风力发电基础知识介绍

1风力发电技术基础崔新维国家风力发电工程技术中心2005.5.授课内容内容学时数1、风力发电机组概论（2）2、风资源概述（2）3、空气动力学基础（4）4、风力发电机方案设计（4）5、机组零部件（4）

21、概论1.1. 风力发电机简介1.2. 风力发电机设计总论1.2.1.设计过程1.2.2.风力发动机组结构形式1.2.3.机组载荷1.1. 风力发电机简介1) 风力发电机能量转换装置：风能Æ电能风力发电机组风电机组

3•几点说明：1.风力发电机和风车电能——风力发电机（Wind turbine)风能Æ机械能——风车(windmill)2.风力发电机和电网风力发电机总是连接着某种电网：——蓄电池电路——民用电网——独立电网——大型公用电网：现代大型风力发电机并入3.风力发电机与风（叶轮）（发电机）——风能Æ机械能Æ电能——二次转换——不能储存风——风电的波动性和断续（不可调度）——风不能被传送，风电只能就地产生。几点说明：

4叶轮传动系统发电机机舱偏航系统塔架基础控制系统2）、风力发电机的组成

5动画演示z叶轮——机舱——塔架z机舱内部z整机风力发电机的组成（续）z风力发电机组的主要组成部分：—叶轮：将风能转变为机械能。—传动系统：将叶轮的转速提升到发电机的额定转速—发电机：将叶轮获得的机械能再转变为电能。—偏航系统：使叶轮可靠地迎风转动并解缆。—其它部件：如塔架、机舱等—控制系统：使风力机在各种自然条件与工况下正常运行的保障机制，包括调速、调向和安全控制。

63）、风力发电机组的分类z根据额定功率分为小、中、大型机组。但由于各个国家和地区经济技术发展水平不同，界限不尽相同。欧洲美国中国微型机1 k W以下小型机小于1 0 0 k W 1至1 0 k W中型机1 0 0 k W 1 0 0 k W~ 1 0 k W~~ 50 0 k W 1 0 0 0 k W 1 0 0 k W大型机大于50 0 k W 大于1 0 0 0 k W 大于1 0 0 k W机组的容量、叶轮直径和塔架高度

风力发电基础知识

风力发电是将风能转换成电能，风能推动叶轮旋转，叶轮带动转动轴和增速机，增速机带动发电机，发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。

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。

转子空气动力学

为了解风在风电机的转子叶片上的移动方式，我们将红色带子绑缚在模型电机的转子叶片末端。黄色带子距离轴的长度是叶片长度的四分之一。我们任由带子在空气中自由浮动。本页的两个图片，其中一个是风电机的侧视图，另一个使风电机的正视图。

大部分风电机具有恒定转速，转子叶片末的转速为64米/秒，在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。图中的黄色带子比红色带子，被吹得更加指向风电机的背部。这是显而易见的，因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。

为什么转子叶片呈螺旋状？

大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去，并向叶片的根部移动，直至到转子中心，你会发现风从很陡的角度进入（比地面的通常风向陡得多）。如果叶片从特别陡的角度受到撞击，转子叶片将停止运转。因此，转子叶片需要被设计成螺旋状，以保证叶片后面的刀口，沿地面上的风向被推离。

风电机结构

机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。

转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。

轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。

低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。

风力发电基础知识

新闻日期:2008-01-30 浏览次数：2694

风力发电是将风能转换成电能，风能推动叶轮旋转，叶轮带动转动轴和增速机，增速机带动发电机，发电机通过输电电缆将电能输送地面控制系统和负荷。风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。

太阳能发电是指将太阳能转换成电能，即直接将太阳光能转换电能的发电方式，光伏发电是利用太阳电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳光辅射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。

风力发电存在着无风时（尤其是夏季白天长夜间短，太阳光强季节）不发电的问题，太阳能发电也存在着无阳光时（尤其是冬季白天短夜间长，北风大的季节）不发电的问题，如果能把风力发电、太阳能发电结合在一起互补发电就解决了这个问题，实现了 365 天连续供电。

风能和太阳能的利用和发展已有三千多年的历史，是一门古老而又年青的科学、实用而又和生活关系密切的科学、可再生而又能保护环境的科学、现时而又可持续发展的科学、一次投资多年受益的项目。在众多新能源领域中，风力发电和太阳能发电的开发和利用被首当其冲优先发展，是当今国际上的一大热点，因为风电和光电的利用，不用开采、不用运输、不用排放垃圾、没有环境污染的技术，是保护我们的地球，造福子孙后代的百年大计工程。

风力发电和太阳能发电从生产到回收处理的整个过程都不产生任何污染，它既可以增加电力供应，又可以减少燃料带来的环境污染，从而起到保护地球生态环境的作用，是真正的绿色能源。以 2000年为例，我国年风力发电总量为7.01GW，代替火电可直接节约标准煤278800吨，减少SO2的排放MSO2为5668.5吨，减少CO2的排放MCO2为718653吨，减少NOX的排放MNOX为8986吨，减少飘尘排量MTSP为251吨，节水12.8亿吨。而且由于其减少空气污染而带来的间接效益则更是巨大。

风力发电技术常识

转子空气动力学

为了解风在风电机的转子叶片上的移动方式，我们将红色带子绑缚在模型风电机的转子叶片末端。黄色带子距离轴的长度是叶片长度的四分之一。我们任由带子在空气中自由浮动。本页的两个图片，其中一个是风电机的侧视图，另一个使风电机的正视图。

大部分风电机具有恒定转速，转子叶片末的转速为64米/秒，在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。图中的黄色带子比红色带子，被吹得更加指向风电机的背部。这是显而易见的，因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。

为什么转子叶片呈螺旋状？

大 型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去，并向叶片的根部移动，直至到转子中心，你会发现风从很陡的角度进入（比地面的通常风向陡得多）。如果 叶片从特别陡的角度受到撞击，转子叶片将停止运转。因此，转子叶片需要被设计成螺旋状，以保证叶片后面的刀口，沿地面上的风向被推离。

风电机结构

机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。

转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。

轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。

低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。

齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风电机被维修时。

发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。

偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风电机偏航。通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。