一、風力發電原理
把風(feng)(feng)(feng)的(de)動能(neng)(neng)轉(zhuan)變成機(ji)械動能(neng)(neng),再(zai)把機(ji)械能(neng)(neng)轉(zhuan)化為(wei)電(dian)力(li)動能(neng)(neng),這就是風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)。風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)的(de)原理,是利用(yong)風(feng)(feng)(feng)力(li)帶動風(feng)(feng)(feng)車(che)葉片旋(xuan)轉(zhuan),再(zai)透過(guo)增速(su)機(ji)將旋(xuan)轉(zhuan)的(de)速(su)度提升,來促使(shi)發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)。依(yi)據目前的(de)風(feng)(feng)(feng)車(che)技術,大約是每秒三(san)米的(de)微風(feng)(feng)(feng)速(su)度(微風(feng)(feng)(feng)的(de)程度),便(bian)可以開始發(fa)電(dian)。風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)正在世界上形成一股熱潮,因為(wei)風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)不需要使(shi)用(yong)燃料,也不會產生輻射或(huo)空氣污染。
風(feng)力(li)發電(dian)所需要的裝置(zhi),稱作風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)組。這種風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)組,大體上可分風(feng)輪(包括尾(wei)舵)、發電(dian)機(ji)和鐵塔(ta)三(san)部(bu)分。(大型風(feng)力(li)發電(dian)站基(ji)本上沒有(you)尾(wei)舵,一(yi)般只有(you)小型(包括家用型)才會擁(yong)有(you)尾(wei)舵)
風輪(lun)(lun)是把(ba)風的動(dong)(dong)能轉(zhuan)(zhuan)變為機(ji)械能的重要(yao)部件,它由兩(liang)只(或更多只)螺旋(xuan)槳形的葉(xie)輪(lun)(lun)組成(cheng)。當風吹向漿葉(xie)時,槳葉(xie)上(shang)產生(sheng)氣動(dong)(dong)力驅動(dong)(dong)風輪(lun)(lun)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)。槳葉(xie)的材料要(yao)求強度高、重量輕,目前多用玻璃鋼或其它復(fu)合材料(如碳纖維)來制(zhi)造。(現在還有一些垂直風輪(lun)(lun),s型旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)葉(xie)片(pian)等,其作(zuo)用也與常規螺旋(xuan)槳型葉(xie)片(pian)相同)
由于風(feng)輪的(de)轉速比較低,而且風(feng)力的(de)大(da)小和方向(xiang)經(jing)常(chang)變化著,這又(you)使轉速不穩(wen)定;所以,在帶動發(fa)電(dian)(dian)機之前(qian),還必須附(fu)加(jia)一(yi)個把轉速提高到(dao)發(fa)電(dian)(dian)機額定轉速的(de)齒輪變速箱,再加(jia)一(yi)個調速機構(gou)使轉速保(bao)持穩(wen)定,然后再聯接到(dao)發(fa)電(dian)(dian)機上。為保(bao)持風(feng)輪始終對準(zhun)風(feng)向(xiang)以獲(huo)得最大(da)的(de)功率,還需在風(feng)輪的(de)后面(mian)裝(zhuang)一(yi)個類似風(feng)向(xiang)標的(de)尾(wei)舵。
鐵塔是(shi)支承風輪、尾舵和發電機的(de)(de)構架。它一般修建得比較(jiao)高(gao),為(wei)的(de)(de)是(shi)獲(huo)得較(jiao)大的(de)(de)和較(jiao)均勻的(de)(de)風力,又(you)要有(you)足夠的(de)(de)強(qiang)度(du)。鐵塔高(gao)度(du)視地面障礙(ai)物對風速(su)影(ying)響的(de)(de)情況(kuang),以及風輪的(de)(de)直徑大小而定,一般在6-20米(mi)范圍內。
發電機(ji)(ji)的作用,是把(ba)由風輪得(de)到的恒(heng)定轉速,通過升速傳遞給發電機(ji)(ji)構均(jun)勻運轉,因而(er)把(ba)機(ji)(ji)械能轉變為電能。
