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風(fēng)電的原理
時間:2021-09-09?? 瀏覽:3169次  分享:

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  把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機械動能,再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能,這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三米的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,因為風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料,也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。

  風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置,稱作風(fēng)力發(fā)電機組。這種風(fēng)力發(fā)電機組,大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機和鐵塔三部分。(大型風(fēng)力發(fā)電站基本上沒有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才會擁有尾舵)

  風(fēng)輪是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的重要部件,它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當(dāng)風(fēng)吹向漿葉時,槳葉上產(chǎn)生氣動力驅(qū)動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。槳葉的材料要求強度高、重量輕,目前多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來制造。(現(xiàn)在還有一些垂直風(fēng)輪,s型旋轉(zhuǎn)葉片等,其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同)

  由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低,而且風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常變化著,這又使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定;所以,在帶動發(fā)電機之前,還必須附加一個把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱,再加一個調(diào)速機構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定,然后再聯(lián)接到發(fā)電機上。為保持風(fēng)輪始終對準風(fēng)向以獲得大的功率,還需在風(fēng)輪的后面裝一個類似風(fēng)向標的尾舵。

  鐵塔是支承風(fēng)輪、尾舵和發(fā)電機的構(gòu)架。它一般修建得比較高,為的是獲得較大的和較均勻的風(fēng)力,又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風(fēng)速影響的情況,以及風(fēng)輪的直徑大小而定,一般在6-20米范圍內(nèi)。

  發(fā)電機的作用,是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速,通過升速傳遞給發(fā)電機構(gòu)均勻運轉(zhuǎn),因而把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

  風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;中國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的,而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

  一般說來,三級風(fēng)就有利用的價值。但從經(jīng)濟合理的角度出發(fā),風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據(jù)測定,一臺55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機組,當(dāng)風(fēng)速為每秒9.5米時,機組的輸出功率為55千瓦;當(dāng)風(fēng)速每秒8米時,功率為38千瓦;風(fēng)速每秒6米時,只有16千瓦;而風(fēng)速每秒5米時,僅為9.5千瓦。可見風(fēng)力愈大,經(jīng)濟效益也愈大。

  在我國,現(xiàn)在已有不少成功的中、小型風(fēng)力發(fā)電裝置在運轉(zhuǎn)。

  我國的風(fēng)力資源極為豐富,絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上,特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼,平均風(fēng)速更大;有的地方,一年三分之一以上的時間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū),發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。


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