一、風力發電原理
把風(feng)的動(dong)(dong)能轉(zhuan)變成機(ji)械動(dong)(dong)能,再(zai)把機(ji)械能轉(zhuan)化(hua)為電(dian)(dian)力動(dong)(dong)能,這就是風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)。風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)的原理,是利用(yong)風(feng)力帶動(dong)(dong)風(feng)車(che)葉片旋(xuan)轉(zhuan),再(zai)透過增速(su)(su)機(ji)將(jiang)旋(xuan)轉(zhuan)的速(su)(su)度提升,來促使發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)。依據目前的風(feng)車(che)技術(shu),大(da)約是每秒三(san)米的微(wei)風(feng)速(su)(su)度(微(wei)風(feng)的程度),便可以開始發(fa)(fa)電(dian)(dian)。風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)正在(zai)世界上形(xing)成一股熱潮(chao),因為風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)不需要使用(yong)燃料,也不會產生輻射或(huo)空氣污染。
風(feng)(feng)力發電(dian)所需要的(de)裝(zhuang)置,稱作(zuo)風(feng)(feng)力發電(dian)機組。這(zhe)種風(feng)(feng)力發電(dian)機組,大體上可分風(feng)(feng)輪(包括尾舵(duo))、發電(dian)機和鐵(tie)塔三部分。(大型風(feng)(feng)力發電(dian)站基(ji)本上沒有尾舵(duo),一般只(zhi)有小型(包括家用(yong)型)才會擁有尾舵(duo))
風輪是把(ba)風的(de)動能轉(zhuan)變為機械能的(de)重(zhong)要部件,它由兩只(或更多只)螺旋槳(jiang)(jiang)(jiang)形的(de)葉輪組成。當風吹向(xiang)漿(jiang)葉時,槳(jiang)(jiang)(jiang)葉上(shang)產生氣動力(li)驅動風輪轉(zhuan)動。槳(jiang)(jiang)(jiang)葉的(de)材料(liao)要求強度高、重(zhong)量輕,目前多用(yong)玻璃鋼或其它復合材料(liao)(如碳纖維)來制造(zao)。(現在(zai)還有一些垂(chui)直風輪,s型(xing)旋轉(zhuan)葉片(pian)等,其作用(yong)也與常規螺旋槳(jiang)(jiang)(jiang)型(xing)葉片(pian)相同)
由于風(feng)(feng)輪(lun)的(de)(de)(de)轉(zhuan)速(su)(su)比較低,而且(qie)風(feng)(feng)力的(de)(de)(de)大小和方向經常變化著(zhu),這又使轉(zhuan)速(su)(su)不穩(wen)定;所以(yi),在(zai)(zai)帶(dai)動發電機(ji)(ji)之前,還(huan)必須附加(jia)一(yi)個(ge)把(ba)轉(zhuan)速(su)(su)提高(gao)到發電機(ji)(ji)額定轉(zhuan)速(su)(su)的(de)(de)(de)齒輪(lun)變速(su)(su)箱,再加(jia)一(yi)個(ge)調速(su)(su)機(ji)(ji)構(gou)使轉(zhuan)速(su)(su)保持穩(wen)定,然后再聯(lian)接到發電機(ji)(ji)上。為保持風(feng)(feng)輪(lun)始終對準風(feng)(feng)向以(yi)獲得最大的(de)(de)(de)功率,還(huan)需(xu)在(zai)(zai)風(feng)(feng)輪(lun)的(de)(de)(de)后面裝一(yi)個(ge)類似風(feng)(feng)向標(biao)的(de)(de)(de)尾舵。
鐵塔是支承(cheng)風(feng)輪(lun)、尾舵和發電機的(de)(de)(de)構架。它一般(ban)修建得比(bi)較高,為(wei)的(de)(de)(de)是獲得較大的(de)(de)(de)和較均(jun)勻的(de)(de)(de)風(feng)力,又要(yao)有足夠的(de)(de)(de)強度(du)。鐵塔高度(du)視地面障(zhang)礙物對風(feng)速影(ying)響的(de)(de)(de)情況(kuang),以及風(feng)輪(lun)的(de)(de)(de)直徑大小而定,一般(ban)在(zai)6-20米范(fan)圍內。
發電(dian)機(ji)的作用,是把由風(feng)輪(lun)得到的恒定轉速(su),通過升速(su)傳遞給(gei)發電(dian)機(ji)構均勻運轉,因(yin)而(er)把機(ji)械能(neng)轉變為電(dian)能(neng)。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種多樣,但歸納起來可分(fen)為兩類:①水平軸(zhou)風(feng)(feng)力發電機,風(feng)(feng)輪(lun)的(de)旋(xuan)轉軸(zhou)與(yu)風(feng)(feng)向(xiang)平行;②垂直軸(zhou)風(feng)(feng)力發電機,風(feng)(feng)輪(lun)的(de)旋(xuan)轉軸(zhou)垂直于地面或者(zhe)氣流方向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水平(ping)(ping)軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian)機科分(fen)為升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)型和(he)阻力(li)(li)(li)(li)(li)型兩類。