風(fēng)力發(fā)電原理 轉(zhuǎn)帖

心中的承諾

人類社會發(fā)展的歷史與能源的開發(fā)和利用水平密切相關(guān),，每一次新型能源的開發(fā)都使人類經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生一次飛躍,。在我們進(jìn)入21世紀(jì)的今天,，世界能源結(jié)構(gòu)也正在孕育著重大的轉(zhuǎn)變,，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(fēng)能,、生物質(zhì)能、地?zé)崮�,、海洋能等,。在這眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快,、商業(yè)化最廣泛,、經(jīng)濟(jì)上最適用的,，當(dāng)數(shù)風(fēng)力發(fā)電。
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一,、 何謂風(fēng)力發(fā)電

1． 原理
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5 K9 u+ m( \! z6 N9 a風(fēng)力發(fā)電的原理說起來非常簡單,，最簡單的風(fēng)力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構(gòu)成，如圖1所示,�,？諝饬鲃拥膭幽茏饔迷谌~輪上，將動能轉(zhuǎn)換成機械能, 從而推動葉輪旋轉(zhuǎn),。如果將葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸相連,，就會帶動發(fā)電機發(fā)出電來。孩童玩的紙質(zhì)風(fēng)車就是風(fēng)力機的雛形,，在它的軸上裝個極微型的發(fā)電機就可發(fā)電,。風(fēng)力發(fā)電的原理這么簡單，為什么僅到20世紀(jì)的中后期才獲得應(yīng)用呢,？第一,，常規(guī)發(fā)電還能滿足需要，社會生產(chǎn)力水平不夠高,，還無法顧及降低環(huán)境污染和解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題,；第二，能夠并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計與制造,，只有現(xiàn)代高技術(shù)的出現(xiàn)才有可能,。20世紀(jì)初期是造不出現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機的。那么,，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機是什么樣呢,？下面我們就介紹一下現(xiàn)代風(fēng)機的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點。

* t" N, E: h0 a$ U7 T- r2． 現(xiàn)代風(fēng)機
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圖1所示的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電時有時無,，電壓和頻率不穩(wěn)定,，是沒有實際應(yīng)用價值的。一陣狂風(fēng)吹來,，風(fēng)輪越轉(zhuǎn)越快,，系統(tǒng)就會被吹跨。為了解決這些問題,，現(xiàn)代風(fēng)機增加了齒輪箱,、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng),、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等,，現(xiàn)代風(fēng)機的示意如圖圖二所示。
齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（600千瓦的風(fēng)機通常為27轉(zhuǎn)/分）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速（通常為1500轉(zhuǎn)/分）,。同時也使得發(fā)電機易于控制,，實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率和電壓輸出,。偏航系統(tǒng)可以使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向,。要知道,，600千瓦的風(fēng)機機艙總重20多噸，使這樣一個系統(tǒng)隨時對準(zhǔn)主風(fēng)向也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度,。
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& K1 n; H  l; _: L) l3 G& M8 Q風(fēng)機是有許多轉(zhuǎn)動部件的,。業(yè)已說明，機艙在水平面旋轉(zhuǎn),，隨時跟風(fēng),。風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn)，以便產(chǎn)生動力,。在變槳矩風(fēng)機,，組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn)，以便適應(yīng)不同的風(fēng)況,。在停機時,，葉片尖部要甩出，以便形成阻尼,。液壓系統(tǒng)就是用于調(diào)節(jié)葉片槳矩,、阻尼、停機,、剎車等狀態(tài)下使用,。

