一、風力發電原理
把風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)動(dong)能轉變成(cheng)機(ji)械動(dong)能,再(zai)把機(ji)械能轉化為電(dian)力(li)動(dong)能,這(zhe)就是風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)。風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)的(de)原(yuan)理,是利用風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)帶動(dong)風(feng)(feng)(feng)(feng)車葉片旋轉,再(zai)透過增速(su)機(ji)將旋轉的(de)速(su)度(du)提升,來促使發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)。依據目前(qian)的(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)車技術,大約是每(mei)秒三米(mi)的(de)微(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)度(du)(微(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)程度(du)),便可(ke)以開始發(fa)電(dian)。風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)正在世界(jie)上形成(cheng)一股(gu)熱潮,因(yin)為風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)不(bu)需要使用燃(ran)料(liao),也(ye)不(bu)會(hui)產生輻射或空(kong)氣污染。
風力發電所需要的裝置(zhi),稱作風力發電機(ji)組(zu)。這種風力發電機(ji)組(zu),大體上(shang)可分風輪(lun)(包括(kuo)尾(wei)(wei)舵(duo))、發電機(ji)和鐵塔三(san)部分。(大型風力發電站基本上(shang)沒有尾(wei)(wei)舵(duo),一般(ban)只有小(xiao)型(包括(kuo)家用(yong)型)才(cai)會擁有尾(wei)(wei)舵(duo))
風輪是把風的(de)(de)動(dong)能轉變為機械(xie)能的(de)(de)重(zhong)要(yao)部件,它由兩只(或更多(duo)只)螺旋槳形(xing)的(de)(de)葉輪組(zu)成。當風吹向(xiang)漿葉時,槳葉上(shang)產生氣動(dong)力驅(qu)動(dong)風輪轉動(dong)。槳葉的(de)(de)材(cai)料要(yao)求強度(du)高、重(zhong)量輕(qing),目前多(duo)用(yong)(yong)玻(bo)璃(li)鋼(gang)或其它復合材(cai)料(如碳纖維(wei))來制(zhi)造。(現在(zai)還(huan)有一些垂直(zhi)風輪,s型(xing)旋轉葉片等,其作用(yong)(yong)也與常規螺旋槳型(xing)葉片相同(tong))
由于風(feng)(feng)輪的(de)轉(zhuan)速(su)比(bi)較低,而且風(feng)(feng)力(li)的(de)大小(xiao)和方向經常變(bian)化(hua)著,這又使轉(zhuan)速(su)不穩定(ding);所以,在帶動發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)之(zhi)前,還(huan)必須(xu)附(fu)加一(yi)個(ge)把(ba)轉(zhuan)速(su)提高到(dao)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)額定(ding)轉(zhuan)速(su)的(de)齒(chi)輪變(bian)速(su)箱(xiang),再加一(yi)個(ge)調速(su)機(ji)構使轉(zhuan)速(su)保持穩定(ding),然后再聯接到(dao)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)上。為(wei)保持風(feng)(feng)輪始(shi)終(zhong)對準風(feng)(feng)向以獲得最大的(de)功(gong)率,還(huan)需在風(feng)(feng)輪的(de)后面裝一(yi)個(ge)類似風(feng)(feng)向標(biao)的(de)尾(wei)舵。
鐵塔是(shi)支(zhi)承(cheng)風(feng)輪、尾(wei)舵(duo)和發電機的(de)(de)構架。它(ta)一般(ban)修建得(de)比較(jiao)高,為的(de)(de)是(shi)獲得(de)較(jiao)大的(de)(de)和較(jiao)均勻的(de)(de)風(feng)力,又要有足夠的(de)(de)強度。鐵塔高度視地面障礙物對風(feng)速影(ying)響的(de)(de)情況,以及風(feng)輪的(de)(de)直徑大小(xiao)而定,一般(ban)在6-20米范圍內(nei)。
