一、風力發電原理
把(ba)(ba)風(feng)(feng)的(de)(de)(de)動(dong)能(neng)轉(zhuan)變成機械動(dong)能(neng),再(zai)把(ba)(ba)機械能(neng)轉(zhuan)化為電(dian)(dian)(dian)力動(dong)能(neng),這就是(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)(dian)。風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)原理,是(shi)(shi)(shi)利用(yong)(yong)風(feng)(feng)力帶(dai)動(dong)風(feng)(feng)車(che)葉(xie)片旋轉(zhuan),再(zai)透過增速(su)機將(jiang)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)速(su)度(du)提升,來促使(shi)發電(dian)(dian)(dian)機發電(dian)(dian)(dian)。依據目前的(de)(de)(de)風(feng)(feng)車(che)技術(shu),大(da)約是(shi)(shi)(shi)每秒三米的(de)(de)(de)微風(feng)(feng)速(su)度(du)(微風(feng)(feng)的(de)(de)(de)程(cheng)度(du)),便可以開始發電(dian)(dian)(dian)。風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)(dian)正(zheng)在(zai)世界上形成一股(gu)熱潮,因為風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)(dian)不需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)(yong)燃料(liao),也不會產生輻射或空(kong)氣(qi)污染。
風(feng)力發電(dian)(dian)所(suo)需要(yao)的(de)裝置,稱作風(feng)力發電(dian)(dian)機(ji)組。這種(zhong)風(feng)力發電(dian)(dian)機(ji)組,大(da)體上(shang)可(ke)分風(feng)輪(包(bao)括尾舵)、發電(dian)(dian)機(ji)和(he)鐵塔三部分。(大(da)型(xing)風(feng)力發電(dian)(dian)站(zhan)基本(ben)上(shang)沒有尾舵,一般只有小型(xing)(包(bao)括家(jia)用型(xing))才會(hui)擁有尾舵)
風(feng)輪是(shi)把風(feng)的(de)(de)動(dong)能(neng)轉變為機械能(neng)的(de)(de)重要部件,它(ta)由兩只(zhi)(或更多(duo)只(zhi))螺(luo)旋(xuan)槳形的(de)(de)葉(xie)輪組成。當風(feng)吹向漿葉(xie)時,槳葉(xie)上產生氣動(dong)力驅動(dong)風(feng)輪轉動(dong)。槳葉(xie)的(de)(de)材(cai)料(liao)要求強度高、重量輕,目前多(duo)用玻璃鋼或其(qi)(qi)它(ta)復合材(cai)料(liao)(如碳(tan)纖維)來制造。(現在還有(you)一些垂直風(feng)輪,s型(xing)旋(xuan)轉葉(xie)片(pian)等,其(qi)(qi)作用也與常規螺(luo)旋(xuan)槳型(xing)葉(xie)片(pian)相同)
由于風輪(lun)(lun)的轉(zhuan)速(su)(su)比較(jiao)低(di),而且風力的大(da)小和方向經常變化著,這又使(shi)轉(zhuan)速(su)(su)不穩(wen)定;所以,在帶動發電(dian)機之前,還(huan)必須附加(jia)一個(ge)把(ba)轉(zhuan)速(su)(su)提高到發電(dian)機額定轉(zhuan)速(su)(su)的齒輪(lun)(lun)變速(su)(su)箱,再加(jia)一個(ge)調速(su)(su)機構使(shi)轉(zhuan)速(su)(su)保持(chi)穩(wen)定,然后(hou)(hou)再聯接(jie)到發電(dian)機上。為保持(chi)風輪(lun)(lun)始終對準風向以獲得最(zui)大(da)的功率,還(huan)需在風輪(lun)(lun)的后(hou)(hou)面裝一個(ge)類似(si)風向標的尾(wei)舵。
鐵塔是支承(cheng)風輪(lun)(lun)、尾舵和發電(dian)機的(de)構架。它一般(ban)修建(jian)得(de)(de)比較高(gao),為的(de)是獲得(de)(de)較大的(de)和較均(jun)勻的(de)風力(li),又要有足(zu)夠的(de)強度(du)。鐵塔高(gao)度(du)視(shi)地面障礙物對風速影響的(de)情況(kuang),以(yi)及風輪(lun)(lun)的(de)直徑大小而定,一般(ban)在6-20米范圍(wei)內。
發電(dian)機(ji)的作用,是把由(you)風輪得到的恒定轉(zhuan)速(su),通過升(sheng)速(su)傳(chuan)遞給發電(dian)機(ji)構均(jun)勻(yun)運(yun)轉(zhuan),因而把機(ji)械能(neng)轉(zhuan)變為電(dian)能(neng)。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種多樣(yang),但歸納起來可分(fen)為兩類:①水(shui)平(ping)(ping)軸(zhou)風(feng)力發(fa)電(dian)機,風(feng)輪(lun)的旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)與風(feng)向(xiang)平(ping)(ping)行(xing);②垂(chui)直軸(zhou)風(feng)力發(fa)電(dian)機,風(feng)輪(lun)的旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)垂(chui)直于地面或者(zhe)氣流方(fang)向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)科分為(wei)升力(li)(li)型(xing)和(he)阻力(li)(li)型(xing)兩類。