一、風力發電原理
把(ba)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)動能轉變(bian)成(cheng)機械動能,再把(ba)機械能轉化為電(dian)(dian)力(li)動能,這就(jiu)是風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)原理,是利用(yong)風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)帶動風(feng)(feng)(feng)(feng)車葉片旋(xuan)轉,再透過增速(su)機將旋(xuan)轉的(de)(de)速(su)度提(ti)升,來(lai)促(cu)使發(fa)電(dian)(dian)機發(fa)電(dian)(dian)。依據目前的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)車技(ji)術(shu),大(da)約是每秒三米(mi)的(de)(de)微(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)度(微(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)程度),便可以開始發(fa)電(dian)(dian)。風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)正在(zai)世界上形成(cheng)一股熱潮,因為風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)電(dian)(dian)不需要使用(yong)燃料,也不會產生輻射(she)或空氣污染。
風(feng)(feng)力發電所(suo)需要(yao)的裝置,稱作風(feng)(feng)力發電機(ji)(ji)組(zu)。這種風(feng)(feng)力發電機(ji)(ji)組(zu),大體上可(ke)分風(feng)(feng)輪(包括尾舵)、發電機(ji)(ji)和鐵塔三(san)部分。(大型(xing)風(feng)(feng)力發電站(zhan)基本(ben)上沒有尾舵,一般只(zhi)有小型(xing)(包括家用型(xing))才會擁有尾舵)
風(feng)(feng)輪(lun)是(shi)把風(feng)(feng)的動能轉(zhuan)變為機械能的重要部件,它由兩只(或更(geng)多(duo)只)螺(luo)旋槳(jiang)形的葉(xie)輪(lun)組成。當風(feng)(feng)吹向漿葉(xie)時,槳(jiang)葉(xie)上(shang)產生氣(qi)動力驅動風(feng)(feng)輪(lun)轉(zhuan)動。槳(jiang)葉(xie)的材(cai)料要求強度(du)高(gao)、重量(liang)輕(qing),目前多(duo)用(yong)玻璃鋼或其(qi)它復合材(cai)料(如碳纖維)來制造。(現在還(huan)有一些垂直風(feng)(feng)輪(lun),s型旋轉(zhuan)葉(xie)片等,其(qi)作用(yong)也與常規螺(luo)旋槳(jiang)型葉(xie)片相(xiang)同)
由于風(feng)輪(lun)(lun)的(de)轉速(su)(su)比較低(di),而且(qie)風(feng)力的(de)大小(xiao)和方向(xiang)經常變(bian)化(hua)著,這(zhe)又(you)使轉速(su)(su)不穩(wen)定(ding);所以,在帶動發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)之前,還必須附加一(yi)(yi)個把轉速(su)(su)提高到發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)額定(ding)轉速(su)(su)的(de)齒輪(lun)(lun)變(bian)速(su)(su)箱,再加一(yi)(yi)個調速(su)(su)機(ji)(ji)(ji)構使轉速(su)(su)保持穩(wen)定(ding),然后(hou)再聯(lian)接到發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)上。為保持風(feng)輪(lun)(lun)始終對(dui)準風(feng)向(xiang)以獲(huo)得最大的(de)功率,還需在風(feng)輪(lun)(lun)的(de)后(hou)面(mian)裝一(yi)(yi)個類似風(feng)向(xiang)標(biao)的(de)尾舵。
鐵塔是(shi)支(zhi)承風(feng)輪(lun)、尾舵(duo)和(he)(he)發電(dian)機的(de)構架。它(ta)一般修(xiu)建得比較高(gao)(gao),為的(de)是(shi)獲得較大的(de)和(he)(he)較均勻的(de)風(feng)力(li),又(you)要有(you)足(zu)夠的(de)強度。鐵塔高(gao)(gao)度視(shi)地面(mian)障礙物對(dui)風(feng)速(su)影響的(de)情況,以及風(feng)輪(lun)的(de)直徑(jing)大小(xiao)而定,一般在(zai)6-20米范(fan)圍內。
發電(dian)機的(de)作(zuo)用,是把(ba)由(you)風(feng)輪得(de)到(dao)的(de)恒定轉速(su),通過升(sheng)速(su)傳遞給發電(dian)機構均勻運(yun)轉,因而把(ba)機械能轉變為電(dian)能。
