风力发电
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对风力发电的认识一、引言风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术。
它通过风能驱动风轮转动,再通过发电机将机械能转换成电能。
风力发电具有环保、可持续、资源丰富等优势,被广泛应用于全球各地。
本文将从风能的来源、风力发电的原理和应用、风力发电的优势和挑战等方面来探讨对风力发电的认识。
二、风能的来源风能来自于太阳能的辐射,地球表面的不均匀加热使得大气产生气流,形成了风。
而风能就是这种气流所带有的动能。
风能的来源主要包括地球自转和地形的影响。
地球自转带来了地球表面的不均匀加热,而地形则会改变风的流动方式,形成不同强度和方向的风。
因此,我们可以利用这种自然现象将风能转化为电能,实现可持续的能源利用。
三、风力发电的原理和应用风力发电的原理很简单,就是利用风轮驱动发电机转动,从而产生电能。
风轮一般由数片叶片组成,叶片的形状和角度会影响风轮的转动效率。
当风吹过叶片时,叶片会产生升力,使得风轮转动。
而转动的风轮通过传动系统将机械能转化为电能。
风力发电广泛应用于各个领域。
在工业和商业领域,风力发电可以为电力网络供应电能,减少对传统能源的依赖。
在农村和偏远地区,风力发电可以作为独立的电力供应系统,为当地居民提供电力。
此外,风力发电还可以用于海上平台和船只等领域,实现移动电力供应。
四、风力发电的优势风力发电相比传统能源具有许多优势。
首先,风力是一种可再生的能源,不会因为使用而消耗殆尽。
其次,风力发电是一种清洁能源,不会产生温室气体和污染物,对环境友好。
此外,风力发电的装置可以灵活布局,占地面积相对较小,适合在各种地形和场所进行建设。
最后,风力发电的运维成本相对较低,可以降低能源成本。
五、风力发电的挑战风力发电虽然具有许多优势,但也面临一些挑战。
首先,风能的可利用性受到地理位置和气候条件的限制。
只有在风速较高和稳定的地区才适合建设风力发电场。
其次,风力发电的可靠性较低,风速波动会导致发电量的不稳定性。
此外,风力发电设备的制造和安装成本相对较高,需要投入大量的资金。
风力发电的原理和应用风力发电,顾名思义,是利用风力产生电能的一种发电方式。
在现代社会,随着对可再生能源的需求不断增加,风力发电也成为了一种越来越重要的能源。
本文将介绍风力发电的原理、应用和未来的发展趋势。
一、风力发电的原理风力发电的基本原理很简单,就是利用风轮(也称为风机)旋转发电。
当风流过风轮时,将推动风轮转动,风轮通过传动系统带动发电机旋转,发电机则将机械能转换为电能输出。
其中,风轮是由叶片和轴组成的,叶片是承受风力的部分。
叶片的形状、数量和大小等因素将影响风轮的转速和转动效率。
虽然风力发电的原理很简单,但实现起来却不容易。
首先,风轮需要在合适的风速下才能转动产生电能,而风力的大小和方向又会随着气象条件的变化而不断变化。
因此,选址成为了风电站建设中的重要因素,一般会选择海拔高、风力稳定的地区来建立风电站。
另外,为了提高风力发电的效率,还需要在设计阶段考虑风轮的材质、结构和设计等方面的因素。
二、风力发电的应用风力发电作为一种清洁能源,被广泛应用于全球各个国家和地区。
根据国际能源署的数据,截至2019年底,全球风力发电的总装机容量已经超过了6.32亿千瓦,占全球电力供应的5%。
其中,中国、美国和德国是全球三大风力发电大国。
风力发电在能源领域的应用主要分为两个方面:一是大规模的商业化利用,另外一个是小规模的分布式利用。
大规模的商业化利用通常指的是建立风电站来大规模地利用风力发电。
风电站可以有不同的容量,从几百千瓦到几十兆瓦不等。
风电站的建设需要考虑很多因素,如选址、设备采购和调试等。
但是,在商业化利用中,由于需要建设大型的风电站,需要投入巨大的成本,并且存在地域和季节限制。
小规模的分布式利用则是将风力发电技术应用于家庭、企业和社区等小规模场景中。
一般通过安装风力发电设备,如小型风轮或风能发电机组,在小规模的场景中产生清洁的电力。
分布式利用具有灵活性、可持续性和可控性等优点,并且适合于人口分散的区域。
风力发电原理及工作过程风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源方式,具有环保、可持续等优点。
本文将介绍风力发电的原理以及其工作过程。
一、风力发电原理风力发电的原理基于风能转化为机械能,再由发电机将机械能转化为电能的过程。
具体来说,原理包括以下几个步骤:1. 风能捕捉:风机叶片的设计使其能够捕捉到风的能量。
当风吹过风机时,风机叶片的形状和角度会使风与叶片表面之间产生压力差,从而吸收了风能。
2. 旋转叶片:当风吹过风机时,风机叶片会受到风的作用力而旋转。
风机通常有多个叶片,其数量和设计也会影响风机的效率。
3. 传递机械能:风机的旋转运动会通过一个传动系统,如齿轮箱,将机械能传递给发电机。
齿轮箱起到增加旋转速度的作用,以达到发电机运行所需的旋转速度。
4. 机械能转化为电能:发电机是将机械能转化为电能的关键部件。
当风机传递的机械能通过齿轮箱传递给发电机时,发电机内的导体会受到磁场的作用而产生电流,从而将机械能转化为电能。
5. 输送电能:产生的电能会经过变压器进行升压处理,然后通过输电线路输送到电力网络,供应给用户使用。
二、风力发电工作过程了解了风力发电的原理后,我们来了解一下其工作过程。
风力发电的工作过程主要包括以下几个阶段:1. 风速监测:在选址搭建风力发电场之前,需要进行风资源评估。
通过监测风速和风向分布的数据,确定是否具备建设风力发电站的条件。
2. 风机安装:根据选址评估的结果,选定适当的风机,并搭建风力发电站。
风机的安装需要考虑风速、地理位置等因素,以确保风机能够高效地捕捉到风能。
3. 运行管理:风力发电站的运行需要进行严密的管理与监控。
包括对风机的运行状态进行监测,及时发现故障并进行维修;对发电量进行监测,进行数据分析以优化发电效率等。
4. 电网连接:发电站产生的电能通过变压器升压后,通过输电线路连接到电力网络。
连接到电力网络后,发电站的电能可以供应给周边用户使用,也可以被输送到其他地区。
介绍风力发电