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)納起來可(ke)分(fen)為兩(liang)類:①水平軸風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)機(ji),風(feng)(feng)輪的旋(xuan)轉軸與風(feng)(feng)向平行;②垂直(zhi)軸風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)機(ji),風(feng)(feng)輪的旋(xuan)轉軸垂直(zhi)于地面或者氣流方向。
1、水平軸風力發電機
水(shui)(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)科(ke)分為(wei)升力(li)型(xing)(xing)和(he)阻力(li)型(xing)(xing)兩類。升力(li)型(xing)(xing)風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)旋轉(zhuan)速度快,阻力(li)型(xing)(xing)旋轉(zhuan)速度慢。對(dui)于(yu)(yu)風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian),多采用(yong)升力(li)型(xing)(xing)水(shui)(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。大多數水(shui)(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)具有對(dui)風(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)置,能隨(sui)風(feng)(feng)(feng)向改變而(er)轉(zhuan)動。對(dui)于(yu)(yu)小型(xing)(xing)風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji),這種對(dui)風(feng)(feng)(feng)裝(zhuang)置采用(yong)尾舵,而(er)對(dui)于(yu)(yu)大型(xing)(xing)的(de)風(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji),則利用(yong)風(feng)(feng)(feng)向傳感元件以及伺服電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)組成的(de)傳動機(ji)(ji)(ji)構。
風(feng)(feng)力(li)機(ji)的(de)風(feng)(feng)輪在塔(ta)架(jia)前面(mian)的(de)稱為(wei)上風(feng)(feng)向風(feng)(feng)力(li)機(ji),風(feng)(feng)輪在塔(ta)架(jia)后面(mian)的(de)則成為(wei)下風(feng)(feng)向風(feng)(feng)機(ji)。水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電機(ji)的(de)式樣很(hen)多(duo),有(you)的(de)具(ju)有(you)反轉葉片的(de)風(feng)(feng)輪,有(you)的(de)再一個塔(ta)架(jia)上安(an)裝多(duo)個風(feng)(feng)輪,以便(bian)在輸出功(gong)率一定的(de)條件下減少(shao)塔(ta)架(jia)的(de)成本(ben),還有(you)的(de)水(shui)平(ping)軸風(feng)(feng)力(li)發(fa)電機(ji)在風(feng)(feng)輪周圍產(chan)生漩渦,集中氣(qi)流,增加氣(qi)流速度(du)。
2、垂直軸風力發電機
垂(chui)直軸風(feng)力(li)(li)發(fa)電機在(zai)(zai)風(feng)向改變的時候無需對(dui)風(feng),在(zai)(zai)這點上相對(dui)于水(shui)平軸風(feng)力(li)(li)發(fa)電機是一(yi)大優勢(shi),它不僅使結(jie)構設計簡化,而且也(ye)減少了(le)風(feng)輪對(dui)風(feng)時的陀螺力(li)(li)。
利用(yong)阻(zu)(zu)(zu)力(li)旋轉的(de)垂(chui)直(zhi)軸風(feng)力(li)發電機有(you)幾(ji)種類型(xing),其中有(you)利用(yong)平板和被子做成的(de)風(feng)輪,這是一(yi)種純阻(zu)(zu)(zu)力(li)裝(zhuang)置;S型(xing)風(feng)車,具有(you)部(bu)分升(sheng)力(li),但主要還是阻(zu)(zu)(zu)力(li)裝(zhuang)置。這些裝(zhuang)置有(you)較(jiao)大的(de)啟動(dong)力(li)矩,但尖(jian)速比低,在風(feng)輪尺寸(cun)、重量和成本一(yi)定的(de)情況下(xia),提供(gong)的(de)功率輸出低。
三、風力發電的優點
1、清潔,環(huan)境效益好。
2、可再生,永(yong)不枯竭(jie)。
3、基建周期短。
4、裝機規模靈(ling)活。
四、風力發電的缺點
1、噪聲(sheng),視覺(jue)污(wu)染。
2、占用大片土地。
3、不(bu)穩定(ding),不(bu)可控。
4、目前成本仍然很(hen)高。
5、影響鳥類。