二、風力發電的種類
盡管品牌風力發電機多種(zhong)多樣,但(dan)歸納起(qi)來可分為兩類:①水平軸風(feng)力發電(dian)機,風(feng)輪(lun)的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)軸與風(feng)向平行;②垂(chui)直軸風(feng)力發電(dian)機,風(feng)輪(lun)的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)軸垂(chui)直于地(di)面或者氣(qi)流方向。
1、水平軸風力發電機
水平(ping)軸風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電機(ji)科分為升力(li)(li)(li)型(xing)和阻力(li)(li)(li)型(xing)兩類。升力(li)(li)(li)型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電機(ji)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度快,阻力(li)(li)(li)型(xing)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度慢。對于(yu)(yu)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電,多(duo)采用(yong)升力(li)(li)(li)型(xing)水平(ping)軸風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電機(ji)。大多(duo)數水平(ping)軸風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電機(ji)具有對風(feng)(feng)裝置(zhi),能隨風(feng)(feng)向改(gai)變而轉(zhuan)(zhuan)動(dong)。對于(yu)(yu)小型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電機(ji),這種(zhong)對風(feng)(feng)裝置(zhi)采用(yong)尾(wei)舵(duo),而對于(yu)(yu)大型(xing)的風(feng)(feng)力(li)(li)(li)發(fa)電機(ji),則利(li)用(yong)風(feng)(feng)向傳(chuan)感元件以(yi)及伺(si)服電機(ji)組成的傳(chuan)動(dong)機(ji)構。
風(feng)(feng)力(li)機的(de)(de)風(feng)(feng)輪(lun)在塔架前面的(de)(de)稱為上風(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)力(li)機,風(feng)(feng)輪(lun)在塔架后面的(de)(de)則(ze)成為下風(feng)(feng)向(xiang)風(feng)(feng)機。水平軸風(feng)(feng)力(li)發電機的(de)(de)式樣(yang)很多(duo),有的(de)(de)具有反轉葉片的(de)(de)風(feng)(feng)輪(lun),有的(de)(de)再一(yi)個塔架上安裝多(duo)個風(feng)(feng)輪(lun),以便(bian)在輸出(chu)功率一(yi)定的(de)(de)條件下減少塔架的(de)(de)成本,還有的(de)(de)水平軸風(feng)(feng)力(li)發電機在風(feng)(feng)輪(lun)周圍產(chan)生漩渦,集中氣(qi)(qi)流(liu),增(zeng)加氣(qi)(qi)流(liu)速度。
2、垂直軸風力發電機
垂直軸(zhou)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機在風(feng)向改變的時(shi)候無需對(dui)風(feng),在這(zhe)點上相對(dui)于水平軸(zhou)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機是一大優勢(shi),它不(bu)僅(jin)使結構設計簡(jian)化,而(er)且也減少了風(feng)輪對(dui)風(feng)時(shi)的陀螺力(li)。
利用(yong)阻力(li)旋轉(zhuan)的(de)(de)垂(chui)直軸風力(li)發電機有(you)幾種類型(xing),其(qi)中有(you)利用(yong)平(ping)板和被子做(zuo)成的(de)(de)風輪,這是一種純阻力(li)裝(zhuang)置(zhi);S型(xing)風車,具有(you)部分升力(li),但(dan)主(zhu)要還是阻力(li)裝(zhuang)置(zhi)。這些裝(zhuang)置(zhi)有(you)較(jiao)大的(de)(de)啟動(dong)力(li)矩,但(dan)尖速比(bi)低,在風輪尺(chi)寸(cun)、重量和成本一定的(de)(de)情況下,提供(gong)的(de)(de)功率輸出低。
三、風力發電的優點
1、清潔,環境效(xiao)益好。
2、可再(zai)生,永不枯竭。
3、基(ji)建周(zhou)期短(duan)。
4、裝機規模靈活。
四、風力發電的缺點
1、噪聲,視覺污染。
2、占用大片土地。
3、不穩(wen)定,不可控。
4、目前成本仍然很(hen)高。
5、影響鳥類。