风力发电是利用风的动力将风能转化为电能的一种可再生能源发电方式。
风力发电利用风机(又称风力发电机组或风力涡轮机)将风能转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电具有无污染、无排放、可再生等优点。
风力发电的核心设备是风机,一般由叶片、母线、塔架、传动系统、控制系统等组成。
风机的叶片采用空气动力学设计,能够将风能转化为机械能。
通过风机的传动系统,将叶片的旋转运动传送给发电机,进而转化为电能。
发电机将机械能转化为电能后,将电能输送到输电系统中储存或供电。
风力发电的优点包括:1.能够由自然资源驱动,无需依赖石油、煤炭等有限资源;2.不产生温室气体和其他污染物,对环境友好;3.能够分散布局,减少能源传输的损耗;4.具有较高的可
再生性,能够持续供应电力。
然而,风力发电也存在一些挑战和限制。
首先,风力发电受到风速和风向的影响,风力不稳定会导致发电量波动。
其次,风力发电需要大面积的土地和相对开阔的场地,这在一些地区可能受到限制。
此外,风力发电的成本相对较高,需要投入较多的资金和资源。
总体而言,风力发电是一种具有潜力的可再生能源发电方式,可以为能源供应提供一定的解决方案,同时也需要进一步研究和发展,以克服其面临的挑战和限制。
风力发电知识点总结大全一、风力发电的原理风力发电的原理是利用风能带动风机叶片旋转,进而带动发电机产生电能。
风机通常由塔架、主轴、叶片和发电机等部件组成。
其中,风机的叶片接收到风的动能,然后带动主轴旋转,主轴通过传动装置驱动发电机产生电能。
在发电过程中,所产生的电能可以被接入电网,也可以储存到电池中供以后使用。
二、风力发电的发展历史风力发电的历史可以追溯到公元前500年的古希腊时期,当时人们已开始使用风车来抽水和磨面。
而真正意义上的现代风力发电可以追溯到19世纪末的美国,当时科学家开发出了第一台风力发电机。
20世纪70年代,丹麦成为风力发电的先锋国家,开始大规模发展风电。
自此以后,风力发电逐渐成为一种主流的可再生能源形式,并在全球范围内得到广泛应用和推广。
三、风力发电的技术分类根据风力发电机的类型和结构,风力发电可以分为多种技术分类,包括水平轴风力发电机、垂直轴风力发电机和混合式风力发电机等。
其中,水平轴风力发电机是目前应用最为广泛的一种类型,它具有结构简单、稳定性好、效率高等特点;而垂直轴风机则具有风向适应性强、噪音小等优点;混合式风力发电机则融合了水平轴和垂直轴的优点,将风能转换成电能。
四、全球风力发电的发展状况目前,全球范围内的风力发电已经成为一种重要的能源形式,并且得到了广泛的推广和应用。
根据国际能源署(IEA)的数据,截至2019年,全球累计安装的风力发电容量已达到了651.7吉瓦,其中中国、美国、德国、印度和西班牙等国家是全球风力发电的主要发展国家。
同时,全球风力发电的装机容量每年都在稳步增长,并且逐渐成为了可再生能源中的主要形式之一。
五、风力发电的优缺点风力发电作为一种清洁的可再生能源,具有许多明显的优势,比如不排放二氧化碳、占地面积小、可再生性好等。
但同时,风力发电也存在一些缺点,比如对风资源的依赖性较强、噪音污染、对鸟类的生存造成影响等问题。
因此,在发展风力发电时,需要综合考虑其优缺点,采取相应的措施来解决其中的问题。
风力发电概念及基本特征一、风力发电概念风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。
由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。
风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。
风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率,与风速的三次方和空气密度成正比关系。
风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带,如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家,中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。
中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300W/m2以上,3-20米/秒的风速年累计超过6000小时。
内陆风能资源最好的区域是沿内蒙古至新疆一带,风能密度也在200-300W/m2,3-20米/秒风速年累计5000-6000小时。
风力发电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式。
在风能的各种利用形式中,风力发电是风能利用的主要形式,也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
二、风力发电系统结构(一)风力发电机风力发电机是集空气动力、电机制造、液压传动和计算机自动控制为一体的综合性技术。
大致由以下几个子系统组成:桨叶、增速齿轮箱、发电机、塔架控制设备、电缆、地面支撑设备、各子系统连接设备。
风轮是将风能转换为机械能的装置,它由气动性能优异的叶片(目前商业机组一般为2—3个叶片)装在轮毂上所组成,低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速,将动力传递给发电机。
上述这些部件都安装在机舱平面上,整个机舱由高大的搭架举起。
由于风向经常变化,为了有效地利用风能,必须要有迎风装置,它根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动,使机舱始终对风。
其中风电机组的整体设计、叶片的材料和加工技术、自动化控制系统、液压和传感技术是风机制造的关键。
风力发电风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……现在,人们感兴趣的,首先是如何利用风来发电。
风是一种潜力很大的新能源,人们也许还记得,十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。
仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦;一马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。
目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。
因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
利用风力发电的尝试,早在本世纪初就已经开始了。
三十年代,丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。
这种小型风力发电机,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。
不过,当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。
目前,据了解,国外已生产出15,40,45,100,225千瓦的风力发电机了。
1978年1月,美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机,其叶片直径为38米,发电量足够60户居民用电。
而1978年初夏,在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置,其发电量则达2000千瓦,风车高57米,所发电量的75%送入电网,其余供给附近的一所学校用。
1979年上半年,美国在北卡罗来纳州的蓝岭山,又建成了一座世界上最大的发电用的风车。
这个风车有十层楼高,风车钢叶片的直径60米;叶片安装在一个塔型建筑物上,因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力;风力时速在38公里以上时,发电能力也可达2000千瓦。
由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里,因此风车不能全部运动。
据估计,即使全年只有一半时间运转,它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。
怎样利用风力来发电呢?我们把风的动能转变成机械能,再把机械能转化为电能,这就是风力发电。
风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。
这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。
(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。
当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。
桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。
(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。
为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。
铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。
它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。
铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。
发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械能转变为电能。
多大的风力才可以发电呢?一般说来,3级风就有利用的价值。
但从经济合理的角度出发,风速大于每秒4米才适宜于发电。
据测定,一台55千瓦的风力发电机组,当风速每秒为9.5米时,机组的输出功率为55千瓦;当风速每秒8米时,功率为38千瓦;风速每秒为6米时,只有16千瓦;而风速为每秒5米时,仅为9.5千瓦。
可见风力愈大,经济效益也愈大。
在我国,现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。
我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,平均风速更大;有的地方,一年三分之一以上的时间都是大风天。
在这些地区,发展风力发电是很有前途的。
风力发电的原理风力发电的原理,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。
依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国也在西部地区大力提倡。
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,而是一个有一定科技含量的小系统: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。
每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受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获得最大的风能;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。
风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,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,才能保证稳定使用。
通常人们认为,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。
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,人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。
