風力發電原理

2021-02-15 匠心悟理不難

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。簡單來說風力發電就是將風能轉化為機械能,再將機械能轉化為電能的過程。這個過程中不需要燃料也沒有輻射,更沒有產生空氣汙染,是一種清潔能源。目前風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行,我國也開始在西部地區大力提倡。

什麼是風力發電機?

風力發電所需要的裝置,稱作風力發電機。風力發電機是把風能轉化為電能的裝置,原理是:風帶動葉輪旋轉,葉輪帶動發電機旋轉切割磁感線,將風能轉換為機械功,機械功帶動轉子旋轉,最終產生電能。

風力發電機可分為兩類:

1、水平軸風力發電機,風輪的旋轉軸與風向平行。

2、垂直軸風力發電機,風輪的旋轉軸垂直於地面或者氣流方向。

現代風力發電機多為水平軸式,水平軸式風力發電機包括:葉片、輪轂(與葉片合稱葉輪)、機艙罩、齒輪箱、發電機、塔架、基座、控制系統、制動系統、偏航系統、液壓裝置等。

其工作原理是:當風流過葉片時,由於空氣動力的效應帶動葉輪轉動,葉輪透過主軸連結齒輪箱,經過齒輪箱(或增速機)加速後帶動發電機發電。

風力發電的缺點:

1、風量無法掌控

風力發電最基本的東西是風,但風力不同於太陽能和水力,雖然蘊含的能量巨大,但卻無規律可言。大風運行的軌跡隨時會改道,監測起來非常麻煩。

這就導致風力發電廠很難準確選址,只能通過以往的數據大致推算,即使是這樣,也不能保障產值。

2、環境影響

風力發電雖然不產生輻射和空氣汙染,但是轉動的風機對鳥類的遷徙還是影響很大的。風機旋轉葉片下經常能夠發現鳥的屍體,或者直接在機艙裡抓鳥。

3、噪音汙染

理論上風機的分貝數是在人類可以接受的範圍之內。但這也只是理論上的,現在很多風力發電的機組都是引進國外的技術,在國內使用時很容易出現「水土不服」的現象。

據數據顯示,國內很多家風力發動機廠都曾因為噪音汙染被當地政府叫停。

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