风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。显示:依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的轻风速度(轻风的程度),即能够开始发电。风力发电正活着界上形成一股热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。下面先看风力发电机结构图。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国也在西部地域大力提倡。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有必然科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部份都很重要,各部份功能为:叶片用来同意风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而取得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机结构图指出:风力发电机因风量不稳固,故其输出的是13~25v转变的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220v市电,才能保证稳固利用。
通常人们以为,风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定,总想选购大一点的风力发电机,而这是不正确的。风力发电机结构图显示:目前的风力发电机只是给电瓶充电,而由电瓶把电能贮存起来,人们最终利用电功率的大小与电瓶大小有更紧密的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小,而不仅是机头功率的大小。在内地,小的风力发电机缘比大的更适合。因为它更易被小风量带动而发电,持续不断的小风,会比一时暴风更能供给较大的能量。当无风时人们还能够正常利用风力带来的电能,也就是说一台200w风力发电机也能够通过大电瓶与逆变器的配合利用,取得500w 乃至1000w乃至更大的功率出。
现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变成机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,通过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。若是超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电。
最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部份组成,立在必然高度的塔干上,这是小型离网风机。最初的风力发电机发出的电能随风转变时有时无,电压和频率不稳固,没有实际应用价值。为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。
齿轮箱能够将很低的风轮转速(1500千瓦的风机一般为12-22转/分)变成很高的发电机转速(发电机同步转速一般为1500转/分)。同时也使得发电机易于控制,实现稳固的频率和电压输出。偏航系统能够使风轮
扫拂面积老是垂直于主风向。要明白,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使如此一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。
风能发电原理风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距。对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距。在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车。
初期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下利用),此刻电变距系统慢慢取代液压变距。
就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率。然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率周围发电,直到风速达到25米/秒时自动停机。
现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会当即破坏。理论上的12级飓风,其风速范围也仅为米/秒。
风力发电机结构图显示:风机的控制系统要按照风速、风向对系统加以控制,在稳固的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时监视齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异样进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元
