風力發電機工作原理

2021-03-03 23:29:22 字數 3284 閱讀 7658

風能資源是清潔的可再生能源,安全、清潔、資源豐富,取之不竭,是一種永久性的大量存在的本地資源,可為我們提供長期穩定的能源**。風力發電是新能源領域中技術最成熟、最具規模、開發商業化發展前景的發電方式之一。發展風電對於保障能源安全,調整能源結構,減輕環境汙染,實現可持續發展等都具有非常重要的意義。

風力發電的原理:是利用風力帶動風車葉片旋轉,再透過增速機將旋轉的速度提公升,來促使發電機發電。依據目前的風車技術,大約是每秒三公里的微風速度(微風的程度),便可以開始發電。

風力發電正在世界上形成一般熱潮,為風力發電沒有燃料問題,也不會產生輻射或空氣汙染。風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行,我國也在西部地區大力提倡,小型風力發電系統效率很高,但它不是只由乙個發電機頭組成的,而是乙個有一定科技含量的小系統;風力發電機+充電器+數字逆變器,風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成,每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能;尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體,定子繞組切割磁力線產生電能。

風力發電機因風量不穩定,故其輸出的是13-25v變化的交流電,須經充電器整流,再對蓄電瓶充電。使風力發電機產生的電能變成化學能,然後用有保護電路的逆變電源,把電瓶裡的化學能轉變成交流220v市電,才能保證穩定使用。通常人們認為風力發電的功率完全由風力發電機的功率決定,總想選購大一點的風力發電機,而這是不正確的,目前的風力發電機只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來,人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關係。

功率的大小更主要取決於風量的大小,而不僅是機頭功率的大小。在內地,小的風力發電機會比大的更合適。因為,它更容易被小風量帶動而發電,持續不斷的小風,會比一時狂風更能供給較大的能量,當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能,也就是說一台220w風力發電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合作用,獲得500w甚至1000w乃至更大的功率出。

使用風力發電機,就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電,其節約的程度是明顯的,乙個家庭一年的用電只需20元充電瓶液的代價。由於現在技術的進步,均採用先進的充電器、逆變器,風力發電成為有一定科技含量的小系統,並能在一定條件下代替正常的市電,山區可以藉此系統做乙個常年不花錢的路燈,高速公路可用它做夜晚的路標燈;山區的孩子可以在日光燈下晚自習;城市小高層樓頂也可用風力電機,這不但節約而且是真正綠色電源,家庭用風力發電機,不但可以防止停電,而且還能增加生活情趣,在旅遊景區、邊防、學校、部隊乃至落後的山區,風力發電機正在成為人們的採購熱點,無線電愛好者可用自己的技術在風力發電方面為山區人民服務。使人們看電視及照明用電與城市同步,也能使自己勞動致富。

另外,大型發電風電場址的確定,一般需要達到兩個要求:一是場址的風能資源比較豐富,年平均風速在6公尺/s以上,年平均有效風功率密度大於200公尺/m2,年有效風速小時數(3-25m/s)不小於5000小時。二是場地面積需達到一定的規模,以便有足夠的場地布置風機。

(中國風力發電網綜合)

風力發電機工作原理簡單的說是:風的動能(即空氣的動能)轉化成發電機轉子的動能,轉子的動能又轉化成電能。

風力發電機工作原理是利用風能可再生能源的部分 。 由 1995 年到 2005 年之間的年增長率為 28.5 % 。

根據德國風能會 ( dewi ) 的估計 , 風能發電的年增長率將保持高增長率 , 在 2012 年或之前全球風力發電裝機容量可能達到 150 千兆瓦 。

發電風力發電機最初出現在十九世紀末 。 自二十世紀八十年代起 , 這項技術不斷發展並日漸成熟 , 適合工業應用 。 近二三十年 , 典型的風力發電機的風輪直徑不斷增大 , 而額定功率也不斷提公升 。

在二十一世紀 00 年代初 , 風力發電機最具經濟效益的額定輸出功率範圍在 600 千瓦至 750 千瓦之間 , 而風輪直徑則在 40 公尺至 47 公尺之間 。 當時所有製造商都有生產這類風力發電機 。 新一代的兆瓦級風力發電機是以這類機種作為基礎發展出來的 。

二零零七年初 , 有一些製造商開始生產額定功率為幾兆瓦而風輪直徑達到約 90 公尺的風力發電機 ( 例如 vestas v90 3.0 兆瓦風電機 , nordex n90 2.5 兆瓦風電機等等 ) , 甚至有些直徑達 100 公尺 ( 如 ge 3.

