一、風力發電原理
把風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)動(dong)能轉變成(cheng)機(ji)械動(dong)能,再(zai)把機(ji)械能轉化為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)動(dong)能,這就是(shi)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)。風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原理,是(shi)利用風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)帶動(dong)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)車葉片旋(xuan)轉,再(zai)透過(guo)增速機(ji)將(jiang)旋(xuan)轉的(de)(de)速度(du)(du)提(ti)升(sheng),來(lai)促(cu)使發電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)發電(dian)(dian)(dian)(dian)。依(yi)據目前的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)車技術,大約是(shi)每(mei)秒三(san)米的(de)(de)微風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)速度(du)(du)(微風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)程(cheng)度(du)(du)),便可以(yi)開始發電(dian)(dian)(dian)(dian)。風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)正(zheng)在世(shi)界上形(xing)成(cheng)一股熱潮,因(yin)為(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)不需要(yao)使用燃料,也不會產生輻射(she)或空氣污染。
風(feng)力(li)發(fa)(fa)電所需要的裝置,稱作風(feng)力(li)發(fa)(fa)電機(ji)組。這(zhe)種風(feng)力(li)發(fa)(fa)電機(ji)組,大(da)體上可分風(feng)輪(lun)(包括尾(wei)舵(duo))、發(fa)(fa)電機(ji)和鐵塔三部分。(大(da)型(xing)風(feng)力(li)發(fa)(fa)電站(zhan)基本上沒(mei)有(you)尾(wei)舵(duo),一(yi)般只有(you)小(xiao)型(xing)(包括家用型(xing))才會擁有(you)尾(wei)舵(duo))
風(feng)輪(lun)是(shi)把風(feng)的(de)(de)動能轉(zhuan)變為機械能的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)部件,它(ta)由兩只(zhi)(或更多只(zhi))螺(luo)旋槳形的(de)(de)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)組成。當風(feng)吹(chui)向漿葉(xie)(xie)(xie)時,槳葉(xie)(xie)(xie)上產生氣動力驅動風(feng)輪(lun)轉(zhuan)動。槳葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)材(cai)料(liao)要(yao)(yao)求強度高、重(zhong)(zhong)量輕,目前(qian)多用玻璃鋼或其它(ta)復合(he)材(cai)料(liao)(如碳纖維)來制造。(現在還有一些垂直風(feng)輪(lun),s型旋轉(zhuan)葉(xie)(xie)(xie)片等,其作(zuo)用也與常規螺(luo)旋槳型葉(xie)(xie)(xie)片相同)
由于風輪(lun)的(de)(de)轉速(su)比(bi)較低,而且(qie)風力的(de)(de)大小和(he)方向(xiang)(xiang)經常變化(hua)著,這又使轉速(su)不穩(wen)定(ding);所以(yi),在(zai)帶(dai)動發(fa)電(dian)(dian)機之前,還必須附加一(yi)個(ge)把轉速(su)提高到(dao)(dao)發(fa)電(dian)(dian)機額定(ding)轉速(su)的(de)(de)齒輪(lun)變速(su)箱(xiang),再(zai)加一(yi)個(ge)調速(su)機構使轉速(su)保持穩(wen)定(ding),然后再(zai)聯接到(dao)(dao)發(fa)電(dian)(dian)機上(shang)。為(wei)保持風輪(lun)始終對準風向(xiang)(xiang)以(yi)獲得最大的(de)(de)功(gong)率,還需(xu)在(zai)風輪(lun)的(de)(de)后面裝(zhuang)一(yi)個(ge)類似風向(xiang)(xiang)標的(de)(de)尾舵。
鐵塔(ta)是支承風輪、尾舵和(he)發電機的(de)(de)(de)(de)構架。它(ta)一(yi)般修建得比較(jiao)高(gao),為的(de)(de)(de)(de)是獲得較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)和(he)較(jiao)均勻的(de)(de)(de)(de)風力,又要有足夠的(de)(de)(de)(de)強度。鐵塔(ta)高(gao)度視地面障礙(ai)物對風速影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)情況,以(yi)及風輪的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑大小(xiao)而(er)定,一(yi)般在6-20米范圍內。