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,小的风力发电机会比大的更合适。
因为它更容易被小风量带动而发电,持续不断的小风,会比一时狂风更能供给较大的能量。
当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能,也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用,获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
使用风力发电机,就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电,其节约的程度是明显的,一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。
而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进,以前只是在少数边远地区使用,风力发电机接一个15W的灯泡直接用电,一明一暗并会经常损坏灯泡。
而现在由于技术进步,采用先进的充电器、逆变器,风力发电成为有一定科技含量的小系统,并能在一定条件下代替正常的市电。
山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯;高速公路可用它做夜晚的路标灯;山区的孩子可以在日光灯下晚自习;城市小高层楼顶也可用风力电机,这不但节约而且是真正绿色电源。
家庭用风力发电机,不但可以防止停电,而且还能增加生活情趣。
在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区,风力发电机正在成为人们的采购热点。
无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务,使人们看电视及照明用电与城市同步,也能使自己劳动致富。
我国风能资源我国风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿KW,其中,陆地上风能储量约2.53亿KW(陆地上离地10m高度资料计算),海上可开发和利用的风能储量约7.5亿KW,共计10亿KW。
而2003年底全国电力装机约5.67亿KW风是没有公害的能源之一。
而且它取之不尽,用之不竭。
对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可为。
风力发电行业我国自主知识产权产品的介绍:上世纪九十年代,我国的独立电源系统主要采用水平轴风力发电机和太阳能光伏系统来供应电力,主要应用于通信基站、边防哨所、海岛部队等特殊场合,主要是面向部队的一套后勤保障系统。
经过一定时间的应用后,发现诸多问题。
如台风期间的设备损坏严重;噪音大,影响人员正常休息;对通信设备的干扰,使得某些设备无法正常运转。
这些问题的发生使得部队正常通讯受到了影响。
2001年,为了解决这些问题,召集相关单位展开讨论,作为部队通信产品配套厂家的上海模斯电子设备有限公司也受到了邀请。
会后,经过一定时间的调研和研究,MUCE公司提出承担此项科研攻关的重任,得到了部队领导的同意,并下达指示,必须尽快拿出技术方案并作出样机。
在西军电、西交大、上复旦、上同济等高校一批专家的配合下,上海模斯电子设备有限公司在不到一年的时间里,就成功研制出了世界上第一台新型(H型)垂直轴风力发电机,并装机试验成功,获得了基础数据和实际经验。
(这也成为了全球首台新型垂直轴风力发电机诞生日)在后续的一年里,MUCE对产品进行无数次改进和测试,2002年底产品通过了各项测试,并达到了各项设计要求。
2002年底至今,MUCE先后在部队安装了60多套垂直轴风力发电机和风光互补系统,为稳定国防,做出了不朽的贡献!由深圳诚远公司生产的风光互补路灯供电系统是综合利用太阳能和风能的一种新兴的道路照明系统。
单独的太阳能或风能供暖系统,由于受时间和地域的约束,很难全天候利用太阳能和风能资源。
而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性,白天光照强时风小,夜间光照弱时,风能由于地表温差变化大而增强,太阳能和风能在时间上的互补性是风光互补路灯供电系统在资源利用上的最佳匹配。
该系统节能环保、可再生、取之不尽、用之不竭,必将成为今后替代其它道路照明系统成为主流。
系统工作时,太阳能集热器收集太阳辐射能量发电(白天),通过专用线路传入电力控制系统,蓄存、派发。
风力发电机全天候使用风能,将风能转化成电能,再通过控制器整流,给蓄电池组充电。
新型风能转化方式——径流双轮效应径流双轮效应或叫双轮效应是一种新型风能转化方式。
首先它是一种双轮结构,相对于水平轴流式风机,它是径流式的,同已有的立轴式风机一样都是沿长轴布设桨叶的,直接利用风的推力旋转工作的,单轮立轴风轮因轴两侧桨叶同时接受风力而扭矩相反,相互抵消,输出力矩不大。
设计为双轮结构并靠近安装,同步运转,就将原来的立轴力矩输出对桨叶流体力学形状的依赖进而改变为双轮间的利用转动产生涡流力的利用,两轮相互借力,相互推动;而对吹向两轮间的逆向风流可以互相遮挡,进而又依次轮流将其分拨于两轮的外侧,使两轮外侧获得有叠加的风流,因此使双轮的外缘线速度可以高于风速,双轮结构的这种互相助力,主动利用风力的特点产生了“双轮效应”。
相比有些单轮式结构风机中采用外加的遮挡法、活动式变桨矩等被动式减少叶轮回转复位阻力的设计,体现了积极利用风力的特点。
因此这一发明的不仅具有实用作用,促进风力利用的研究和发展,而且具有新的流体力学方面的意义。
它开辟了风能发展的新空间,是一项带有基础性质的发明,这种双轮风机具有的设计简捷,易于制造加工,转数较低,重心下降,安全性好,运行成本低,维护容易,无噪音污染等明显特点,可以广泛普及推广,适应中国节能减排需求,大有市场前景。
风能市场概况风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。