能轉(zhuan)化為電(dian)(dian)力(li)動能,這就是風(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)。風(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)的(de)原理,是利用風(feng)(feng)(feng)力(li)帶動風(feng)(feng)(feng)車葉片旋(xuan)轉(zhuan),再(zai)透過增速機將(jiang)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)速度(du)提升,來(lai)促使(shi)發電(dian)(dian)機發電(dian)(dian)。依據目前的(de)風(feng)(feng)(feng)車技(ji)術(shu),大約(yue)是每秒(miao)三米的(de)微(wei)風(feng)(feng)(feng)速度(du)(微(wei)風(feng)(feng)(feng)的(de)程(cheng)度(du)),便可以開始(shi)發電(dian)(dian)。風(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)正在世界上形成(cheng)一股熱潮,因(yin)為風(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)不需要使(shi)用燃(ran)料,也不會(hui)產生輻射(she)或空氣污(wu)染(ran)。
風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發電(dian)(dian)所需要的裝置,稱(cheng)作風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發電(dian)(dian)機組。這種風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發電(dian)(dian)機組,大(da)體(ti)上可分風(feng)(feng)(feng)輪(包括(kuo)尾(wei)(wei)舵)、發電(dian)(dian)機和鐵塔三部分。(大(da)型風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發電(dian)(dian)站基(ji)本上沒有(you)尾(wei)(wei)舵,一般只有(you)小型(包括(kuo)家用型)才會擁(yong)有(you)尾(wei)(wei)舵)
風輪(lun)是把風的(de)動能轉變為機械能的(de)重(zhong)要(yao)部件,它由兩只(或更多(duo)只)螺旋(xuan)槳形的(de)葉輪(lun)組成。當風吹(chui)向漿葉時,槳葉上(shang)產生氣(qi)動力驅動風輪(lun)轉動。槳葉的(de)材(cai)料要(yao)求強度(du)高、重(zhong)量輕,目前多(duo)用玻璃鋼或其它復合材(cai)料(如碳纖維)來制造。(現在還有一些垂直風輪(lun),s型(xing)旋(xuan)轉葉片等,其作用也(ye)與常規(gui)螺旋(xuan)槳型(xing)葉片相同)
由于風(feng)輪(lun)(lun)的轉(zhuan)(zhuan)速(su)比較低,而且(qie)風(feng)力的大小和方(fang)向(xiang)經常變化著(zhu),這(zhe)又使轉(zhuan)(zhuan)速(su)不穩定;所以,在帶(dai)動發(fa)電(dian)機(ji)之前(qian),還(huan)必(bi)須附加一(yi)個(ge)把轉(zhuan)(zhuan)速(su)提(ti)高到發(fa)電(dian)機(ji)額(e)定轉(zhuan)(zhuan)速(su)的齒輪(lun)(lun)變速(su)箱,再加一(yi)個(ge)調速(su)機(ji)構使轉(zhuan)(zhuan)速(su)保持穩定,然后(hou)再聯接到發(fa)電(dian)機(ji)上。為保持風(feng)輪(lun)(lun)始終(zhong)對準風(feng)向(xiang)以獲得最大的功率,還(huan)需在風(feng)輪(lun)(lun)的后(hou)面裝(zhuang)一(yi)個(ge)類似(si)風(feng)向(xiang)標(biao)的尾舵。
鐵塔(ta)是(shi)支承風輪(lun)(lun)、尾舵和(he)發(fa)電機(ji)的(de)構架。它一般修建得(de)比較(jiao)高,為的(de)是(shi)獲得(de)較(jiao)大的(de)和(he)較(jiao)均勻的(de)風力,又要有足夠(gou)的(de)強(qiang)度。鐵塔(ta)高度視地(di)面(mian)障礙物對風速影(ying)響的(de)情況,以及(ji)風輪(lun)(lun)的(de)直徑大小而定,一般在6-20米(mi)范圍內。
發(fa)電機的(de)作用,是把由風輪得到的(de)恒(heng)定轉速(su),通過升速(su)傳遞給發(fa)電機構均(jun)勻運轉,因而把機械(xie)能(neng)(neng)轉變為電能(neng)(neng)。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種多樣,但歸(gui)納(na)起來可分為兩類:①水平軸(zhou)風(feng)力發(fa)電機(ji),風(feng)輪的旋(xuan)轉軸(zhou)與(yu)風(feng)向平行;②垂(chui)直軸(zhou)風(feng)力發(fa)電機(ji),風(feng)輪的旋(xuan)轉軸(zhou)垂(chui)直于地(di)面(mian)或者氣流方向。
