风力发电原理 转帖

心中的承诺

人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。在我们进入21世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。在这众多的可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当数风力发电。
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一、 何谓风力发电
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+ T- o! E& r' Q! ~, |$ R8 _% b1． 原理
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风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，如图1所示。空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能, 从而推动叶轮旋转。如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连，就会带动发电机发出电来。孩童玩的纸质风车就是风力机的雏形，在它的轴上装个极微型的发电机就可发电。风力发电的原理这么简单，为什么仅到20世纪的中后期才获得应用呢？第一，常规发电还能满足需要，社会生产力水平不够高，还无法顾及降低环境污染和解决偏远地区的供电问题；第二，能够并网的风力发电机的设计与制造，只有现代高技术的出现才有可能。20世纪初期是造不出现代风力发电机的。那么，现代风力发电机是什么样呢？下面我们就介绍一下现代风机的结构与技术特点。

4 N5 k0 Z: }! S$ m0 I2． 现代风机
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* l1 x7 W5 |3 t& l! y$ K图1所示的风力发电机发出的电时有时无，电压和频率不稳定，是没有实际应用价值的。一阵狂风吹来，风轮越转越快，系统就会被吹跨。为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等，现代风机的示意如图图二所示。
齿轮箱可以将很低的风轮转速（600千瓦的风机通常为27转/分）变为很高的发电机转速（通常为1500转/分）。同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道，600千瓦的风机机舱总重20多吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。
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风机是有许多转动部件的。业已说明，机舱在水平面旋转，随时跟风。风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。在变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况。在停机时，叶片尖部要甩出，以便形成阻尼。液压系统就是用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等状态下使用。

2 A+ R) T7 R! b: i7 f% i5 n控制系统是现代风力发电机的神经中枢。现代风机是无人值守的。就600千瓦风机而言，一般在4米/秒左右的风速自动启动，在14米/秒左右发出额定功率。然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米/秒时自动停机。现代风机的存活风速为60-70米/秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会被吹坏。要知道，通常所说的12级飓风，其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒。风机的控制系统，要在这样恶劣的条件下，根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网。并监视齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机。

+ w* C6 ^8 X, h, z3． 风力发电场
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, |: }! k* _1 E; _现代大型风力发电机，单台容量一般为600-1000千瓦。目前国际上研制的超大型风力发电机单机容量也只为6MW。对于一个大型发电场来说，其容量还是很小的。因此，我们一般将十几台或几十台风力发电机组成一个风电场。这样既形成一个强大的供电体系，也便于管理，实现远程监控。同时，也降低了安装、运行和维护的成本。图3为山东长岛风力发电场一角。04图 好像不太实用你这个 风能转换成的动能液力传输 总阀控制 驱动 液压从动马达带动 发电机组的 地方法 不适用 理由 ： 1.液压元件 有寿命 并且 过夏 就降低性能维修很麻烦
4 Y8 f) ~" g: J3 E0 b* ?8 Q: i2.管道存在阻力 损失动能能量 3 .控制阀的控制靠风力传感和管道内的压力传感 4.并网发电 不现实

[本帖最后由 心中的承诺 于 2008-6-7 10:11 编辑]

天气

学习了，最近几年国内搞风力发电的企业逐渐多了起来

哈雷

我觉得风力发电机原理很简单，只是巨型风力发电机制作和安装上面有不少难题。

心中的承诺

原帖由 哈雷于 2008-6-8 17:42 发表
我觉得风力发电机原理很简单，只是巨型风力发电机制作和安装上面有不少难题。

单单一个风叶 要想制作的达到最佳风能利用效果 就很不容易 ！

tcchentao

想问楼主个问题
为什么风叶是三片，多一些会怎么样？
; k/ C0 @2 _3 n, @5 m0 X感觉风叶适当多一些，转速能更快一些。

samsang

最近也在尝试学习一些这方面的知识，感觉这方面以后大有前途。
8 r* W( w8 m' U2 _我感觉除了风能、太阳能，水能等发电，对于一些设备来说还能够利用自身工作中产生的能量损失发电以充分利用能量。比如散热、震动、晃动、摆动、挤压、噪音、水流、热涨冷缩、生物发酵、摩擦、气压等。

心中的承诺

楼上后来罗列的 可以利用 ，但是微观的容易做一些，但是目前来看，火电、核电、水电、风电、太阳电目前比较容易实现 也适用！除了发电，还有就是以后节能环保的有市场 ！

心中的承诺

原帖由 tcchentao于 2008-6-11 10:40 发表
5 n5 N- v( K* E想问楼主个问题
2 j4 Q! e& h9 h. }7 M& Z0 [3 z( x/ n为什么风叶是三片，多一些会怎么样？
感觉风叶适当多一些，转速能更快一些。

除了增加风叶 ，还有就是电机的没有定子全是转子， 即励磁侧朝一个方向转 ，发电绕组侧朝一个方向转 ，这样相反的运转 需要两个风叶 但是旋转方向相反！

凹凸

大家没有顶的呢
# q* ]: r3 B' R8 {不会做这方面的很少人吧

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傲视群龙

顶，了解了很多