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時間: 2018-03-08   瀏覽:4572

把風的動能轉變成機械動能,再把機械能轉化為電力動能,這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電的原理,是利用風力帶動風車葉片旋轉,再透過增速機將旋轉的速度提升,來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術,大約是每秒三米的微風速度(微風的程度),便可以開始發(fā)電。 風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,因為風力發(fā)電不需要使用燃料,也不會產生輻射或空氣污染。 [3] IMG_20180517_141328.jpg
風力發(fā)電所需要的裝置,稱作風力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組,大體上可分風輪(包括尾舵)、發(fā)電機鐵塔三部分。(大型風力發(fā)電站基本上沒有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才會擁有尾舵)
風輪是把風的動能轉變?yōu)闄C械能的重要部件,它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向漿葉時,槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕,目前多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。(現(xiàn)在還有一些垂直風輪,s型旋轉葉片等,其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同)IMG_20180517_141329.jpg
由于風輪的轉速比較低,而且風力的大小和方向經常變化著,這又使轉速不穩(wěn)定;所以,在帶動發(fā)電機之前,還必須附加一個把轉速提高到發(fā)電機額定轉速的齒輪變速箱,再加一個調速機構使轉速保持穩(wěn)定,然后再聯(lián)接到發(fā)電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率,還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。
鐵塔是支承風輪、尾舵和發(fā)電機的構架。它一般修建得比較高,為的是獲得較大的和較均勻的風力,又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況,以及風輪的直徑大小而定,一般在6-20米范圍內。IMG_20180517_141333.jpg
發(fā)電機的作用,是把由風輪得到的恒定轉速,通過升速傳遞給發(fā)電機構均勻運轉,因而把機械能轉變?yōu)殡娔堋?/div>
風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;中國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的,而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能;尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現(xiàn)尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體,定子繞組切割磁力線產生電能。
一般說來,三級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發(fā),風速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據(jù)測定,一臺55千瓦的風力發(fā)電機組,當風速為每秒9.5米時,機組的輸出功率為55千瓦;當風速每秒8米時,功率為38千瓦;風速每秒6米時,只有16千瓦;而風速每秒5米時,僅為9.5千瓦??梢婏L力愈大,經濟效益也愈大。IMG_20180517_141340.jpg
在我國,現(xiàn)在已有不少成功的中、小型風力發(fā)電裝置在運轉。
我國的風力資源極為豐富,絕大多數(shù)地區(qū)的平均風速都在每秒3米以上,特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼,平均風速更大;有的地方,一年三分之一以上的時間都是大風天。在這些地區(qū),發(fā)展風力發(fā)電是很有前途的。 [2] 
風力發(fā)電的輸出IMG_20180517_141416.jpg
風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風力發(fā)電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源,把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。
通常人們認為,風力發(fā)電的功率完全由風力發(fā)電機的功率決定,總想選購大一點的風力發(fā)電機,而這是不正確的。目前的風力發(fā)電機只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來,人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關系。功率的大小更主要取決于風量的大小,而不僅是機頭功率的大小。在內地,小的風力發(fā)電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風,會比一時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能,也就是說一臺200W風力發(fā)電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率輸出。IMG_20180517_141416.jpg
使用風力發(fā)電機,就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電,其節(jié)約的程度是明顯的,一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現(xiàn)在的風力發(fā)電機比幾年前的性能有很大改進,以前只是在少數(shù)邊遠地區(qū)使用,風力發(fā)電機接一個15W的燈泡直接用電,一明一暗并會經常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術進步,采用先進的充電器、逆變器,風力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng),并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標燈;山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習;城市小高層樓頂也可用風力電機,這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風力發(fā)電機,不但可以防止停電,而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學校、部隊乃至落后的山區(qū),風力發(fā)電機正在成為人們的采購熱點。無線電愛好者可用自己的技術在風力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務,使人們看電視及照明用電與城市同步,也能使自己勞動致富


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