江蘇乃爾風電技術開發有限公司
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風力發電機是一種將風能轉化為機械功率,機械功率驅動轉子旋轉,最終輸出交流電的電力設備。
位于丹麥的V164高達220米,有3片巨大的葉片,每片長達80米。24小時可發電26萬度,足以滿足數百戶一個月的用電量。
關于這個發電量,大家都有很多疑問,風機轉得這么慢能發電嗎?一圈能發多少度電?
每個人都玩過手動發電手電筒。用力搖幾下。手電筒真的可以亮一會兒,但是持續時間不長。最經典的是手動剃須刀。記得上高中的時候很受歡迎。
當然,風機不同于這種手動玩具。它真的在發電!事實上,風機葉片轉速慢的原因很簡單,這與它們自身的重量和風速有很大關系。風機越大,葉片越長,重量越大,轉速越慢。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,但每分鐘只有18圈,只有0.75兆瓦風機的3/4。
風機葉片的轉速也與風速有很大關系。風速越快,風機轉得越快。當風速達到3米/秒時,1.5兆瓦風機可以通過旋轉齒輪提高轉速,從而帶動發電機發電。
那么,風機葉片的轉速能隨著風速的增加而無限增加嗎?當然不是。當風速超過風機的限速時,風機應停止工作。因為如果轉速過快,離心率大大提高,慣性趨勢會打破風機本身的平衡,葉片很容易折斷。
因此,每種類型的風機都有最大的轉速。當風速過快時,需要在后臺操作電腦,停止操作風機,減少慣性造成的損壞和磨損。這相當于兩輛相同的車,每小時30公里,每小時200公里,哪個剎車更容易。因此,風機葉片旋轉緩慢可以更有效地保護風機免受損壞。
事實上,風機的發電并不取決于葉片的旋轉速度。當葉片轉速恒定時,葉片受力增加,功率增加。風機葉片越大,功率越大,相應的發電量就越大。
例如,當1.5兆瓦風機全功率發電時,每小時可發電1500度。在夏季高峰季節,一個三口之家平均每天使用30度電,大約需要50天。
雖然風力發電機種類繁多,但可分為兩類: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氣流方向。
水平軸風力發電機
水平軸風力發電機分為升力型和阻力型。升力風力發電機旋轉速度快,阻力旋轉速度慢。對于風力發電,主要采用升力水平軸風力發電機。大多數水平軸風力發電機都有對風裝置,可以隨著風向的變化而旋轉。對于小型風力發電機,這種對風裝置采用尾舵,而對于大型風力發電機,則采用由風向傳感元件和伺服電機組成的傳動機構。
風力發電機的風輪在塔前稱為上風向風力發電機,而在塔后則稱為下風向風力發電機。水平軸風力發電機的種類很多,有的有反轉葉片的風輪,有的在另一個塔上安裝多個風輪,在一定輸出功率的情況下降低了塔的成本,有的水平軸風力發電機在風輪周圍產生漩渦,集中氣流,提高氣流速度。
垂直軸風力發電機
垂直軸風力發電機在風向變化時不需要對風。與水平軸風力發電機相比,這是一個很大的優勢。它不僅簡化了結構設計,而且降低了風輪對風時的陀螺力。
使用阻力旋轉的垂直軸風力發電機有幾種類型,包括由平板和被子制成的風輪,這是一種純阻力裝置;S型風車,有部分升力,但主要是阻力裝置。這些裝置具有較大的啟動扭矩,但尖速比較低,當風輪尺寸、重量和成本一定時,功率輸出較低。
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