風力發電原理 轉帖

心中的承諾

人類社會發展的歷史與能源的開發和利用水平密切相關，每一次新型能源的開發都使人類經濟的發展產生一次飛躍。在我們進入21世紀的今天，世界能源結構也正在孕育著重大的轉變，即由礦物能源系統向以可再生能源為基礎的可持續能源系統轉變。所謂可再生能源就是取之不盡、用之不竭、與人類共存的能源。它包括太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能等。在這眾多的可再生能源中，目前發展最快、商業化最廣泛、經濟上最適用的，當數風力發電。

* A1 n5 P# [6 X2 L1 K9 I6 c一、 何謂風力發電
- B0 Q/ \* M4 p
( f9 m* n9 m  B- ]5 V# D/ Q; i1． 原理

8 o4 x' J- D7 y0 v3 m風力發電的原理說起來非常簡單，最簡單的風力發電機可由葉輪和發電機兩部分構成，如圖1所示?？諝饬鲃拥膭幽茏饔迷谌~輪上，將動能轉換成機械能, 從而推動葉輪旋轉。如果將葉輪的轉軸與發電機的轉軸相連，就會帶動發電機發出電來。孩童玩的紙質風車就是風力機的雛形，在它的軸上裝個極微型的發電機就可發電。風力發電的原理這么簡單，為什么僅到20世紀的中后期才獲得應用呢？第一，常規發電還能滿足需要，社會生產力水平不夠高，還無法顧及降低環境污染和解決偏遠地區的供電問題；第二，能夠并網的風力發電機的設計與制造，只有現代高技術的出現才有可能。20世紀初期是造不出現代風力發電機的。那么，現代風力發電機是什么樣呢？下面我們就介紹一下現代風機的結構與技術特點。

2． 現代風機
: y, g" S8 O8 {& i- x* d- ~
圖1所示的風力發電機發出的電時有時無，電壓和頻率不穩定，是沒有實際應用價值的。一陣狂風吹來，風輪越轉越快，系統就會被吹跨。為了解決這些問題，現代風機增加了齒輪箱、偏航系統、液壓系統、剎車系統和控制系統等，現代風機的示意如圖圖二所示。
4 M5 R" D( h! @齒輪箱可以將很低的風輪轉速（600千瓦的風機通常為27轉/分）變為很高的發電機轉速（通常為1500轉/分）。同時也使得發電機易于控制，實現穩定的頻率和電壓輸出。偏航系統可以使風輪掃掠面積總是垂直于主風向。要知道，600千瓦的風機機艙總重20多噸，使這樣一個系統隨時對準主風向也有相當的技術難度。
' S0 D& p& i9 h6 z. v4 N2 x
& U1 N3 l0 T( P" ^  ^6 j# y5 _風機是有許多轉動部件的。業已說明，機艙在水平面旋轉，隨時跟風。風輪沿水平軸旋轉，以便產生動力。在變槳矩風機，組成風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉，以便適應不同的風況。在停機時，葉片尖部要甩出，以便形成阻尼。液壓系統就是用于調節葉片槳矩、阻尼、停機、剎車等狀態下使用。

+ I8 V! B  X' V% M控制系統是現代風力發電機的神經中樞?，F代風機是無人值守的。就600千瓦風機而言，一般在4米/秒左右的風速自動啟動，在14米/秒左右發出額定功率。然后，隨著風速的增加，一直控制在額定功率附近發電，直到風速達到25米/秒時自動停機。現代風機的存活風速為60-70米/秒，也就是說在這么大的風速下風機也不會被吹壞。要知道，通常所說的12級颶風，其風速范圍也僅為32.7-36.9米/秒。風機的控制系統，要在這樣惡劣的條件下，根據風速、風向對系統加以控制，在穩定的電壓和頻率下運行，自動地并網和脫網。并監視齒輪箱、發電機的運行溫度，液壓系統的油壓，對出現的任何異常進行報警，必要時自動停機。
3 X% y1 k6 r3 Y  d$ q$ {
1 `) h" D2 E& \% h1 L1 k9 \3． 風力發電場
( r: a1 C% A% {
現代大型風力發電機，單臺容量一般為600-1000千瓦。目前國際上研制的超大型風力發電機單機容量也只為6MW。對于一個大型發電場來說，其容量還是很小的。因此，我們一般將十幾臺或幾十臺風力發電機組成一個風電場。這樣既形成一個強大的供電體系，也便于管理，實現遠程監控。同時，也降低了安裝、運行和維護的成本。圖3為山東長島風力發電場一角。04圖 好像不太實用你這個 風能轉換成的動能液力傳輸  總閥控制   驅動 液壓從動馬達帶動  發電機組的  地方法  不適用  理由 ： 1.液壓元件 有壽命 并且 過夏 就降低性能維修很麻煩
     2.管道存在阻力   損失動能能量  3 .控制閥的控制靠風力傳感和管道內的壓力傳感  4.并網發電 不現實

[ 本帖最后由 心中的承諾 于 2008-6-7 10:11 編輯 ]

天氣

學習了，最近幾年國內搞風力發電的企業逐漸多了起來

哈雷

我覺得風力發電機原理很簡單，只是巨型風力發電機制作和安裝上面有不少難題。

心中的承諾

原帖由 哈雷 于 2008-6-8 17:42 發表
我覺得風力發電機原理很簡單，只是巨型風力發電機制作和安裝上面有不少難題。

單單一個風葉  要想制作的達到最佳風能利用效果 就很不容易  ！

tcchentao

想問樓主個問題
為什么風葉是三片，多一些會怎么樣？
% g- e- |0 N, C3 k6 `感覺風葉適當多一些，轉速能更快一些。

samsang

最近也在嘗試學習一些這方面的知識，感覺這方面以后大有前途。
& O& z" Z+ z0 A  i, [我感覺除了風能、太陽能，水能等發電，對于一些設備來說還能夠利用自身工作中產生的能量損失發電以充分利用能量。比如散熱、震動、晃動、擺動、擠壓、噪音、水流、熱漲冷縮、生物發酵、摩擦、氣壓等。

心中的承諾

樓上后來羅列的 可以利用 ，但是微觀的容易做一些，但是目前來看，火電、核電、水電、風電、太陽電目前比較容易實現 也適用！除了發電，還有就是以后節能環保的有市場  ！

心中的承諾

原帖由 tcchentao 于 2008-6-11 10:40 發表
- [9 r1 c& S, R! r  m4 z' C想問樓主個問題
為什么風葉是三片，多一些會怎么樣？
感覺風葉適當多一些，轉速能更快一些。

7 t6 F+ [; c! R- L/ E  e& P* Q除了增加風葉 ，還有就是電機的沒有定子全是轉子， 即勵磁側朝一個方向轉 ，發電繞組側朝一個方向轉  ，這樣相反的運轉 需要兩個風葉 但是旋轉方向相反！

凹凸

大家沒有頂的呢
2 w) C4 }0 P& w( p) @% u不會做這方面的很少人吧

9 R9 o6 L+ Q7 y! w

傲視群龍

頂，了解了很多