一、風力發電原理
把風(feng)(feng)的(de)(de)動(dong)能(neng)轉(zhuan)(zhuan)變成機(ji)械動(dong)能(neng),再把機(ji)械能(neng)轉(zhuan)(zhuan)化為電(dian)(dian)(dian)力動(dong)能(neng),這就是(shi)(shi)風(feng)(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)。風(feng)(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原理(li),是(shi)(shi)利用風(feng)(feng)力帶(dai)動(dong)風(feng)(feng)車葉片旋轉(zhuan)(zhuan),再透過增速機(ji)將旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)速度(du)提升(sheng),來促使發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)。依據目前的(de)(de)風(feng)(feng)車技術(shu),大(da)約是(shi)(shi)每秒三米的(de)(de)微(wei)風(feng)(feng)速度(du)(微(wei)風(feng)(feng)的(de)(de)程(cheng)度(du)),便可以開始發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)。風(feng)(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)正在世界(jie)上(shang)形(xing)成一股(gu)熱潮(chao),因為風(feng)(feng)力發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)不(bu)需要(yao)使用燃料,也不(bu)會產(chan)生輻射或空氣污染。
風(feng)力發電所需要的(de)裝置(zhi),稱作風(feng)力發電機組(zu)。這種風(feng)力發電機組(zu),大(da)體上可(ke)分風(feng)輪(包括尾舵(duo)(duo))、發電機和鐵塔三部(bu)分。(大(da)型(xing)風(feng)力發電站基本上沒(mei)有(you)尾舵(duo)(duo),一般只(zhi)有(you)小型(xing)(包括家(jia)用(yong)型(xing))才會擁有(you)尾舵(duo)(duo))
風(feng)輪(lun)是(shi)把風(feng)的動能(neng)轉變為機械(xie)能(neng)的重(zhong)(zhong)要部件,它由兩(liang)只(或(huo)更多只)螺旋槳(jiang)形的葉(xie)輪(lun)組(zu)成。當風(feng)吹向漿葉(xie)時(shi),槳(jiang)葉(xie)上產生(sheng)氣動力驅動風(feng)輪(lun)轉動。槳(jiang)葉(xie)的材料要求強度高、重(zhong)(zhong)量(liang)輕,目前多用玻璃鋼(gang)或(huo)其(qi)它復(fu)合材料(如(ru)碳纖維)來制(zhi)造。(現在(zai)還有(you)一些垂直風(feng)輪(lun),s型旋轉葉(xie)片等,其(qi)作用也與常規螺旋槳(jiang)型葉(xie)片相同)
由于風(feng)輪的(de)(de)轉(zhuan)速(su)比較(jiao)低,而且(qie)風(feng)力的(de)(de)大(da)小和方向(xiang)經常變(bian)化著(zhu),這又使(shi)轉(zhuan)速(su)不穩定;所以(yi),在帶動發電機之前,還必須附加一(yi)個(ge)把轉(zhuan)速(su)提高(gao)到(dao)(dao)發電機額(e)定轉(zhuan)速(su)的(de)(de)齒輪變(bian)速(su)箱,再加一(yi)個(ge)調速(su)機構(gou)使(shi)轉(zhuan)速(su)保持穩定,然后再聯接到(dao)(dao)發電機上。為(wei)保持風(feng)輪始(shi)終對準風(feng)向(xiang)以(yi)獲(huo)得最(zui)大(da)的(de)(de)功率,還需在風(feng)輪的(de)(de)后面裝一(yi)個(ge)類(lei)似(si)風(feng)向(xiang)標(biao)的(de)(de)尾舵。
鐵(tie)塔是支(zhi)承(cheng)風(feng)輪、尾舵(duo)和發電(dian)機(ji)的構架。它一(yi)般修建(jian)得比較(jiao)高(gao),為(wei)的是獲(huo)得較(jiao)大(da)的和較(jiao)均(jun)勻的風(feng)力,又(you)要(yao)有足(zu)夠的強(qiang)度。鐵(tie)塔高(gao)度視地面障(zhang)礙(ai)物對(dui)風(feng)速影響的情況,以及風(feng)輪的直徑大(da)小而定(ding),一(yi)般在6-20米(mi)范(fan)圍內。
