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人類社會(huì)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,。' r5 }) @3 _' r2 x% A
/ M, d% S! j, O8 D& ?( z: ]8 C3 M( ^一、 何謂風(fēng)力發(fā)電7 J r$ |5 s! _5 l
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1． 原理
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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(jī)可由葉輪和發(fā)電機(jī)兩部分構(gòu)成,，如圖1所示�,？諝饬鲃�(dòng)的動(dòng)能作用在葉輪上,，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能, 從而推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。如果將葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連,，就會(huì)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電來,。孩童玩的紙質(zhì)風(fēng)車就是風(fēng)力機(jī)的雛形，在它的軸上裝個(gè)極微型的發(fā)電機(jī)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(huì)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(jī)的設(shè)計(jì)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(jī)的,。那么，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)是什么樣呢,？下面我們就介紹一下現(xiàn)代風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn),。7 r z C1 Z- S1 Z e9 u6 j# T$ ~7 Y
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2． 現(xiàn)代風(fēng)機(jī)
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# f$ O, j. Q6 ]' J) I圖1所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電時(shí)有時(shí)無，電壓和頻率不穩(wěn)定,，是沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的,。一陣狂風(fēng)吹來,，風(fēng)輪越轉(zhuǎn)越快，系統(tǒng)就會(huì)被吹跨,。為了解決這些問題,，現(xiàn)代風(fēng)機(jī)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(jī)的示意如圖圖二所示,。7 m7 E1 Q. c2 o
齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（600千瓦的風(fēng)機(jī)通常為27轉(zhuǎn)/分）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（通常為1500轉(zhuǎn)/分）,。同時(shí)也使得發(fā)電機(jī)易于控制，實(shí)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(jī)機(jī)艙總重20多噸,，使這樣一個(gè)系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)準(zhǔn)主風(fēng)向也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度,。
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風(fēng)機(jī)是有許多轉(zhuǎn)動(dòng)部件的。業(yè)已說明,，機(jī)艙在水平面旋轉(zhuǎn),，隨時(shí)跟風(fēng)。風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),，以便產(chǎn)生動(dòng)力,。在變槳矩風(fēng)機(jī)，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(jī)時(shí)，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(jī),、剎車等狀態(tài)下使用。( L- x8 e6 ?7 o
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控制系統(tǒng)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的神經(jīng)中樞�,，F(xiàn)代風(fēng)機(jī)是無人值守的,。就600千瓦風(fēng)機(jī)而言，一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動(dòng)啟動(dòng),，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(shí)自動(dòng)停機(jī)�,，F(xiàn)代風(fēng)機(jī)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(jī)也不會(huì)被吹壞,。要知道,，通常所說的12級(jí)颶風(fēng)，其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒,。風(fēng)機(jī)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(yùn)行,，自動(dòng)地并網(wǎng)和脫網(wǎng),。并監(jiān)視齒輪箱、發(fā)電機(jī)的運(yùn)行溫度,，液壓系統(tǒng)的油壓,，對(duì)出現(xiàn)的任何異常進(jìn)行報(bào)警，必要時(shí)自動(dòng)停機(jī),。
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3． 風(fēng)力發(fā)電場
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% e5 b, V p9 {* V* @現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī),，單臺(tái)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(jī)單機(jī)容量也只為6MW,。對(duì)于一個(gè)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(tái)或幾十臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成一個(gè)風(fēng)電場,。這樣既形成一個(gè)強(qiáng)大的供電體系，也便于管理,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,。同時(shí)，也降低了安裝,、運(yùn)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(shí)用你這個(gè) 風(fēng)能轉(zhuǎn)換成的動(dòng)能液力傳輸 總閥控制 驅(qū)動(dòng) 液壓從動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)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$ d$ G6 L- j; N/ [$ `. A% u/ l4 V
2.管道存在阻力 損失動(dòng)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(shí): v$ Q! _. s$ a3 c
* @- V: i; {% W. ?. f" r[ 本帖最后由 心中的承諾 于 2008-6-7 10:11 編輯 ] |
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發(fā)表于 2008-6-7 09:47:18
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