風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功,機械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),最終輸出交流電的電力設(shè)備。
我們曾報道過位于丹麥的V164,高達220米,上面安裝有3個巨型葉片,每個葉片長達80米。一天24小時能發(fā)電26萬度,足夠滿足數(shù)百戶家庭1個月的用電量。
關(guān)于這個發(fā)電量,小編收到大家的疑問比較多,風(fēng)機轉(zhuǎn)得這么慢能發(fā)電嗎,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,使勁的搖幾下,手電真的能亮一會,但是持續(xù)的時間并不長。最經(jīng)典的要數(shù)手搖剃須刀了,記得上高中那會,十分流行(一不小心就暴露年齡了)。
當(dāng)然,風(fēng)機并不同于這種手搖玩具,它真的在發(fā)電!
其實,風(fēng)機葉片轉(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。
越大型的風(fēng)機,葉片越長,重量越大,轉(zhuǎn)得越慢。1.5兆瓦風(fēng)機葉片重約6噸,是0.75兆瓦風(fēng)機葉片的1.8倍,但每分鐘才轉(zhuǎn)18圈,只有0.75兆瓦風(fēng)機的3/4。
風(fēng)機葉片的轉(zhuǎn)速跟風(fēng)速也有很大關(guān)系,風(fēng)速越快,風(fēng)機轉(zhuǎn)得越快。1.5兆瓦風(fēng)機在風(fēng)速達到3米每秒時,就可以通過轉(zhuǎn)動齒輪提高轉(zhuǎn)速,從而帶動發(fā)電機發(fā)電。
那么,風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)速能不能隨著風(fēng)速的增加而無限增大呢?
那肯定不是。
當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)機限定速度時,風(fēng)機就要停止工作。因為如果轉(zhuǎn)速過快,離心率大大增強,慣性趨勢會打破風(fēng)機自身的平衡,葉片就容易折斷。
因此,每種型號的風(fēng)機都有最大轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)速過快時,就需要后臺操作電腦,停止運行風(fēng)機,減少自身慣性帶來的破壞和磨損。這就相當(dāng)于兩輛相同的汽車,一輛速度是30千米每小時,一個200千米每小時,哪個剎車更容易一個道理。所以,扇葉轉(zhuǎn)動慢能更有效保護風(fēng)機不受傷害。
事實上,風(fēng)機發(fā)電量不取決于葉片旋轉(zhuǎn)的快慢。在葉片恒定轉(zhuǎn)速的情況下,葉片受力增加,功率就會增加。風(fēng)機的葉片越大,功率越大,相應(yīng)發(fā)電量就越多。
比如,1.5兆瓦風(fēng)機在滿功率發(fā)電的情況下,一小時能發(fā)1500度電。以一個三口之家在夏季高峰季平均每天用30度電計算,差不多能用50天。
風(fēng)力發(fā)電的種類
盡管風(fēng)力發(fā)電機多種多樣,但歸納起來可分為兩類:①水平軸風(fēng)力發(fā)電機,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,風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機
水平軸風(fēng)力發(fā)電機科分為升力型和阻力型兩類。升力型風(fēng)力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)速度快,阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。對于風(fēng)力發(fā)電,多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機具有對風(fēng)裝置,能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動。對于小型風(fēng)力發(fā)電機,這種對風(fēng)裝置采用尾舵,而對于大型的風(fēng)力發(fā)電機,則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機組成的傳動機構(gòu)。
風(fēng)力機的風(fēng)輪在塔架前面的稱為上風(fēng)向風(fēng)力機,風(fēng)輪在塔架后面的則成為下風(fēng)向風(fēng)機。水平軸風(fēng)力發(fā)電機的式樣很多,有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪,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,還有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)輪周圍產(chǎn)生漩渦,集中氣流,增加氣流速度。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)向改變的時候無需對風(fēng),在這點上相對于水平軸風(fēng)力發(fā)電機是一大優(yōu)勢,它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計簡化,而且也減少了風(fēng)輪對風(fēng)時的陀螺力。
利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機有幾種類型,其中有利用平板和被子做成的風(fēng)輪,這是一種純阻力裝置;S型風(fēng)車,具有部分升力,但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動力矩,但尖速比低,在風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定的情況下,提供的功率輸出低。
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風(fēng)力發(fā)電
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原文標(biāo)題:風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)那么慢,它是怎么發(fā)電的?
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