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風力發電機是如何發電的

1bGT_GKYXT1508 ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-11-27 11:42 ? 次閱讀

風力發電機是將風能轉換為機械功,機械功帶動轉子旋轉,最終輸出交流電的電力設備。

我們曾報道過位于丹麥的V164,高達220米,上面安裝有3個巨型葉片,每個葉片長達80米。一天24小時能發電26萬度,足夠滿足數百戶家庭1個月的用電量。

關于這個發電量,小編收到大家的疑問比較多,風機轉得這么慢能發電嗎,發電量真的有那么多嗎?

大家都玩過手搖發電手電筒吧,使勁的搖幾下,手電真的能亮一會,但是持續的時間并不長。最經典的要數手搖剃須刀了,記得上高中那會,十分流行(一不小心就暴露年齡了)。

當然,風機并不同于這種手搖玩具,它真的在發電!

其實,風機葉片轉速慢的原因很簡單,這跟自身的重量以及風速有很大關系。

越大型的風機,葉片越長,重量越大,轉得越慢。1.5兆瓦風機葉片重約6噸,是0.75兆瓦風機葉片的1.8倍,但每分鐘才轉18圈,只有0.75兆瓦風機的3/4。

風機葉片的轉速跟風速也有很大關系,風速越快,風機轉得越快。1.5兆瓦風機在風速達到3米每秒時,就可以通過轉動齒輪提高轉速,從而帶動發電機發電。

那么,風機葉片轉速能不能隨著風速的增加而無限增大呢?

那肯定不是。

當風速超過風機限定速度時,風機就要停止工作。因為如果轉速過快,離心率大大增強,慣性趨勢會打破風機自身的平衡,葉片就容易折斷。

因此,每種型號的風機都有最大轉速。當風速過快時,就需要后臺操作電腦,停止運行風機,減少自身慣性帶來的破壞和磨損。這就相當于兩輛相同的汽車,一輛速度是30千米每小時,一個200千米每小時,哪個剎車更容易一個道理。所以,扇葉轉動慢能更有效保護風機不受傷害。

事實上,風機發電量不取決于葉片旋轉的快慢。在葉片恒定轉速的情況下,葉片受力增加,功率就會增加。風機的葉片越大,功率越大,相應發電量就越多。

比如,1.5兆瓦風機在滿功率發電的情況下,一小時能發1500度電。以一個三口之家在夏季高峰季平均每天用30度電計算,差不多能用50天。

風力發電的種類

盡管風力發電機多種多樣,但歸納起來可分為兩類:①水平軸風力發電機,風輪的旋轉軸與風向平行;②垂直軸風力發電機,風輪的旋轉軸垂直于地面或者氣流方向。

水平軸風力發電機

水平軸風力發電機科分為升力型和阻力型兩類。升力型風力發電機旋轉速度快,阻力型旋轉速度慢。對于風力發電,多采用升力型水平軸風力發電機。大多數水平軸風力發電機具有對風裝置,能隨風向改變而轉動。對于小型風力發電機,這種對風裝置采用尾舵,而對于大型的風力發電機,則利用風向傳感元件以及伺服電機組成的傳動機構。

風力機的風輪在塔架前面的稱為上風向風力機,風輪在塔架后面的則成為下風向風機。水平軸風力發電機的式樣很多,有的具有反轉葉片的風輪,有的再一個塔架上安裝多個風輪,以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本,還有的水平軸風力發電機在風輪周圍產生漩渦,集中氣流,增加氣流速度。

垂直軸風力發電機

垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風,在這點上相對于水平軸風力發電機是一大優勢,它不僅使結構設計簡化,而且也減少了風輪對風時的陀螺力。

利用阻力旋轉的垂直軸風力發電機有幾種類型,其中有利用平板和被子做成的風輪,這是一種純阻力裝置;S型風車,具有部分升力,但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動力矩,但尖速比低,在風輪尺寸、重量和成本一定的情況下,提供的功率輸出低。

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原文標題:風力發電機轉那么慢,它是怎么發電的?

文章出處:【微信號:GKYXT1508,微信公眾號:工控云學堂】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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