风力发电机的原理和组成
原理:风轮在风力的推动产生旋转,实现了风能向机械能的转换,旋转的风轮通过传动系统驱动发电机旋转,并在控制系统的作用下实现发电机的并网及电能的输出,完成机械能向电能的转换,这就是风力发电机将风能转换成电能的原理。
并网型风力发电机组由以下部份组成:
一、风轮(叶片和轮毂):捕捉风能的关键设备。一般由3个叶片组成,所捕捉的风能大小直接决定风轮的转速。
二、传动系统:风轮与发电机的连接纽带。齿轮箱是其关键部件。通过齿轮箱,风轮的低转速才能使发电机以接近额定的转速旋转,达到并网发电的目的。
3、偏航系统:使风轮的扫拂面始终与风向垂直,以最大限度地提升风轮对风能的捕捉能力,并同时减少风轮的载荷。
4、液压系统:为变矩机构和制动系统提供动力来源。
五、制动系统:使风轮减速和停止运转的系统。
六、发电机:其作用是将风轮的机械能转化为电能。
7、控制与安全系统:控制系统包括控制和监测两部份。监测部份将收集到的数据送到控制器,控制器以此为依据完成对风力发电机组的偏航控制、功率控制、开停机控制等控制功能。
八、塔筒:风力发电机组的支撑部件。它使风轮抵达设计中规定的高度。其内部仍是动力电缆、控制电缆、通信电缆和人员进出的通道。
九、基础:为钢筋混凝土结构,承载整个风力发电机组的重量。基础周围设置有预防雷击的接地系统。
10、机舱:风力发电机组的机舱承担容纳所有的机械部件,经受所有外力(包括静负载及动负载)的作用。
特点:
⑴风能是取之不尽,用之不竭的清洁,无污染,可再生能源。用它发电十分有利。与火力发电、燃油发
电、核电相较它无需购買燃料,也无需支付运费,更无需对发电残渣,大气进行环保治理.风力发电是绿能源.风力发电是财神爺。风来、发电、生财。风是财富。风是大自然对人类的无私奉献。
⑵风力发电有很強的地域性。不是任何地方都能够建站的。它必須建在风力资源丰硕的地方。即风速大、持续时刻长。风力资源大小与地势、地貌有关,山口、海岛常是优选地址。如新彊达板城、年平均风速6。2米/秒,内蒙古辉腾锡勒,年平均风速为7。2米/秒,江西鄱阳湖,年平均风速7。6米/秒,河北张北,年平均风速6。8米/秒,辽宁东港,年平均风速6。7米/秒,广东南澳,年平均风速8。5米/秒,福建平潭岛全县年平均风速8。4米/秒,平潭县海潭岛,年平均风速为8。5米/秒,年可发电风时数为3343小时,为目前中国之冠。(以上数字引自“全国风力发电信息中心的并网风电场介绍”)。南海的南沙岛,该岛一年持续刮六级以上大风有160天。在我国這样的地方还有许多许多正等待咱们去探索、发觉。
⑶风的季节性,决定了風力发电在整个电网中处于"配角″地位。对它的利用有三种运行方式:
A:能源利用:风力发电机,机并网运行。有风发电,电能送入电网。无风不发电。
B:无电网的高山,海岛,牧区:风力发电机与柴油发电机并联运行。有风时风力发电,无风时柴油发电机犮电。对用户来説不时都有电。
C:同上无电网地域,要求不利用柴油发电,不时有电供给:採用蓄电池儲能的AC-DC-AC,即交,直,交风力发电系统。也就是有风时,风力发电机发出交流电,经整流为直流电对蓄电池充电。再利用电力电子器件制造的"逆变器″将蓄电池中的直流电转化为三相恒频恒压的交流电。这种系统多用在高山雷达站、微波中继站,海洋灯塔,航标灯场合。
优缺点
长处:1、清洁,环境效益好。
2、可再生,永不枯竭。
3、基建周期短、投资少。
4、装机规模灵活。
5、技术相对成熟。
缺点:1、噪声,视觉污染。
2、占用大片土地。
3、不稳固,不可控。
4、目前本钱仍然很高。
风力发电机蓄电池的合理配置
200W(建议利用蓄电池型号105AH两块)所有附件:发电机,叶轮,回转体,尾舵,立杆,拉线,防水电缆,300W逆变器。适用于:40W日光灯,电视,无风时可利用2天至3天。充电时长13小时,年平均风速7米每秒时,运行4000小时,积累发电量:610度。
300W(建议利用蓄电池型号150AH两块) 所有附件:发电机,叶轮,回转体,尾舵,立杆,拉线,防水电缆,500W逆变器。适用于:日光灯,电视,无风时可利用2天至3天。充电时长9小时,年平均风速7米每秒时,运行4000小时,积累发电量:888度。
400W(建议利用蓄电池型号150AH两块) 所有附件:发电机,叶轮,回转体,尾舵,立杆,拉线,防水电缆,500W逆变器。适用于:日光灯,电视,无风时可利用2天至3天。充电时长7小时,年平均风速8米每秒时,运行4000小时累计1140度。
500W(建议利用蓄电池型号150AH两块) 所有附件:发电机,叶轮,回转体,尾舵,立杆,拉线,防水电缆,800W逆变器。适用于:日光灯,电视,无风时可利用2天至3天,充电时长.5小时,年平均风速8
米每秒时,运行4000小时,积累发电量:1600度。
800W(建议利用蓄电池型号200AH) 所有附件:发电机,叶轮,回转体,尾舵,立杆,拉线,防水电缆,1KW逆变器。适用于:日光灯,电视,无风时可利用.3天至4天。充电时长5小时,年平均风速8米每秒时,运行4000小时,积累发电量:2400度。
1KW(建议利用蓄电池型号200AH两块、四块) 所有附件:发电机,叶轮,回转体,尾舵,立
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