1、水平軸風力發電機
水平(ping)軸(zhou)(zhou)風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)科分為升力(li)(li)型(xing)(xing)和阻(zu)(zu)力(li)(li)型(xing)(xing)兩類。升力(li)(li)型(xing)(xing)風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)旋轉速度(du)快,阻(zu)(zu)力(li)(li)型(xing)(xing)旋轉速度(du)慢。對(dui)(dui)于風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian),多采用升力(li)(li)型(xing)(xing)水平(ping)軸(zhou)(zhou)風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)。大多數水平(ping)軸(zhou)(zhou)風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)具有對(dui)(dui)風(feng)裝(zhuang)置,能隨風(feng)向(xiang)(xiang)改(gai)變(bian)而(er)轉動(dong)。對(dui)(dui)于小型(xing)(xing)風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji),這種對(dui)(dui)風(feng)裝(zhuang)置采用尾舵,而(er)對(dui)(dui)于大型(xing)(xing)的(de)(de)風(feng)力(li)(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji),則利用風(feng)向(xiang)(xiang)傳感元件以及伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)組成的(de)(de)傳動(dong)機(ji)構。
風力(li)(li)機的(de)風輪(lun)在(zai)塔架(jia)前面的(de)稱(cheng)為上(shang)風向(xiang)風力(li)(li)機,風輪(lun)在(zai)塔架(jia)后(hou)面的(de)則(ze)成為下風向(xiang)風機。水平軸風力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機的(de)式樣(yang)很多(duo),有(you)的(de)具有(you)反(fan)轉葉片的(de)風輪(lun),有(you)的(de)再一個塔架(jia)上(shang)安裝(zhuang)多(duo)個風輪(lun),以(yi)便(bian)在(zai)輸出(chu)功率一定的(de)條件下減少(shao)塔架(jia)的(de)成本,還有(you)的(de)水平軸風力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機在(zai)風輪(lun)周(zhou)圍產生(sheng)漩渦,集中(zhong)氣(qi)(qi)流,增加(jia)氣(qi)(qi)流速(su)度。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸風(feng)(feng)力(li)(li)發電機在風(feng)(feng)向改變的時候無需(xu)對風(feng)(feng),在這(zhe)點上相對于(yu)水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)力(li)(li)發電機是(shi)一大優(you)勢(shi),它不(bu)僅使結構設計簡(jian)化,而(er)且也減少了風(feng)(feng)輪對風(feng)(feng)時的陀(tuo)螺力(li)(li)。
利(li)用(yong)阻力(li)旋轉的(de)垂(chui)直軸風(feng)力(li)發電機有幾種類型,其中有利(li)用(yong)平板和(he)被子做成(cheng)的(de)風(feng)輪,這是(shi)(shi)一(yi)種純阻力(li)裝(zhuang)置;S型風(feng)車,具有部分升力(li),但主要(yao)還是(shi)(shi)阻力(li)裝(zhuang)置。這些裝(zhuang)置有較大(da)的(de)啟動力(li)矩,但尖速比低(di),在風(feng)輪尺寸(cun)、重量和(he)成(cheng)本一(yi)定的(de)情況下,提(ti)供的(de)功率輸出(chu)低(di)。
三、風力發電的優點
1、清潔(jie),環境效益好(hao)。
2、可再生,永不枯(ku)竭。
3、基建周期(qi)短(duan)。
4、裝機(ji)規模靈(ling)活。
四、風力發電的缺點
1、噪(zao)聲,視覺污染。
2、占(zhan)用大片(pian)土地(di)。
3、不穩定(ding),不可(ke)控。
4、目(mu)前成本仍然很高。
5、影響鳥類。