6 兆瓦風電機 ) 。 這些大型風力發電機主要市場是歐洲 。 在歐洲 , 適合風電的地段日漸減少 , 因此有逼切性安裝發電能力盡量高的風力發電機 。

另一類更大型的為海上應用而設計的風力發電機 , 已經完成設計並製成原型機 。 例如 re power 公司設計的風力發電機風輪直徑達 126 公尺 , 功率達 5 兆瓦 。

1) 風的功率

風的能量指的是風的動能 。 特定質量的空氣的動能可以用下列公式計算 。

能量 = 1/2 x 質量 x ( 速度 )^2

吹過特定面積的風的的功率可以用下列公式計算 。

功率 = 1/2 x 空氣密度 x 面積 x ( 速度 )^3

其中 ,

功率單位為瓦特 ;

空氣密度單位為千克 / 立方公尺 ;

面積指氣流橫截面積 , 單位為平方公尺 ;

速度單位為公尺 / 秒 。

在海平面高度和攝氏 15 度的條件下 , 幹空氣密度為 1.225 千克 / 立方公尺 。 空氣密度隨氣壓和溫度而變 。 隨著高度的公升高 , 空氣密度也會下降 。

於上述公式中可以看出 , 風的功率與速度的三次方 〔 立方 〕 成正比 , 並與風輪掃掠面積成正比 。 不過實際上 , 風輪只能提取風的能量中的一部分 , 而非全部 。

2) 風力發電機的工作原理

現代風力發電機採用空氣動力學原理 , 就像飛機的機翼一樣 。 風並非 " 推 " 動風輪葉片 , 而是吹過葉片形成葉片正反面的壓差 , 這種壓差會產生公升力 , 令風輪旋轉並不斷橫切風流 。

風力發電機的風輪並不能提取風的所有功率 。 根據 betz 定律 , 理論上風電機能夠提取的最大功率 , 是風的功率的 59.6% 。

大多數風電機只能提取風的功率的 40% 或者更少 。

風力發電機主要包含三部分 ∶ 風輪 、 機艙和塔杆 。 大型與電網接駁的風力發電機的最常見的結構 , 是橫軸式三葉片風輪 , 並安裝在直立管狀塔杆上 。

( 上圖** : danish wind industry association )

風輪葉片由複合材料製造 。 不像小型風力發電機 , 大型風電機的風輪轉動相當慢 。 比較簡單的風力發電機是採用固定速度的 。

通常採用兩個不同的速度 - 在弱風下用低速和在強風下用高速 。 這些定速風電機的感應式非同步發電機能夠直接發產生電網頻率的交流電 。

比較新型的設計一般是可變速的 ( 比如 vestas 公司的 v52-850 千瓦風電機轉速為每分鐘 14 轉到每分鐘 31.4 轉 ) 。 利用可變速操作 , 風輪的空氣動力效率可以得到改善 , 從而提取更多的能量 , 而且在弱風情況下噪音更低 。

因此 , 變速的風電機設計比起定速風電機 , 越來越受歡迎 。

風力發電機工作原理

風力發電機工作原理簡單的說是 風的動能 即空氣的動能 轉化成發電機轉子的動能,轉子的動能又轉化成電能。風力發電機工作原理是利用風能可再生能源的部分。由1995年到2005年之間的年增長率為28.5 風力發電機工作原理是利用風能可再生能源的部分 由 1995 年到 2005 年之間的年增長率為 28....

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