一、風力發電原理
把風(feng)的(de)動(dong)能轉(zhuan)變成(cheng)機(ji)械動(dong)能,再把機(ji)械能轉(zhuan)化(hua)為電(dian)(dian)力(li)動(dong)能,這就是風(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)的(de)原(yuan)理(li),是利用(yong)風(feng)力(li)帶動(dong)風(feng)車(che)葉(xie)片旋轉(zhuan),再透過增(zeng)速機(ji)將旋轉(zhuan)的(de)速度提升,來促使發(fa)電(dian)(dian)機(ji)發(fa)電(dian)(dian)。依據(ju)目前的(de)風(feng)車(che)技術,大約是每秒三米的(de)微風(feng)速度(微風(feng)的(de)程度),便可(ke)以開始發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)正在世界上形(xing)成(cheng)一股(gu)熱潮,因為風(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)不(bu)需要(yao)使用(yong)燃料,也不(bu)會產生輻(fu)射或空氣污染。
風力(li)發電(dian)所需要的(de)裝(zhuang)置(zhi),稱作風力(li)發電(dian)機(ji)組(zu)。這種風力(li)發電(dian)機(ji)組(zu),大體上(shang)可(ke)分風輪(包括(kuo)(kuo)尾(wei)(wei)舵(duo)(duo))、發電(dian)機(ji)和鐵(tie)塔三部分。(大型風力(li)發電(dian)站基本上(shang)沒有(you)尾(wei)(wei)舵(duo)(duo),一般只(zhi)有(you)小型(包括(kuo)(kuo)家(jia)用型)才(cai)會擁有(you)尾(wei)(wei)舵(duo)(duo))
風(feng)(feng)(feng)輪是把風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)動能轉(zhuan)變為機械能的(de)(de)重要(yao)部件,它(ta)由兩(liang)只(zhi)(或更多只(zhi))螺旋(xuan)槳(jiang)形的(de)(de)葉(xie)(xie)輪組成。當風(feng)(feng)(feng)吹向漿葉(xie)(xie)時,槳(jiang)葉(xie)(xie)上產生氣(qi)動力驅動風(feng)(feng)(feng)輪轉(zhuan)動。槳(jiang)葉(xie)(xie)的(de)(de)材(cai)料要(yao)求強度高、重量(liang)輕,目前多用玻璃(li)鋼或其(qi)它(ta)復(fu)合材(cai)料(如碳(tan)纖維)來制造。(現在還(huan)有一(yi)些(xie)垂(chui)直風(feng)(feng)(feng)輪,s型旋(xuan)轉(zhuan)葉(xie)(xie)片(pian)等,其(qi)作用也與常規(gui)螺旋(xuan)槳(jiang)型葉(xie)(xie)片(pian)相同)
由于風(feng)(feng)(feng)輪(lun)的轉(zhuan)速比較低,而且風(feng)(feng)(feng)力的大小和方(fang)向(xiang)經常(chang)變(bian)化著,這(zhe)又使(shi)轉(zhuan)速不穩(wen)定(ding);所以,在(zai)帶動(dong)發電(dian)(dian)機之前,還(huan)必(bi)須附加(jia)一(yi)個(ge)把轉(zhuan)速提高到發電(dian)(dian)機額定(ding)轉(zhuan)速的齒輪(lun)變(bian)速箱(xiang),再加(jia)一(yi)個(ge)調(diao)速機構使(shi)轉(zhuan)速保持穩(wen)定(ding),然后(hou)再聯接到發電(dian)(dian)機上。為保持風(feng)(feng)(feng)輪(lun)始終對準(zhun)風(feng)(feng)(feng)向(xiang)以獲得最(zui)大的功率(lv),還(huan)需(xu)在(zai)風(feng)(feng)(feng)輪(lun)的后(hou)面裝(zhuang)一(yi)個(ge)類似風(feng)(feng)(feng)向(xiang)標的尾(wei)舵(duo)。
鐵塔(ta)是支(zhi)承(cheng)風(feng)輪(lun)、尾舵和發電機(ji)的構(gou)架。它一(yi)般(ban)修建(jian)得比較(jiao)高,為的是獲得較(jiao)大(da)的和較(jiao)均勻的風(feng)力(li),又要(yao)有(you)足夠的強(qiang)度。鐵塔(ta)高度視地面(mian)障礙物(wu)對風(feng)速影響的情況,以及風(feng)輪(lun)的直徑大(da)小(xiao)而(er)定(ding),一(yi)般(ban)在6-20米范圍內。
