風力發(fā)電

圖1 風力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)簡圖

　　當風吹向風輪葉片時，由于風與葉片之間有角差而產(chǎn)生升力促使葉片轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的葉片與低速轉(zhuǎn)軸連接，通過齒輪箱調(diào)速使轉(zhuǎn)速提高，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，以異步發(fā)電機為例，當電機旋轉(zhuǎn)速度高于同步轉(zhuǎn)速時，就開始發(fā)電。

　　風力發(fā)電機因風量的不穩(wěn)定，故其輸出的是13~25V變化的交流電，對于獨立型風力發(fā)電系統(tǒng)，須經(jīng)整流電路整流后對蓄電池充電，即將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，然后用帶保護電路的逆變器，將蓄電池里的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣?20V的市電，才能保證穩(wěn)定用電，這樣盡管風力發(fā)電的功率輸出主要取決于風量的大小，而人們最終使用電功率的大小與蓄電池容量有密切關(guān)系，比如一臺200W風力發(fā)電機可以通過大容量蓄電池組與逆變器的配合使用，獲得500W甚至更大的功率輸出。對于并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)則不需儲能環(huán)節(jié)，將整流后的直流經(jīng)過并網(wǎng)逆變器直接饋入電網(wǎng)。

三、風力發(fā)電的主要特性系數(shù)

1、功率系數(shù)（CP）：指風機將風能轉(zhuǎn)換為機械能的效率
　　CP=提取的風能（PCapture）/輸入的風能(pwind)

2、葉尖速比（λ）：用葉片圓周速度與風速比來衡量葉片在不同風速中的狀態(tài)
　　λ=2Rn/ν
　　R為葉片的半徑；
　　n為葉片；
　　ν為作用于葉片的風速；

3、風輪的功率輸出（P）
　　P=（CP *ρ*ν3*A）/2
　　ρ為空氣密度；
　　A為葉輪掃風面積；

4、風力發(fā)電機的頻率（f）
　　f=p*n/60
　　P為發(fā)電機的磁極對數(shù)；
　　n為發(fā)電機的轉(zhuǎn)速；

四、風力發(fā)電運行狀態(tài)

　　1、當風速低于額定風速時，可以利用最大風功率系數(shù)Cpmax，以便獲得最大的風能效果。
　　2、當風速高于額定風速時，可以利用風最大輸出功率PTmax，以便獲得穩(wěn)定的功率輸出。
　　3、當風速大于最大運行速度（一般為25m/s左右）時實現(xiàn)自動停機。

五、風力發(fā)電分類

　　（1）根據(jù)主軸的方向分為水平軸式和垂直軸式。
　?。?）按風力發(fā)電機運行特征分為恒速型、有限變速型和變速型。
　?。?）按傳動機構(gòu)分為齒輪箱升速型和直驅(qū)型。
　?。?）按發(fā)電機類型分為異步型和同步型。
　?。?）按風力發(fā)電機的容量，有微型機（1kW已下）、小型機（1-10kW）、中型機（10-100kW）和大型機（100kW以上）。
　?。?）根據(jù)供電方式分為獨立型和并網(wǎng)型。

六、風力發(fā)電優(yōu)缺點

七、風力發(fā)電的前景

　　能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題，常規(guī)能源以煤、油為主，不僅資源有限，而且造成嚴重的環(huán)境污染，因此，對于可再生能源的開發(fā)利用，已受到各國的高度重視。
　　風能資源是豐富的、可再生的，所以發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)具有十分重要的意義。現(xiàn)如今各國家都在積極培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人員以便更好地研制風電新技術(shù)，以在一定的程度上降低風力發(fā)電成本，造福人類。由此可見，風力發(fā)電必將成為各國家重要發(fā)電產(chǎn)業(yè)之一。

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