升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)型風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian)機旋轉速(su)度(du)快,阻力(li)(li)(li)(li)(li)型旋轉速(su)度(du)慢。對(dui)于風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian),多采用升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)型水平(ping)(ping)軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian)機。大多數水平(ping)(ping)軸(zhou)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian)機具(ju)有對(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝置(zhi),能(neng)隨風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)向(xiang)改(gai)變而轉動(dong)。對(dui)于小(xiao)型風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian)機,這種(zhong)對(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)裝置(zhi)采用尾舵,而對(dui)于大型的(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)發電(dian)機,則利(li)用風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)向(xiang)傳(chuan)感元件(jian)以及(ji)伺服電(dian)機組成的(de)傳(chuan)動(dong)機構。
風(feng)(feng)力機(ji)的風(feng)(feng)輪(lun)在塔(ta)架(jia)(jia)前面的稱(cheng)為(wei)上風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)風(feng)(feng)力機(ji),風(feng)(feng)輪(lun)在塔(ta)架(jia)(jia)后(hou)面的則成為(wei)下(xia)風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)風(feng)(feng)機(ji)。水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)力發(fa)電機(ji)的式樣(yang)很多(duo),有(you)的具有(you)反轉葉片(pian)的風(feng)(feng)輪(lun),有(you)的再一(yi)個塔(ta)架(jia)(jia)上安裝多(duo)個風(feng)(feng)輪(lun),以便在輸出功率一(yi)定的條件下(xia)減少塔(ta)架(jia)(jia)的成本(ben),還有(you)的水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)力發(fa)電機(ji)在風(feng)(feng)輪(lun)周圍產生漩(xuan)渦,集中氣(qi)流,增加氣(qi)流速(su)度(du)。
2、垂直軸風力發電機
垂直(zhi)軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電機在(zai)風(feng)(feng)向改變的時(shi)候無(wu)需對風(feng)(feng),在(zai)這(zhe)點(dian)上相對于水平軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電機是一大優勢,它不僅使(shi)結構(gou)設(she)計簡化,而且也減少了(le)風(feng)(feng)輪(lun)對風(feng)(feng)時(shi)的陀(tuo)螺(luo)力(li)。
利用阻(zu)力(li)(li)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)垂直軸(zhou)風(feng)力(li)(li)發電機(ji)有幾(ji)種(zhong)類型,其中有利用平板和(he)被子做成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)風(feng)輪,這(zhe)是一種(zhong)純阻(zu)力(li)(li)裝(zhuang)置;S型風(feng)車,具有部分升(sheng)力(li)(li),但主要還是阻(zu)力(li)(li)裝(zhuang)置。這(zhe)些裝(zhuang)置有較大(da)的(de)(de)(de)啟動力(li)(li)矩,但尖(jian)速比低(di),在風(feng)輪尺寸、重(zhong)量和(he)成(cheng)(cheng)本一定的(de)(de)(de)情況下,提供的(de)(de)(de)功率(lv)輸出低(di)。
三、風力發電的優點
1、清潔,環境效(xiao)益(yi)好(hao)。
2、可再生(sheng),永不枯竭。
3、基(ji)建周期(qi)短。
4、裝機規模靈活。
四、風力發電的缺點
1、噪(zao)聲,視(shi)覺污染。
2、占(zhan)用(yong)大(da)片土(tu)地。
3、不(bu)穩定(ding),不(bu)可控。
4、目(mu)前成本仍(reng)然很高。
5、影響鳥類。