一、風力發電原理
把風(feng)(feng)的動(dong)能(neng)轉(zhuan)變成(cheng)機械(xie)動(dong)能(neng),再把機械(xie)能(neng)轉(zhuan)化為電(dian)(dian)力動(dong)能(neng),這就是風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)的原理,是利用(yong)風(feng)(feng)力帶動(dong)風(feng)(feng)車葉片旋轉(zhuan),再透(tou)過增速機將旋轉(zhuan)的速度提升,來促使發(fa)電(dian)(dian)機發(fa)電(dian)(dian)。依(yi)據目前的風(feng)(feng)車技術,大約是每秒(miao)三米的微(wei)(wei)風(feng)(feng)速度(微(wei)(wei)風(feng)(feng)的程度),便可以開始發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)正(zheng)在世(shi)界上形成(cheng)一股熱潮,因為風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)不需要使用(yong)燃料,也(ye)不會產生(sheng)輻射或(huo)空氣污染(ran)。
風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發電(dian)(dian)所需要的(de)裝(zhuang)置,稱作風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發電(dian)(dian)機(ji)組。這種風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發電(dian)(dian)機(ji)組,大體上可分(fen)(fen)風(feng)(feng)輪(包括尾舵)、發電(dian)(dian)機(ji)和鐵塔三部分(fen)(fen)。(大型風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發電(dian)(dian)站基本上沒有尾舵,一(yi)般只有小型(包括家用型)才(cai)會擁有尾舵)
風(feng)輪是把風(feng)的(de)動(dong)(dong)(dong)能(neng)轉變為機械能(neng)的(de)重要部件,它由(you)兩只(或更(geng)多(duo)只)螺旋(xuan)槳(jiang)形的(de)葉(xie)輪組成(cheng)。當風(feng)吹向漿葉(xie)時(shi),槳(jiang)葉(xie)上產(chan)生氣動(dong)(dong)(dong)力(li)驅動(dong)(dong)(dong)風(feng)輪轉動(dong)(dong)(dong)。槳(jiang)葉(xie)的(de)材料要求(qiu)強(qiang)度高、重量輕,目前多(duo)用玻璃鋼或其它復合材料(如碳(tan)纖維)來制造。(現在還有一些垂(chui)直風(feng)輪,s型旋(xuan)轉葉(xie)片等,其作用也與常規(gui)螺旋(xuan)槳(jiang)型葉(xie)片相同)
由于風(feng)(feng)輪的(de)轉(zhuan)速(su)(su)比較低,而(er)且(qie)風(feng)(feng)力的(de)大(da)(da)小和(he)方向經(jing)常(chang)變化著,這又使(shi)轉(zhuan)速(su)(su)不(bu)穩(wen)定;所以,在帶動發電(dian)機(ji)(ji)之前,還必(bi)須附加一個把轉(zhuan)速(su)(su)提高(gao)到(dao)發電(dian)機(ji)(ji)額定轉(zhuan)速(su)(su)的(de)齒輪變速(su)(su)箱,再(zai)加一個調速(su)(su)機(ji)(ji)構使(shi)轉(zhuan)速(su)(su)保持穩(wen)定,然后再(zai)聯接到(dao)發電(dian)機(ji)(ji)上。為保持風(feng)(feng)輪始(shi)終(zhong)對準(zhun)風(feng)(feng)向以獲得最大(da)(da)的(de)功率,還需在風(feng)(feng)輪的(de)后面(mian)裝(zhuang)一個類似(si)風(feng)(feng)向標(biao)的(de)尾舵。
鐵塔是支承風(feng)(feng)輪(lun)、尾舵和發(fa)電機的(de)(de)構架。它一般修建得(de)比較(jiao)高(gao),為的(de)(de)是獲得(de)較(jiao)大的(de)(de)和較(jiao)均勻的(de)(de)風(feng)(feng)力,又(you)要有(you)足夠的(de)(de)強度(du)(du)。鐵塔高(gao)度(du)(du)視地面障礙物對(dui)風(feng)(feng)速(su)影響(xiang)的(de)(de)情況,以及風(feng)(feng)輪(lun)的(de)(de)直徑大小而定(ding),一般在(zai)6-20米范圍內(nei)。