升力(li)(li)型(xing)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)旋轉速度快,阻力(li)(li)型(xing)旋轉速度慢。對(dui)(dui)于(yu)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian),多采用升力(li)(li)型(xing)水(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)。大多數水(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)具有(you)對(dui)(dui)風(feng)(feng)(feng)裝置,能(neng)隨(sui)風(feng)(feng)(feng)向改變而轉動(dong)(dong)。對(dui)(dui)于(yu)小型(xing)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),這(zhe)種(zhong)對(dui)(dui)風(feng)(feng)(feng)裝置采用尾舵,而對(dui)(dui)于(yu)大型(xing)的風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),則(ze)利(li)用風(feng)(feng)(feng)向傳(chuan)感元件以及伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)成的傳(chuan)動(dong)(dong)機(ji)(ji)構(gou)。
風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)輪(lun)(lun)在塔架(jia)前面的(de)(de)(de)(de)(de)稱為(wei)上(shang)風(feng)(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)機(ji),風(feng)(feng)(feng)輪(lun)(lun)在塔架(jia)后面的(de)(de)(de)(de)(de)則(ze)成為(wei)下風(feng)(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)(feng)機(ji)。水(shui)平軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發電機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)式樣很多,有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)具有(you)反轉葉片的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)輪(lun)(lun),有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)再一(yi)個(ge)塔架(jia)上(shang)安裝多個(ge)風(feng)(feng)(feng)輪(lun)(lun),以便(bian)在輸出功(gong)率一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下減少塔架(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)成本,還有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)平軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)發電機(ji)在風(feng)(feng)(feng)輪(lun)(lun)周圍產生(sheng)漩渦,集中氣(qi)流,增加(jia)氣(qi)流速度。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)(feng)力發電機在風(feng)(feng)(feng)(feng)向改變的(de)時候無(wu)需對(dui)(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng),在這點上(shang)相對(dui)(dui)于水平軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)(feng)力發電機是一大優勢,它不僅使結構(gou)設計簡化,而(er)且也減少(shao)了風(feng)(feng)(feng)(feng)輪對(dui)(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)時的(de)陀(tuo)螺(luo)力。
利(li)用(yong)(yong)阻力(li)旋轉的(de)垂(chui)直軸風力(li)發(fa)電機(ji)有(you)幾種類型(xing),其中(zhong)有(you)利(li)用(yong)(yong)平板(ban)和(he)被子做成的(de)風輪,這是(shi)一(yi)種純(chun)阻力(li)裝(zhuang)置;S型(xing)風車,具有(you)部分升力(li),但(dan)主要還是(shi)阻力(li)裝(zhuang)置。這些(xie)裝(zhuang)置有(you)較大的(de)啟動(dong)力(li)矩(ju),但(dan)尖速比低,在風輪尺寸、重量和(he)成本一(yi)定(ding)的(de)情況下(xia),提供的(de)功率輸出低。
三、風力發電的優點
1、清潔,環境效益好。
2、可(ke)再生,永不枯竭。
3、基建周期短(duan)。
4、裝機規(gui)模靈活。
四、風力發電的缺點
1、噪(zao)聲,視覺污染。
2、占用大片土地(di)。
3、不穩定,不可控。
4、目前成(cheng)本仍然很高。
5、影響鳥類。