|
|
人類社會發(fā)展的歷史與能源的開發(fā)和利用水平密切相關(guān)，每一次新型能源的開發(fā)都使人類經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生一次飛躍。在我們進入21世紀(jì)的今天，世界能源結(jié)構(gòu)也正在孕育著重大的轉(zhuǎn)變，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。所謂可再生能源就是取之不盡、用之不竭、與人類共存的能源。它包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿取Ｔ谶@眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化最廣泛、經(jīng)濟上最適用的，當(dāng)數(shù)風(fēng)力發(fā)電。
: b; v3 ?7 I2 F, T9 D/ I4 O# j6 k/ Z* l& }! J5 k
一、 何謂風(fēng)力發(fā)電
; \2 k( ]- e# k1 H+ z
% O, ~. q; V. ?+ ^9 I+ o' H1． 原理
$ S5 B! v) A7 a
5 j+ o9 D" M. O. { S風(fēng)力發(fā)電的原理說起來非常簡單，最簡單的風(fēng)力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構(gòu)成，如圖1所示。空氣流動的動能作用在葉輪上，將動能轉(zhuǎn)換成機械能, 從而推動葉輪旋轉(zhuǎn)。如果將葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸相連，就會帶動發(fā)電機發(fā)出電來。孩童玩的紙質(zhì)風(fēng)車就是風(fēng)力機的雛形，在它的軸上裝個極微型的發(fā)電機就可發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理這么簡單，為什么僅到20世紀(jì)的中后期才獲得應(yīng)用呢？第一，常規(guī)發(fā)電還能滿足需要，社會生產(chǎn)力水平不夠高，還無法顧及降低環(huán)境污染和解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題；第二，能夠并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計與制造，只有現(xiàn)代高技術(shù)的出現(xiàn)才有可能。20世紀(jì)初期是造不出現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機的。那么，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機是什么樣呢？下面我們就介紹一下現(xiàn)代風(fēng)機的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點。
6 z& U, J5 b% n! O, |0 r& w0 g
* L+ _, y7 J* M6 t& i- s9 J. z$ v2． 現(xiàn)代風(fēng)機( y' f. w3 @; {) E7 x1 E
7 Q$ g H, h4 Q) P7 I
圖1所示的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電時有時無，電壓和頻率不穩(wěn)定，是沒有實際應(yīng)用價值的。一陣狂風(fēng)吹來，風(fēng)輪越轉(zhuǎn)越快，系統(tǒng)就會被吹跨。為了解決這些問題，現(xiàn)代風(fēng)機增加了齒輪箱、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，現(xiàn)代風(fēng)機的示意如圖圖二所示。 g# d; m! c! h# Q! g- E: O# q
齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（600千瓦的風(fēng)機通常為27轉(zhuǎn)/分）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速（通常為1500轉(zhuǎn)/分）。同時也使得發(fā)電機易于控制，實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率和電壓輸出。偏航系統(tǒng)可以使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向。要知道，600千瓦的風(fēng)機機艙總重20多噸，使這樣一個系統(tǒng)隨時對準(zhǔn)主風(fēng)向也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度。
3 s+ _ j( [9 T2 }! [/ Y; }/ F
' [$ P4 f( H- z: l風(fēng)機是有許多轉(zhuǎn)動部件的。業(yè)已說明，機艙在水平面旋轉(zhuǎn)，隨時跟風(fēng)。風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn)，以便產(chǎn)生動力。在變槳矩風(fēng)機，組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn)，以便適應(yīng)不同的風(fēng)況。在停機時，葉片尖部要甩出，以便形成阻尼。液壓系統(tǒng)就是用于調(diào)節(jié)葉片槳矩、阻尼、停機、剎車等狀態(tài)下使用。+ r2 A% c5 Y8 d: w: V* r
6 Y$ N6 P: b" q" |控制系統(tǒng)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機的神經(jīng)中樞。現(xiàn)代風(fēng)機是無人值守的。就600千瓦風(fēng)機而言，一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動啟動，在14米/秒左右發(fā)出額定功率。然后，隨著風(fēng)速的增加，一直控制在額定功率附近發(fā)電，直到風(fēng)速達(dá)到25米/秒時自動停機。現(xiàn)代風(fēng)機的存活風(fēng)速為60-70米/秒，也就是說在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機也不會被吹壞。要知道，通常所說的12級颶風(fēng)，其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒。風(fēng)機的控制系統(tǒng)，要在這樣惡劣的條件下，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向?qū)ο到y(tǒng)加以控制，在穩(wěn)定的電壓和頻率下運行，自動地并網(wǎng)和脫網(wǎng)。并監(jiān)視齒輪箱、發(fā)電機的運行溫度，液壓系統(tǒng)的油壓，對出現(xiàn)的任何異常進行報警，必要時自動停機。. `4 \& f/ G( W0 a* [. i& g! ]' Q% N9 v
" w5 K1 E9 I! J X3． 風(fēng)力發(fā)電場0 z' n/ v% H7 Z8 j+ H
" ~+ {" D" L, z/ S8 Q6 O. |2 I* \8 c現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機，單臺容量一般為600-1000千瓦。目前國際上研制的超大型風(fēng)力發(fā)電機單機容量也只為6MW。對于一個大型發(fā)電場來說，其容量還是很小的。因此，我們一般將十幾臺或幾十臺風(fēng)力發(fā)電機組成一個風(fēng)電場。這樣既形成一個強大的供電體系，也便于管理，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時，也降低了安裝、運行和維護的成本。圖3為山東長島風(fēng)力發(fā)電場一角。04圖 好像不太實用你這個 風(fēng)能轉(zhuǎn)換成的動能液力傳輸 總閥控制 驅(qū)動 液壓從動馬達(dá)帶動 發(fā)電機組的 地方法 不適用 理由 ： 1.液壓元件 有壽命 并且 過夏 就降低性能維修很麻煩
2 W% U+ E- `+ t [ 2.管道存在阻力 損失動能能量 3 .控制閥的控制靠風(fēng)力傳感和管道內(nèi)的壓力傳感 4.并網(wǎng)發(fā)電 不現(xiàn)實# O: a+ n0 ~/ [2 X5 \
% h8 A8 N9 q2 C: i$ `. c2 k% i- s[ 本帖最后由 心中的承諾 于 2008-6-7 10:11 編輯 ] |
本帖子中包含更多資源
您需要 登錄 才可以下載或查看，沒有賬號？注冊會員
×
|
發(fā)表于 2008-6-7 09:47:18
QQ好友和群
QQ空間