控制系統(tǒng)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機的神經(jīng)中樞。現(xiàn)代風(fēng)機是無人值守的,。就600千瓦風(fēng)機而言,，一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動啟動，在14米/秒左右發(fā)出額定功率,。然后,，隨著風(fēng)速的增加，一直控制在額定功率附近發(fā)電,，直到風(fēng)速達(dá)到25米/秒時自動停機�,，F(xiàn)代風(fēng)機的存活風(fēng)速為60-70米/秒，也就是說在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機也不會被吹壞,。要知道,，通常所說的12級颶風(fēng)，其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒,。風(fēng)機的控制系統(tǒng),，要在這樣惡劣的條件下，根據(jù)風(fēng)速,、風(fēng)向?qū)ο到y(tǒng)加以控制,，在穩(wěn)定的電壓和頻率下運行,，自動地并網(wǎng)和脫網(wǎng)。并監(jiān)視齒輪箱,、發(fā)電機的運行溫度,，液壓系統(tǒng)的油壓，對出現(xiàn)的任何異常進(jìn)行報警,，必要時自動停機,。
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, |* T1 p  [7 q' ^8 T3． 風(fēng)力發(fā)電場
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! t* r  {: L- b現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)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(fēng)力發(fā)電機單機容量也只為6MW,。對于一個大型發(fā)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(fēng)力發(fā)電機組成一個風(fēng)電場。這樣既形成一個強大的供電體系,，也便于管理,，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時,，也降低了安裝,、運行和維護(hù)的成本。圖3為山東長島風(fēng)力發(fā)電場一角,。04圖 好像不太實用你這個 風(fēng)能轉(zhuǎn)換成的動能液力傳輸  總閥控制   驅(qū)動 液壓從動馬達(dá)帶動  發(fā)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(fēng)力傳感和管道內(nèi)的壓力傳感  4.并網(wǎng)發(fā)電 不現(xiàn)實

[ 本帖最后由 心中的承諾 于 2008-6-7 10:11 編輯 ]

天氣

學(xué)習(xí)了,，最近幾年國內(nèi)搞風(fēng)力發(fā)電的企業(yè)逐漸多了起來

哈雷

我覺得風(fēng)力發(fā)電機原理很簡單,，只是巨型風(fēng)力發(fā)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(fā)表
我覺得風(fēng)力發(fā)電機原理很簡單,，只是巨型風(fēng)力發(fā)電機制作和安裝上面有不少難題。

單單一個風(fēng)葉  要想制作的達(dá)到最佳風(fēng)能利用效果 就很不容易  ,！

tcchentao

想問樓主個問題
為什么風(fēng)葉是三片,，多一些會怎么樣？
感覺風(fēng)葉適當(dāng)多一些,，轉(zhuǎn)速能更快一些,。

samsang

最近也在嘗試學(xué)習(xí)一些這方面的知識，感覺這方面以后大有前途,。
! F8 \$ @8 [: |5 q我感覺除了風(fēng)能,、太陽能，水能等發(fā)電,，對于一些設(shè)備來說還能夠利用自身工作中產(chǎn)生的能量損失發(fā)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(fā)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(fēng)電、太陽電目前比較容易實現(xiàn) 也適用,！除了發(fā)電,，還有就是以后節(jié)能環(huán)保的有市場  ！

心中的承諾

原帖由 tcchentao 于 2008-6-11 10:40 發(fā)表
想問樓主個問題
7 Z( r+ D: X- ~6 x7 q為什么風(fēng)葉是三片，多一些會怎么樣,？
感覺風(fēng)葉適當(dāng)多一些,，轉(zhuǎn)速能更快一些。

5 L/ q/ a- ^1 W! \0 O# ]# O除了增加風(fēng)葉 ,，還有就是電機的沒有定子全是轉(zhuǎn)子,， 即勵磁側(cè)朝一個方向轉(zhuǎn) ，發(fā)電繞組側(cè)朝一個方向轉(zhuǎn)  ,，這樣相反的運轉(zhuǎn) 需要兩個風(fēng)葉 但是旋轉(zhuǎn)方向相反,！

凹凸

大家沒有頂?shù)哪?br /> 2 G% c: P* K2 G1 i" R1 Z6 ~不會做這方面的很少人吧

傲視群龍

頂，了解了很多