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风力发电
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风 力 发 电


风力发电机简介 国际上利用风力发电是本世纪发展壮大起来的,随着风电技术不断进步,容量逐步增大,单机容量已达几百千瓦,并有兆瓦级风力发电机问世,近十几年来风力发电机产品质量有了显著提高,作为一种新的,安全可靠的,干净的能源而受到国际上风资源丰富国家的关注与大规模开发。目前,世界上风电总装电容量约为7000MW,美国最多,约有1700MW。中国是风资源丰富的国家,特别是新疆、内蒙古与沿海地区。我国风力发电在八十年代开始发展,初期大多是独立运行户用百瓦级风电机组,安装在边远,孤立无电地区供农牧民使用。近年来,大型并网风力发电机组引入我国,多台风电机组安装在风资源丰富地区组成风电场,接入地区电网供电,现在,我国并网风电机组装机总容量约为100MW。风电的优越性可归纳为下面五点:风力发电是一种干净的自然能源,没有常规能源(如煤电,油电)与核电会造成环境污染的问题。 风电技术日趋成熟,产品质量可靠,可用率已达95%以上,已是一种安全可靠的能源,风力发电的经济性日益提高,发电成本已接近煤电,低于油电与核电,若计及煤电的环境保护与交通运输的间接投资,则风电经济性将优于煤电。 风力发电场建设工期短,单台机组安装仅需几周,从土建、安装到投产,只需半年至一年时间,是煤电、核电无可比拟的。 投资规模灵活,有多少钱装多少机。目前商用大型风力发电机组一般为水平轴风力发电机,它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮的作用是将风能转换为机械能,它由气动性能优异的叶片(目前商业机组一般为2-3个叶片)装在轮毂上所组成,低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速,将动力传递给发电机。上述这些部件都安装在机舱平面上,整个机舱由高大的搭架举起,由于风向经常变化,为了有效地利用风能,必须要有迎风装置,它根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动,使机舱始终对风。风能是一种无污染的可再生能源,它取之不尽,用之不竭,随着生态环境的要求和能源的需要,新能源的开发日益受到重视,由于风力发电经济性日益改善,因此国家对风力发电已制定了发展计划,提出2000年风电装机40MW以上的奋斗目标,为二十一世纪大规模开发风电打下良好的基础。风车是人们最早用以转换能量的装置之一,波斯人和中国人在数千年前即己懂得使用风车,直到十二世纪时,欧洲才普遍利用风车研磨面粉和泵水。荷兰低地使用风车泵抽排水,其风车的功率可达50HP。美国则使用较小型的风车灌溉田地和驱动发电机发电。 1920年代,人门开始研究利用风车作大规模发电。1931年,在苏联的Crimean Balaclava地方建造一座100KW容量的风力发电机,此乃最早商业化的风力发电机。风车的种类很多,如依其形状及旋转轴的方向分,可归纳出两种最主要的型式: 水平轴式转子垂直轴式转子水平轴式转子(horizontal-axis rotor)此型转动轴与风向平行。若依轮页受力可分成升力(lift )或阻力(drag)型;若依页数则单页﹑双页﹑三页或多页型;若依风向,则有逆风(upwind)和顺风(downwind)型,逆风型转子即页片正对著风向。大部分水平轴式风力轮页会随风向变化而调整位置。 2.垂直轴式转子(vertical-axis rotor) 此型转轴与风向成垂直。此型的优点为设计较简单,因为其不必随风向改变而转动调整方向。但此系统无法抽取大量风能?K需要大量材料是其缺点。此型有桶形(Savonius)转子和打蛋形(Darrieus)转子等。桶形转子是采用S型轮页,且大多为阻力型。轮页的旋转是依赖作用于顺风和逆风页片部分的阻力差。

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