一、風力發電原理
把(ba)風(feng)(feng)的動(dong)能(neng)轉變成(cheng)機(ji)械(xie)動(dong)能(neng),再把(ba)機(ji)械(xie)能(neng)轉化為(wei)電(dian)(dian)力(li)動(dong)能(neng),這就是風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)的原理(li),是利用(yong)風(feng)(feng)力(li)帶動(dong)風(feng)(feng)車(che)葉片旋(xuan)轉,再透過增速(su)機(ji)將旋(xuan)轉的速(su)度(du)提升,來促使發(fa)電(dian)(dian)機(ji)發(fa)電(dian)(dian)。依據目(mu)前的風(feng)(feng)車(che)技(ji)術,大約是每秒三米(mi)的微風(feng)(feng)速(su)度(du)(微風(feng)(feng)的程度(du)),便可(ke)以開始(shi)發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)正在世界(jie)上形成(cheng)一股(gu)熱潮(chao),因為(wei)風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)不(bu)需(xu)要使用(yong)燃(ran)料,也不(bu)會產生輻射或空氣污染。
風力(li)發電所需要的裝置,稱作風力(li)發電機(ji)(ji)組(zu)。這種風力(li)發電機(ji)(ji)組(zu),大(da)體上可分風輪(包(bao)括尾(wei)(wei)舵)、發電機(ji)(ji)和鐵塔三部分。(大(da)型風力(li)發電站基本上沒有(you)尾(wei)(wei)舵,一般只有(you)小(xiao)型(包(bao)括家用型)才會擁有(you)尾(wei)(wei)舵)
風輪(lun)是把(ba)風的動能轉變為機(ji)械能的重(zhong)要部件,它由兩只(或更多(duo)只)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)形的葉輪(lun)組(zu)成。當風吹(chui)向(xiang)漿葉時,槳(jiang)葉上產生氣動力驅動風輪(lun)轉動。槳(jiang)葉的材料要求強度高、重(zhong)量輕,目(mu)前多(duo)用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。(現(xian)在還有一些(xie)垂(chui)直風輪(lun),s型旋(xuan)(xuan)(xuan)轉葉片等,其作(zuo)用也與(yu)常規螺旋(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)型葉片相同)
由于風(feng)輪的(de)轉(zhuan)速比較低,而且(qie)風(feng)力的(de)大(da)(da)小和(he)方(fang)向經常變化著,這又使轉(zhuan)速不穩定;所以(yi),在(zai)帶動(dong)發電(dian)機(ji)(ji)之前(qian),還必須附加一個(ge)把轉(zhuan)速提(ti)高到發電(dian)機(ji)(ji)額定轉(zhuan)速的(de)齒輪變速箱,再(zai)加一個(ge)調(diao)速機(ji)(ji)構使轉(zhuan)速保持穩定,然后(hou)再(zai)聯接到發電(dian)機(ji)(ji)上。為(wei)保持風(feng)輪始終對準風(feng)向以(yi)獲得最大(da)(da)的(de)功率,還需在(zai)風(feng)輪的(de)后(hou)面裝一個(ge)類(lei)似風(feng)向標(biao)的(de)尾舵。
鐵塔是(shi)支承(cheng)風(feng)輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建(jian)得(de)比較高(gao),為的是(shi)獲得(de)較大的和較均勻的風(feng)力,又要有足夠(gou)的強度(du)。鐵塔高(gao)度(du)視地面障礙物對風(feng)速(su)影響的情況,以及風(feng)輪的直徑大小而定,一般在6-20米(mi)范圍內。