發電(dian)機的作(zuo)用(yong),是(shi)把(ba)由(you)風(feng)輪得到的恒定(ding)轉(zhuan)速,通過(guo)升速傳遞給發電(dian)機構均勻運轉(zhuan),因而把(ba)機械能(neng)(neng)轉(zhuan)變為電(dian)能(neng)(neng)。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種多樣,但歸納起來可分為兩類:①水平軸(zhou)(zhou)(zhou)風(feng)力(li)發電機(ji),風(feng)輪的(de)旋轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)與風(feng)向平行;②垂直(zhi)軸(zhou)(zhou)(zhou)風(feng)力(li)發電機(ji),風(feng)輪的(de)旋轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)垂直(zhi)于地面或者氣流方向。
1、水平軸風力發電機
水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機科分為升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)型(xing)和阻力(li)(li)(li)(li)(li)(li)型(xing)兩類。升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機旋轉(zhuan)(zhuan)速(su)度快,阻力(li)(li)(li)(li)(li)(li)型(xing)旋轉(zhuan)(zhuan)速(su)度慢。對于(yu)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian),多采(cai)用升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)型(xing)水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機。大(da)多數水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機具有對風(feng)(feng)裝置(zhi),能(neng)隨風(feng)(feng)向改變而轉(zhuan)(zhuan)動。對于(yu)小型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機,這種(zhong)對風(feng)(feng)裝置(zhi)采(cai)用尾舵,而對于(yu)大(da)型(xing)的風(feng)(feng)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機,則利用風(feng)(feng)向傳(chuan)感元件以及伺服(fu)電(dian)機組(zu)成(cheng)的傳(chuan)動機構。
風(feng)力機的(de)(de)(de)風(feng)輪(lun)在(zai)塔架前面的(de)(de)(de)稱為上風(feng)向風(feng)力機,風(feng)輪(lun)在(zai)塔架后面的(de)(de)(de)則成為下風(feng)向風(feng)機。水(shui)平軸(zhou)風(feng)力發電機的(de)(de)(de)式樣很(hen)多,有(you)的(de)(de)(de)具有(you)反轉葉片的(de)(de)(de)風(feng)輪(lun),有(you)的(de)(de)(de)再(zai)一個塔架上安裝多個風(feng)輪(lun),以便(bian)在(zai)輸(shu)出功率一定的(de)(de)(de)條件下減少塔架的(de)(de)(de)成本,還有(you)的(de)(de)(de)水(shui)平軸(zhou)風(feng)力發電機在(zai)風(feng)輪(lun)周(zhou)圍(wei)產生漩渦,集中氣流,增加氣流速(su)度。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸(zhou)風(feng)力(li)(li)(li)發電機在(zai)風(feng)向(xiang)改變的時候無需對(dui)風(feng),在(zai)這點上相對(dui)于水(shui)平軸(zhou)風(feng)力(li)(li)(li)發電機是一大優勢,它不僅使結(jie)構(gou)設計(ji)簡(jian)化,而且也減(jian)少了(le)風(feng)輪對(dui)風(feng)時的陀(tuo)螺(luo)力(li)(li)(li)。
利用(yong)阻力旋轉的(de)垂(chui)直(zhi)軸風力發電機(ji)有幾種類型,其中有利用(yong)平板和(he)被子做成(cheng)(cheng)的(de)風輪(lun),這(zhe)是(shi)一種純阻力裝置;S型風車(che),具有部分(fen)升力,但主要還是(shi)阻力裝置。這(zhe)些裝置有較(jiao)大的(de)啟動力矩(ju),但尖速比低,在風輪(lun)尺寸、重量和(he)成(cheng)(cheng)本一定的(de)情況下(xia),提供的(de)功率(lv)輸出低。
三、風力發電的優點
1、清潔(jie),環境效(xiao)益好。
2、可再生,永(yong)不枯竭。
3、基(ji)建周期短。
4、裝機規模靈活。
四、風力發電的缺點
1、噪(zao)聲,視覺污染。
2、占用大(da)片土(tu)地。
3、不穩定,不可控。
4、目(mu)前成本仍然很高。
5、影響鳥類。