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風(fēng)力發(fā)電原理(風(fēng)能利用基本方式)
發(fā)布日期:2012-05-28 09:13:10    發(fā)布人:超級(jí)管理員    點(diǎn)擊率:

風(fēng)力發(fā)電原理是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。

把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括傳動(dòng)裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單,風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn),它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

風(fēng)輪是集風(fēng)裝置,它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。葉片在風(fēng)的作用下,產(chǎn)生升力和阻力,設(shè)計(jì)優(yōu)良的葉片可獲得大的升力和小的阻力。風(fēng)輪葉片的材料因風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型號(hào)和功率大小不同而定,如有玻璃鋼、尼龍等。我國(guó)已能制造多種類型容量不等的風(fēng)輪。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,已采用的發(fā)電機(jī)有3種,即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。小功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用同步或異步交流發(fā)電機(jī),發(fā)出的交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電。與直流發(fā)電機(jī)相比,同步發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是效率高,而且在低風(fēng)速下比直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能多,能適應(yīng)比較寬的風(fēng)速范圍。同步發(fā)電機(jī)能自行提供磁場(chǎng)的電流,但成本較高。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是盡量使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向,從而能最大限度地獲取風(fēng)能。除了下風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)外,一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來(lái)控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼一般都設(shè)在風(fēng)輪的尾端,處在風(fēng)輪的尾流區(qū)里。只有個(gè)別風(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾翼安裝在比較高的位置上,這樣可以避開風(fēng)輪尾流對(duì)它的影響。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。

顧名思義,限速安全機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和功率與風(fēng)的大小密切相關(guān)。風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和功率隨著風(fēng)速的提高而增加,風(fēng)速過高會(huì)導(dǎo)致風(fēng)輪轉(zhuǎn)速過高和發(fā)電機(jī)超負(fù)荷。風(fēng)輪轉(zhuǎn)速過高和發(fā)電機(jī)超負(fù)荷都會(huì)危及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。除了限速裝置外,風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般還設(shè)有專門的制動(dòng)裝置,當(dāng)風(fēng)速過高時(shí),可以使風(fēng)輪停轉(zhuǎn),以保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)在特大風(fēng)速下的安全。

塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu),也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一個(gè)重要部件??紤]到便于搬遷、降低成本等因素,百瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常采用管式塔架。管式塔架以鋼管為主體,在4個(gè)方向上安置張緊索。稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。

風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定的,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。這樣一來(lái),風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的,先要儲(chǔ)存起來(lái)。目前蓄電池是風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用的最為普遍的儲(chǔ)能裝置,即把風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能先儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi),然后通過蓄電池向直流電器供電,或通過逆變器把蓄電池的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姾笤傧蚪涣麟娖鞴╇?。考慮到成本問題,目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能特性是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率曲線來(lái)反映的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率曲線是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與場(chǎng)地風(fēng)速之間的關(guān)系曲線。

(責(zé)任編輯:wzxny)
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