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風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)那么慢,它是怎么發(fā)電的?

電子工程師 ? 來源:世界先進(jìn)制造技術(shù)論壇 ? 作者:世界先進(jìn)制造技術(shù) ? 2021-04-16 14:26 ? 次閱讀

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功,機(jī)械功帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),最終輸出交流電的電力設(shè)備。

位于丹麥的V164,高達(dá)220米,上面安裝有3個(gè)巨型葉片,每個(gè)葉片長(zhǎng)達(dá)80米。一天24小時(shí)能發(fā)電26萬度,足夠滿足數(shù)百戶家庭1個(gè)月的用電量。

關(guān)于這個(gè)發(fā)電量,小編收到大家的疑問比較多,風(fēng)機(jī)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(huì),但是持續(xù)的時(shí)間并不長(zhǎng)。最經(jīng)典的要數(shù)手搖剃須刀了,記得上高中那會(huì),十分流行(一不小心就暴露年齡了)。

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當(dāng)然,風(fēng)機(jī)并不同于這種手搖玩具,它真的在發(fā)電!

其實(shí),風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速慢的原因很簡(jiǎn)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(jī),葉片越長(zhǎng),重量越大,轉(zhuǎn)得越慢。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片重約6噸,是0.75兆瓦風(fēng)機(jī)葉片的1.8倍,但每分鐘才轉(zhuǎn)18圈,只有0.75兆瓦風(fēng)機(jī)的3/4。

風(fēng)機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)得越快。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)在風(fēng)速達(dá)到3米每秒時(shí),就可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪提高轉(zhuǎn)速,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

那么,風(fēng)機(jī)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(jī)限定速度時(shí),風(fēng)機(jī)就要停止工作。因?yàn)槿绻D(zhuǎn)速過快,離心率大大增強(qiáng),慣性趨勢(shì)會(huì)打破風(fēng)機(jī)自身的平衡,葉片就容易折斷。

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因此,每種型號(hào)的風(fēng)機(jī)都有最大轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)速過快時(shí),就需要后臺(tái)操作電腦,停止運(yùn)行風(fēng)機(jī),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(shí),一個(gè)200千米每小時(shí),哪個(gè)剎車更容易一個(gè)道理。所以,扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)慢能更有效保護(hù)風(fēng)機(jī)不受傷害。

事實(shí)上,風(fēng)機(jī)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(huì)增加。風(fēng)機(jī)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(jī)在滿功率發(fā)電的情況下,一小時(shí)能發(fā)1500度電。以一個(gè)三口之家在夏季高峰季平均每天用30度電計(jì)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(jī)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(jī),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(jī),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(jī)

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)科分為升力型和阻力型兩類。升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度快,阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電,多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有對(duì)風(fēng)裝置,能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),這種對(duì)風(fēng)裝置采用尾舵,而對(duì)于大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī),則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

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風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架前面的稱為上風(fēng)向風(fēng)力機(jī),風(fēng)輪在塔架后面的則成為下風(fēng)向風(fēng)機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的式樣很多,有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪,有的再一個(gè)塔架上安裝多個(gè)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(jī)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(jī)

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無需對(duì)風(fēng),在這點(diǎn)上相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢(shì),它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,而且也減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。

利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dòng)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。

責(zé)任編輯:lq

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原文標(biāo)題:風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)那么慢,它是怎么發(fā)電的?

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    的頭像 發(fā)表于 04-01 11:00 ?1071次閱讀
    淺談國內(nèi)外<b class='flag-5'>風(fēng)力</b><b class='flag-5'>發(fā)電機(jī)</b>葉片的數(shù)量差異

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