風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功把意,機(jī)械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)屋问,最終輸出交流電的電力設(shè)備串篓。
我們曾報(bào)道過位于丹麥的V164,高達(dá)220米籍囱,上面安裝有3個巨型葉片绩寂,每個葉片長達(dá)80米。一天24小時能發(fā)電26萬度烤脾,足夠滿足數(shù)百戶家庭1個月的用電量佃戈。
關(guān)于這個發(fā)電量,小編收到大家的疑問比較多匾委,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)得這么慢能發(fā)電嗎拖叙,發(fā)電量真的有那么多嗎?
大家都玩過手搖發(fā)電手電筒吧赂乐,使勁的搖幾下薯鳍,手電真的能亮一會,但是持續(xù)的時間并不長挨措。最經(jīng)典的要數(shù)手搖剃須刀了挖滤,記得上高中那會,十分流行(一不小心就暴露年齡了)浅役。
當(dāng)然斩松,風(fēng)機(jī)并不同于這種手搖玩具,它真的在發(fā)電觉既!
其實(shí)惧盹,風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速慢的原因很簡單,這跟自身的重量以及風(fēng)速有很大關(guān)系奋救。
越大型的風(fēng)機(jī)岭参,葉片越長,重量越大赶马,轉(zhuǎn)得越慢麸奇。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片重約6噸,是0.75兆瓦風(fēng)機(jī)葉片的1.8倍既屋,但每分鐘才轉(zhuǎn)18圈票援,只有0.75兆瓦風(fēng)機(jī)的3/4。
風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速跟風(fēng)速也有很大關(guān)系闰幽,風(fēng)速越快膊争,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)得越快校社。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)在風(fēng)速達(dá)到3米每秒時,就可以通過轉(zhuǎn)動齒輪提高轉(zhuǎn)速渣碌,從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電欠怕。
那么,風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速能不能隨著風(fēng)速的增加而無限增大呢饰样?
那肯定不是潘所。
當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)機(jī)限定速度時,風(fēng)機(jī)就要停止工作菲瓶。因?yàn)槿绻D(zhuǎn)速過快怠褐,離心率大大增強(qiáng),慣性趨勢會打破風(fēng)機(jī)自身的平衡您宪,葉片就容易折斷奈懒。
因此,每種型號的風(fēng)機(jī)都有最大轉(zhuǎn)速宪巨。當(dāng)風(fēng)速過快時磷杏,就需要后臺操作電腦,停止運(yùn)行風(fēng)機(jī)捏卓,減少自身慣性帶來的破壞和磨損茴丰。這就相當(dāng)于兩輛相同的汽車,一輛速度是30千米每小時天吓,一個200千米每小時,哪個剎車更容易一個道理峦椰。所以龄寞,扇葉轉(zhuǎn)動慢能更有效保護(hù)風(fēng)機(jī)不受傷害。
事實(shí)上汤功,風(fēng)機(jī)發(fā)電量不取決于葉片旋轉(zhuǎn)的快慢物邑。在葉片恒定轉(zhuǎn)速的情況下,葉片受力增加吟芜,功率就會增加耻覆。風(fēng)機(jī)的葉片越大,功率越大夯榛,相應(yīng)發(fā)電量就越多营慷。
比如,1.5兆瓦風(fēng)機(jī)在滿功率發(fā)電的情況下杯岩,一小時能發(fā)1500度電朽慕。以一個三口之家在夏季高峰季平均每天用30度電計(jì)算,差不多能用50天测脯。
風(fēng)力發(fā)電的種類
盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣盹挑,但歸納起來可分為兩類:①水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)赃慰,風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行;②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)假刘,風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向纪尊。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)科分為升力型和阻力型兩類。升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度快判哥,阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢献雅。對于風(fēng)力發(fā)電,多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)姨伟。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有對風(fēng)裝置惩琉,能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動。對于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)夺荒,這種對風(fēng)裝置采用尾舵瞒渠,而對于大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī),則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動機(jī)構(gòu)技扼。
風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架前面的稱為上風(fēng)向風(fēng)力機(jī)伍玖,風(fēng)輪在塔架后面的則成為下風(fēng)向風(fēng)機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的式樣很多剿吻,有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪窍箍,有的再一個塔架上安裝多個風(fēng)輪,以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本丽旅,還有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪周圍產(chǎn)生漩渦椰棘,集中氣流,增加氣流速度榄笙。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時候無需對風(fēng)丰倾,在這點(diǎn)上相對于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢,它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡化晶聂,而且也減少了風(fēng)輪對風(fēng)時的陀螺力齿雕。
利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類型,其中有利用平板和被子做成的風(fēng)輪顶恍,這是一種純阻力裝置赂相;S型風(fēng)車,具有部分升力蔼处,但主要還是阻力裝置晋挑。這些裝置有較大的啟動力矩,但尖速比低铭能,在風(fēng)輪尺寸蒲姥、重量和成本一定的情況下,提供的功率輸出低欧陋。
原理視頻24分鐘
(國家電網(wǎng)報(bào) CCTV10)
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