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  • 1 # 風信子視野

    風力發電和風扇完全是兩個概念,一個是將風能轉換成電能,一個是消耗電能的,風力發電裝置外部有葉片,也就是你所說的像“風扇”一樣。

    地球上到處都有風

    先介紹下風力發電的原理。

    空氣的流動便形成了風。

    風力發電的原理,是利用風力帶動風車葉片旋轉,再透過增速機將旋轉的速度提升,來促使發電機發電,風力發電能量轉換的順序是:風能—動能—機械能—電能。

    風力發電機的葉片形狀是窄而長,而不是像電風扇的葉片寬而短,風機葉片越長,掃風面積越大,掃風面積越大,它吸收的風功率也越大,發的電也越多,細的原因是為了減輕葉片的重量,不然葉片太重了風吹不動也會影響發電,因此風力發電機的葉片都是細長型。

    因為高度、強度等因素,葉片形狀要使其在風力下儘量高效地旋轉,同時又要保持儘量小的橫向推力,以保證風力發電塔的穩定性。要帶動發電機組,扇葉的旋轉有很大阻力,如果用電風扇一樣的葉片,對塔的橫向推力就會非常大。

    要讓風發電,又不能讓風把塔吹到,風力發電機使用的是像飛機機翼一樣的升力型原理的扇葉。巨大的葉片轉動並不是靠風推,而是靠升力,就像飛機翅膀一樣,由於葉片橫截面的形狀上下不對稱,風在透過葉片的時候,上下流速不一樣,形成葉片上下面的壓差,壓差產生升力,令風輪旋轉。電風扇翼型是阻力型,而大型風力機葉片是升力型,阻力型的轉速不會超過風速,而升力型的轉速可以達到風速的4—8倍。

    風力發電機從遠處看感覺很小,其實卻是個名副其實的龐然大物,國內風電塔筒高度紀錄已提升至137米,普通的風電葉片都有40多米長,最大的風電葉片長度已經超過100米,遠超過大型客機的機翼長度。

    風向是在不斷髮生變化的,風力的大小也在不斷變化,風力發電機要隨時做到迎著風向,才能最大限度地獲取風能。

    風機會經常測量風向並旋轉機頭去迎風,使風機更好的匹配風的特性,隨著對風角度的增大,發電功率也會飛速增加。此外,風機葉片也會旋轉,幫助風機更好的適應風的大小。

    風機需要透過測風系統來幫助風機找風,測風系統主要由風向標和風速儀構成,風向標負責尋找到風吹來的方向,風機工作的時候首先透過風向標尋找到風的方向,然後透過偏航系統將機頭旋轉到正對風吹來的方向。

    由於風速等原因,風機產生的是電壓在不斷變化的,而電網對流入的電壓有嚴格的要求。這個時候就需要有一個變壓器,對已經產生的風電進行處理。經過處理以後,所有的機組就可以輸出一個統一的電壓,風電就可以實現安全傳輸了。

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