發電(dian)(dian)機的作用,是把(ba)(ba)由風輪得到的恒定轉速(su),通過升速(su)傳遞給(gei)發電(dian)(dian)機構均勻運轉,因而把(ba)(ba)機械能轉變為電(dian)(dian)能。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種多樣(yang),但歸納起來可分(fen)為兩類:①水平軸(zhou)風(feng)力發電(dian)機(ji),風(feng)輪的旋轉軸(zhou)與風(feng)向(xiang)平行;②垂直軸(zhou)風(feng)力發電(dian)機(ji),風(feng)輪的旋轉軸(zhou)垂直于地面(mian)或者氣流方向(xiang)。
1、水平軸風力發電機
水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)科分為(wei)升力(li)(li)(li)型(xing)和阻力(li)(li)(li)型(xing)兩類(lei)。升力(li)(li)(li)型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)旋轉速(su)度(du)快(kuai),阻力(li)(li)(li)型(xing)旋轉速(su)度(du)慢(man)。對(dui)(dui)于風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian),多采用(yong)(yong)(yong)升力(li)(li)(li)型(xing)水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)。大多數(shu)水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)具有對(dui)(dui)風(feng)(feng)裝(zhuang)置,能(neng)隨風(feng)(feng)向改變而轉動。對(dui)(dui)于小型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)機(ji),這種對(dui)(dui)風(feng)(feng)裝(zhuang)置采用(yong)(yong)(yong)尾(wei)舵,而對(dui)(dui)于大型(xing)的風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)機(ji),則利用(yong)(yong)(yong)風(feng)(feng)向傳感元件以(yi)及伺服電(dian)機(ji)組成的傳動機(ji)構。
風(feng)(feng)(feng)力(li)機(ji)的(de)風(feng)(feng)(feng)輪在塔(ta)架前面的(de)稱為上風(feng)(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)(feng)力(li)機(ji),風(feng)(feng)(feng)輪在塔(ta)架后面的(de)則成為下風(feng)(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)(feng)機(ji)。水(shui)(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電機(ji)的(de)式樣很多,有(you)的(de)具有(you)反轉葉片的(de)風(feng)(feng)(feng)輪,有(you)的(de)再一個塔(ta)架上安裝多個風(feng)(feng)(feng)輪,以便在輸出功(gong)率一定的(de)條(tiao)件下減少塔(ta)架的(de)成本,還有(you)的(de)水(shui)(shui)平軸風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電機(ji)在風(feng)(feng)(feng)輪周(zhou)圍產生漩渦,集中氣流(liu),增加氣流(liu)速度。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)發電機在風(feng)(feng)向改變的時候無需對風(feng)(feng),在這(zhe)點上(shang)相對于水平軸(zhou)風(feng)(feng)力(li)發電機是一大優勢,它不僅使結構(gou)設計簡化,而且也減少了風(feng)(feng)輪對風(feng)(feng)時的陀(tuo)螺力(li)。
利用阻(zu)力(li)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)垂直(zhi)軸風力(li)發電(dian)機有幾種(zhong)類(lei)型(xing),其中有利用平板和被子(zi)做成(cheng)的(de)(de)(de)風輪,這是(shi)一(yi)種(zhong)純阻(zu)力(li)裝(zhuang)(zhuang)置;S型(xing)風車,具有部分升力(li),但主要(yao)還(huan)是(shi)阻(zu)力(li)裝(zhuang)(zhuang)置。這些裝(zhuang)(zhuang)置有較大的(de)(de)(de)啟動力(li)矩,但尖(jian)速(su)比低,在風輪尺(chi)寸、重量和成(cheng)本一(yi)定的(de)(de)(de)情況下,提(ti)供的(de)(de)(de)功(gong)率輸(shu)出低。
三、風力發電的優點
1、清潔(jie),環境(jing)效益好。
2、可再生,永不枯竭。
3、基建周期短。
4、裝(zhuang)機規模靈(ling)活(huo)。
四、風力發電的缺點
1、噪聲,視覺污(wu)染。
2、占用大片土地。
3、不(bu)穩定,不(bu)可控。
4、目前成本(ben)仍然很高。
5、影響鳥類。