风力发电机工作原理
机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为
广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过,当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。
风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域,是推动风电技术进步和产业升级的重要力量,是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富,加快海上风电项目建设,对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。
我国风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿kW,其中,陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算),海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW,共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。
风光互补发电系统
风是一种潜力很大的新能源,十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦;一马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是全世界
量的10倍。全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里,因此风车不能全部运动。据估计,即使全年只有一半时间运转,它就能够满足
西海岸投入运行的风力发电装置,其发电量则达2000千瓦,风车高57米,所发电量的75%送入电网,其余供给附近的一所学校用。
这时候我们可以非常清晰地计算得到,物体受力大小取决环流以及均匀流的速度。再通过保角变换等方法,可以将圆变换为平面上比较复杂的外形,比如,我们要探讨的翼型。进一步即可得到升力系数关于攻角有个相当简单的关系:
风力发电机组成部件及作用
这里我们想要讨论的是这个比例!相对于这个长度以及叶片扫过的面积而言,这个真的是太细了!风可以在迎风面上产生直接推力来做功,比如小风车、帆船等,但是叶片这么细显然不是为了利用这种推力,那它是怎么转起来的呢?仔细观察了这个叶片:
怎么样!对风力发电机的动力来源的理解是不是一下子清晰了很多!这样设计的风机有诸多好处。从设计而言,这种“细”的特点极大地方便用于设计大型风机,以1500千瓦的风机机组为例,机组叶片大约有35米长(约12层楼高)。
现在的天气,一天比一天冷,风也一天比一天大,真是恨不得一步不出门。但是,其实有很多存在在寒风中坚守。没错,那就是:
各式各样的转动的叶片被联想到一块之后,我们很容易从中发现共同点。实际上,他们有一个共同的广义名字,叫做叶轮。流体与叶轮的相互作用,有无限可能,有无穷魅力。实际应用上我们可以发现叶轮如此广泛,而具体的实现形式因目的原理的不同而变得千差万别。篇幅所限,就留给感兴趣的朋友自己探索啦!
左图:起动涡的产生;右图:空气相对机翼的流动实际上可以看作两部分组成:绕翼型的环流和沿着机翼偏折的层流。图源:参考文献[6]
添加新评论