發(fa)電機(ji)的作用,是把(ba)由風輪得到的恒定(ding)轉速,通過升(sheng)速傳遞給發(fa)電機(ji)構均勻運(yun)轉,因(yin)而把(ba)機(ji)械能轉變(bian)為電能。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種(zhong)多樣(yang),但歸(gui)納起來可分為兩(liang)類:①水(shui)平軸(zhou)(zhou)風力發電機,風輪的(de)旋轉軸(zhou)(zhou)與風向(xiang)平行(xing);②垂直軸(zhou)(zhou)風力發電機,風輪的(de)旋轉軸(zhou)(zhou)垂直于(yu)地面或者氣流方向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水(shui)平軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)科(ke)分為(wei)升(sheng)力(li)型(xing)(xing)和阻力(li)型(xing)(xing)兩類。升(sheng)力(li)型(xing)(xing)風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)旋轉(zhuan)速度快,阻力(li)型(xing)(xing)旋轉(zhuan)速度慢。對(dui)于(yu)風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian),多采用升(sheng)力(li)型(xing)(xing)水(shui)平軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)。大(da)多數水(shui)平軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)具有對(dui)風(feng)(feng)裝置(zhi),能隨風(feng)(feng)向(xiang)改變而(er)轉(zhuan)動。對(dui)于(yu)小型(xing)(xing)風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),這種對(dui)風(feng)(feng)裝置(zhi)采用尾舵,而(er)對(dui)于(yu)大(da)型(xing)(xing)的風(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji),則(ze)利用風(feng)(feng)向(xiang)傳感元(yuan)件以及伺服電(dian)(dian)機(ji)(ji)組成的傳動機(ji)(ji)構。
風(feng)(feng)(feng)(feng)力機(ji)(ji)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)輪在塔架前(qian)面的(de)(de)稱為上風(feng)(feng)(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)(feng)(feng)力機(ji)(ji),風(feng)(feng)(feng)(feng)輪在塔架后面的(de)(de)則成(cheng)為下風(feng)(feng)(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)。水平軸風(feng)(feng)(feng)(feng)力發電機(ji)(ji)的(de)(de)式(shi)樣很多(duo),有的(de)(de)具(ju)有反(fan)轉葉片的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)輪,有的(de)(de)再一(yi)個塔架上安(an)裝多(duo)個風(feng)(feng)(feng)(feng)輪,以(yi)便在輸出功率(lv)一(yi)定的(de)(de)條件下減少塔架的(de)(de)成(cheng)本,還有的(de)(de)水平軸風(feng)(feng)(feng)(feng)力發電機(ji)(ji)在風(feng)(feng)(feng)(feng)輪周圍產(chan)生漩渦,集中(zhong)氣流,增加氣流速(su)度。
2、垂直軸風力發電機
垂(chui)直軸風(feng)力(li)發電機(ji)在(zai)風(feng)向改(gai)變的(de)時(shi)候無需對風(feng),在(zai)這(zhe)點上相對于水平軸風(feng)力(li)發電機(ji)是一(yi)大(da)優勢,它不僅(jin)使結構設計(ji)簡化(hua),而且也減少了(le)風(feng)輪對風(feng)時(shi)的(de)陀(tuo)螺力(li)。
利用阻力旋(xuan)轉的(de)(de)垂(chui)直軸風(feng)(feng)力發電機有幾種類型,其中有利用平板和被子做成的(de)(de)風(feng)(feng)輪(lun),這是一種純阻力裝(zhuang)置;S型風(feng)(feng)車,具(ju)有部分升力,但(dan)主要(yao)還是阻力裝(zhuang)置。這些裝(zhuang)置有較大的(de)(de)啟動力矩,但(dan)尖速比低,在風(feng)(feng)輪(lun)尺寸、重量和成本一定的(de)(de)情(qing)況下,提(ti)供的(de)(de)功率輸出低。
三、風力發電的優點
1、清潔,環境效益好(hao)。
2、可再生,永(yong)不枯竭。
3、基建周期短。
4、裝機規模靈活。
四、風力發電的缺點
1、噪聲,視覺(jue)污染(ran)。
2、占用大片土地。
3、不(bu)穩定,不(bu)可控。
4、目前成(cheng)本仍然很高。
5、影響鳥類。