發電(dian)機的(de)作用(yong),是(shi)把(ba)(ba)由風輪得到的(de)恒定轉速,通過升速傳(chuan)遞給發電(dian)機構均勻運轉,因(yin)而把(ba)(ba)機械能(neng)轉變(bian)為(wei)電(dian)能(neng)。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多(duo)種多(duo)樣(yang),但歸納起來(lai)可分為(wei)兩類:①水平軸(zhou)風(feng)力發電機(ji),風(feng)輪的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)軸(zhou)與風(feng)向(xiang)平行(xing);②垂(chui)直(zhi)軸(zhou)風(feng)力發電機(ji),風(feng)輪的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)軸(zhou)垂(chui)直(zhi)于地(di)面或者氣流方向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水(shui)平軸風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)科(ke)分為(wei)升(sheng)力(li)(li)(li)型(xing)和阻力(li)(li)(li)型(xing)兩類。升(sheng)力(li)(li)(li)型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)旋轉速度快,阻力(li)(li)(li)型(xing)旋轉速度慢。對(dui)于(yu)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian),多采用升(sheng)力(li)(li)(li)型(xing)水(shui)平軸風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)。大(da)多數水(shui)平軸風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)具(ju)有對(dui)風(feng)(feng)裝置,能隨(sui)風(feng)(feng)向改變而轉動。對(dui)于(yu)小型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),這種對(dui)風(feng)(feng)裝置采用尾舵,而對(dui)于(yu)大(da)型(xing)的風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),則利(li)用風(feng)(feng)向傳(chuan)感元件以及伺服電(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)成的傳(chuan)動機(ji)(ji)構。
風(feng)力機的(de)(de)(de)風(feng)輪(lun)(lun)(lun)在塔架前(qian)面的(de)(de)(de)稱(cheng)為上風(feng)向風(feng)力機,風(feng)輪(lun)(lun)(lun)在塔架后面的(de)(de)(de)則成為下風(feng)向風(feng)機。水平軸風(feng)力發(fa)電機的(de)(de)(de)式樣很多(duo)(duo),有(you)的(de)(de)(de)具(ju)有(you)反(fan)轉葉片的(de)(de)(de)風(feng)輪(lun)(lun)(lun),有(you)的(de)(de)(de)再一個(ge)塔架上安裝(zhuang)多(duo)(duo)個(ge)風(feng)輪(lun)(lun)(lun),以便在輸(shu)出(chu)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)水平軸風(feng)力發(fa)電機在風(feng)輪(lun)(lun)(lun)周圍(wei)產生漩(xuan)渦,集中氣(qi)流(liu)(liu),增加(jia)氣(qi)流(liu)(liu)速度。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸(zhou)風力(li)發電機在風向改變的時(shi)候無需對風,在這點(dian)上相對于水平軸(zhou)風力(li)發電機是(shi)一大優勢(shi),它不僅(jin)使結構設計(ji)簡化,而且也減少了風輪(lun)對風時(shi)的陀螺力(li)。
利(li)用(yong)阻(zu)(zu)力(li)(li)旋轉的垂直軸風(feng)力(li)(li)發電機(ji)有(you)(you)幾種(zhong)類型(xing),其(qi)中有(you)(you)利(li)用(yong)平板和(he)被子(zi)做(zuo)成的風(feng)輪(lun),這(zhe)是一(yi)種(zhong)純阻(zu)(zu)力(li)(li)裝置;S型(xing)風(feng)車,具(ju)有(you)(you)部分升力(li)(li),但(dan)主要還是阻(zu)(zu)力(li)(li)裝置。這(zhe)些裝置有(you)(you)較(jiao)大的啟動力(li)(li)矩,但(dan)尖速比低,在風(feng)輪(lun)尺寸(cun)、重量(liang)和(he)成本一(yi)定的情況下,提供(gong)的功率輸出低。
三、風力發電的優點
1、清(qing)潔,環境(jing)效(xiao)益好。
2、可(ke)再生,永不枯竭。
3、基建周期(qi)短。
4、裝機規(gui)模靈活。
四、風力發電的缺點
1、噪聲,視覺污染。
2、占用大片土地。
3、不(bu)穩定(ding),不(bu)可控。
4、目前(qian)成本(ben)仍然很高(gao)。
5、影響鳥類。