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风力发电机如何工作

风能是太阳能的另一种形式。风能是由阳光照射产生的大气热量不均、地表不规则以及地球的转动所引起的。风向流动的方式随地型、水体以及植被的变化而变化. 而人类使用风能或其他动能,进行航海、放风筝甚至发电等多种用途。

风能、风力等词汇是用于描述使用风 进行机械能转换和发电的过程。风力发电机将风的动能转换为机械能。这种机械能被用于很多特定方面(如磨谷物或抽水)或使用发电机将这种机械能转化为电能。

那么,如何使用风力发电机进行发电呢? 简单的说,风力发电机的工作过程与风扇的工作过程恰恰相反。 与风扇不同,它不是将电能转化为风力,而是将风力转化为电能。风吹动旋转轴的叶片,而旋转轴连接到发电机,最终产生电力。 我们可以仔细查看风力发电机,以观察其内部结构。 点击链接 风力发电机动画演示观察其工作原理。

下面这张风力发电厂的鸟瞰图显示了发电机是如何为公共电网供电的。这些电经过传输线被送到了普通家庭,商所,学校等等地区。

内部可见的三叶片风力发电机,一排六个发电机与电网相连。 近距离查看运行发电机!

更多风能技术:

农场老式谷仓旁伫立一排三页发电机

中西部近年来兴起许多风力农场,为公共场所提供电力。农场主因此收益,他们可从风力项目发起人处获得土地最低收入报酬。

大幅三页风力发电机图片

GE风能3.6兆瓦风力发电机组是有史以来最大的原型化建筑。 较大的风力发电机机效率更高, 成本效益更好。

风能发电机种类

现代风力涡轮机可分为两个基本类型:如照片所示的水平轴类,和以法国发明家命名的,类似于打蛋器的纵轴设计:Darrieus模型。

横轴风力发电机一般具有两至三枚叶片。 这种三页风力发电机叶片正面进风,采用迎风设计。

风力电机容量

工业级风力电机容量从100千瓦到几兆瓦。较大的风能发电机可组合在一起,形成风能大电厂,用于给大宗电网供电。

单台小容量风力电机,容量多在100千瓦以下,主要用于家庭、通讯天线发射或泵水。小的风力电机常用来和柴油发电机、蓄电池、太阳能光电系统相联。这种系统叫做风能集成系统,主要用于偏远、远离电网的地区,因为那里很难得到从输电电网发来的电。

风力电机内部构造

Turbine Technical Drawing Enlarged 风速计叶片刹车控制器变速箱发电机高速转轴低速转轴机壳/外壳扭臂转子杆塔驱动机构电机风向风向标
风速计:
测量并传输风速数据到控制器。
叶片::
大多数风力电机有2到3只叶片,风吹叶片使之启动并旋转。
刹车:
碟刹,有机械式、电动式、液动式等,在紧急情况下制动转子。
控制器:
风速为8到16英里/小时启动风力电机,风速达到55英里/小时关闭风力电机。风力电机在55英里/小时以上风速情况下不得工作以免被风损坏。
变速箱::
变速箱联结低速轴和高速轴,将转速从30到60转/分提高到1000到1800转/分,大多数风力电机的额定转速都在这个范围。变速箱是风力电机较贵(也较重)的部件。研究人员正在研究开发无须变速箱的低速直驱电机。
发电机::
通常是异步电动机产生60赫兹交流电。
高速轴::
驱动发电机。
低速轴:
转速为30到60转/分的轴。
机壳/外壳:
机壳/外壳位于杆塔顶部,内部包含变速箱、低速轴、发电机、控制器、刹车等。有些机壳大到可以让直升机着陆。
扭臂:
当风速过高或过低时调节叶片方向,从而调节转轴转速,顺利进行发电。
转子:
叶片和花毂共称为转子。
杆塔:
杆塔由钢管、水泥或钢件构成。风速随高度增加,杆塔越高,电机发电越多。
风向:
迎风电机,顾名思义就是它朝向风工作。逆风电机,就是它逆向风来工作。
风向标:
测定风向并与电机转向驱动机构通讯以使电机按照风速适当运行的装置。
驱动机构:
迎风电机朝向来风,风向转变时驱动机构使转子始终朝向来风。顺风涡轮机不需要偏航驱动,风吹动转子使其顺风。
电机:
驱动机构力源。