發電(dian)(dian)(dian)機的(de)作用,是把(ba)由風(feng)輪得到的(de)恒(heng)定轉(zhuan)速,通過升速傳遞給發電(dian)(dian)(dian)機構(gou)均勻運轉(zhuan),因而把(ba)機械能(neng)轉(zhuan)變為(wei)電(dian)(dian)(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,但歸(gui)納起(qi)來(lai)可分為兩類:①水平(ping)軸(zhou)風力(li)發電機,風輪的(de)(de)旋轉軸(zhou)與風向(xiang)平(ping)行;②垂直軸(zhou)風力(li)發電機,風輪的(de)(de)旋轉軸(zhou)垂直于地面或(huo)者氣流方(fang)向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)科分為升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)型(xing)和阻力(li)(li)(li)型(xing)兩類。升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)型(xing)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)旋轉速(su)度(du)快,阻力(li)(li)(li)型(xing)旋轉速(su)度(du)慢。對(dui)于風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian),多(duo)采用升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)型(xing)水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)。大多(duo)數(shu)水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)具有(you)對(dui)風(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)置,能隨風(feng)(feng)(feng)向(xiang)改變而(er)轉動。對(dui)于小型(xing)風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji),這(zhe)種對(dui)風(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)置采用尾舵,而(er)對(dui)于大型(xing)的風(feng)(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji),則(ze)利用風(feng)(feng)(feng)向(xiang)傳(chuan)感元件以(yi)及(ji)伺服電(dian)機(ji)(ji)組(zu)成的傳(chuan)動機(ji)(ji)構(gou)。
風(feng)力(li)機的(de)(de)(de)風(feng)輪(lun)(lun)在塔(ta)架前面的(de)(de)(de)稱(cheng)為上(shang)風(feng)向風(feng)力(li)機,風(feng)輪(lun)(lun)在塔(ta)架后面的(de)(de)(de)則成為下風(feng)向風(feng)機。水平軸風(feng)力(li)發電(dian)機的(de)(de)(de)式(shi)樣很(hen)多(duo),有的(de)(de)(de)具(ju)有反轉葉片的(de)(de)(de)風(feng)輪(lun)(lun),有的(de)(de)(de)再一個(ge)塔(ta)架上(shang)安裝(zhuang)多(duo)個(ge)風(feng)輪(lun)(lun),以便在輸出功率一定的(de)(de)(de)條件(jian)下減少塔(ta)架的(de)(de)(de)成本,還有的(de)(de)(de)水平軸風(feng)力(li)發電(dian)機在風(feng)輪(lun)(lun)周圍(wei)產生漩渦,集中氣(qi)流(liu),增加氣(qi)流(liu)速度(du)。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸風力(li)(li)發電機在風向改變的時(shi)候無(wu)需對風,在這點上相對于水平(ping)軸風力(li)(li)發電機是一大優勢(shi),它(ta)不(bu)僅使結構設計(ji)簡化,而且也(ye)減少了風輪對風時(shi)的陀螺(luo)力(li)(li)。
利(li)用阻(zu)力(li)(li)(li)(li)旋轉的(de)垂直軸風(feng)力(li)(li)(li)(li)發電機(ji)有幾種類型(xing),其(qi)中(zhong)有利(li)用平板和被子做成的(de)風(feng)輪,這是(shi)一(yi)種純阻(zu)力(li)(li)(li)(li)裝置(zhi)(zhi)(zhi);S型(xing)風(feng)車(che),具(ju)有部分(fen)升(sheng)力(li)(li)(li)(li),但主要還(huan)是(shi)阻(zu)力(li)(li)(li)(li)裝置(zhi)(zhi)(zhi)。這些裝置(zhi)(zhi)(zhi)有較大的(de)啟動(dong)力(li)(li)(li)(li)矩(ju),但尖(jian)速比低,在風(feng)輪尺寸、重量和成本一(yi)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,永不枯(ku)竭。
3、基(ji)建(jian)周期短(duan)。
4、裝(zhuang)機規模靈(ling)活。
四、風力發電的缺點
1、噪聲,視覺污染。
2、占用大(da)片土地。
3、不(bu)穩定(ding),不(bu)可(ke)控。
4、目(mu)前成本仍然很高(gao)。
5、影響鳥類。