發(fa)電機的(de)作用,是把(ba)由風輪得到(dao)的(de)恒定轉速,通過升(sheng)速傳遞給發(fa)電機構均勻運轉,因而把(ba)機械能轉變為(wei)電能。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種(zhong)多樣,但歸納起(qi)來(lai)可分為兩類(lei):①水平軸(zhou)風力發(fa)電機(ji),風輪的(de)旋轉(zhuan)軸(zhou)與風向(xiang)平行;②垂直軸(zhou)風力發(fa)電機(ji),風輪的(de)旋轉(zhuan)軸(zhou)垂直于(yu)地(di)面或者(zhe)氣流方向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水(shui)(shui)平軸(zhou)(zhou)風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)科分(fen)為升力(li)(li)(li)(li)型(xing)和(he)阻(zu)(zu)力(li)(li)(li)(li)型(xing)兩(liang)類。升力(li)(li)(li)(li)型(xing)風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)旋轉速度快,阻(zu)(zu)力(li)(li)(li)(li)型(xing)旋轉速度慢。對(dui)于風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian),多采(cai)用(yong)升力(li)(li)(li)(li)型(xing)水(shui)(shui)平軸(zhou)(zhou)風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)。大(da)多數水(shui)(shui)平軸(zhou)(zhou)風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)具有對(dui)風裝置,能隨風向(xiang)改變而(er)轉動。對(dui)于小型(xing)風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji),這種對(dui)風裝置采(cai)用(yong)尾舵,而(er)對(dui)于大(da)型(xing)的風力(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji),則(ze)利用(yong)風向(xiang)傳感元件以及伺服電(dian)機(ji)(ji)組成(cheng)的傳動機(ji)(ji)構。
風(feng)(feng)(feng)力機的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)輪(lun)在塔(ta)(ta)(ta)架前面的(de)(de)稱為(wei)上風(feng)(feng)(feng)向風(feng)(feng)(feng)力機,風(feng)(feng)(feng)輪(lun)在塔(ta)(ta)(ta)架后(hou)面的(de)(de)則成為(wei)下風(feng)(feng)(feng)向風(feng)(feng)(feng)機。水(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力發電(dian)機的(de)(de)式(shi)樣很多,有(you)的(de)(de)具有(you)反(fan)轉葉(xie)片的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)輪(lun),有(you)的(de)(de)再一個塔(ta)(ta)(ta)架上安裝多個風(feng)(feng)(feng)輪(lun),以便在輸(shu)出功率一定的(de)(de)條件下減少塔(ta)(ta)(ta)架的(de)(de)成本,還有(you)的(de)(de)水(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力發電(dian)機在風(feng)(feng)(feng)輪(lun)周圍產生漩渦,集中氣流,增加氣流速度。
2、垂直軸風力發電機
垂(chui)直軸(zhou)風(feng)力發(fa)電(dian)機在(zai)風(feng)向(xiang)改變的時(shi)候無需對風(feng),在(zai)這點上相對于水(shui)平軸(zhou)風(feng)力發(fa)電(dian)機是一大優勢,它(ta)不僅使結構設計(ji)簡化(hua),而且也減少了(le)風(feng)輪(lun)對風(feng)時(shi)的陀(tuo)螺(luo)力。
利(li)用阻(zu)力旋轉的(de)(de)垂直軸風力發電機(ji)有幾種(zhong)類型,其中有利(li)用平板(ban)和被(bei)子做成的(de)(de)風輪(lun),這(zhe)是(shi)一種(zhong)純阻(zu)力裝置(zhi)(zhi);S型風車,具有部(bu)分升力,但主(zhu)要(yao)還是(shi)阻(zu)力裝置(zhi)(zhi)。這(zhe)些(xie)裝置(zhi)(zhi)有較大的(de)(de)啟動力矩(ju),但尖(jian)速比低(di),在(zai)風輪(lun)尺寸、重(zhong)量(liang)和成本一定的(de)(de)情(qing)況(kuang)下,提供的(de)(de)功率輸出(chu)低(di)。
三、風力發電的優點
1、清潔,環(huan)境效益好。
2、可再生,永(yong)不枯竭。
3、基建周期短(duan)。
4、裝(zhuang)機規模(mo)靈(ling)活。
四、風力發電的缺點
1、噪聲,視覺污(wu)染。
2、占用大(da)片土(tu)地(di)。
3、不穩定,不可控。
4、目前(qian)成本仍然很高。
5、影響鳥類。