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            科普

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理及危害_風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 科技知識

            科技知識優(yōu)爾供稿

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)是很多人都熟悉的發(fā)電機(jī)種類,但是大多數(shù)的人不清楚風(fēng)力發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的。下面一起來看看9252兒童網(wǎng)小編為大家整理的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理及危害,歡迎閱讀,僅供參考。

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)的科學(xué)原理

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)件組成超低速風(fēng)力發(fā)電機(jī)為一由轉(zhuǎn)動(dòng)盤、固定盤、風(fēng)輪葉片、固定輪、立竿、集電環(huán)盤、舵桿、尾舵和逆變器組成的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動(dòng)盤和固定盤構(gòu)成該系統(tǒng)的發(fā)電機(jī),逆變器包括50赫正弦波振蕩器、整形電路、低壓輸出電路和倒相推挽電路。本系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),一是具有超低速建壓特點(diǎn),能在葉片轉(zhuǎn)速低于每分鐘100轉(zhuǎn)時(shí)正常發(fā)電,為弱風(fēng)地區(qū)風(fēng)力資源的開發(fā)利用提供了新途徑;二是結(jié)構(gòu)簡易,鐵芯無開槽,也無電樞繞組,易維修,使用壽命長.

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。

            風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。

            風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的,而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。

            通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定,總想選購大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來,人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來的電能,也就是說一臺200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

            使用風(fēng)力發(fā)電機(jī),就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電,其節(jié)約的程度是明顯的,一個(gè)家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價(jià)。而現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn),以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用,風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個(gè)15W的燈泡直接用電,一明一暗并會經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步,采用先進(jìn)的充電器、逆變器,風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng),并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個(gè)常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標(biāo)燈;山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí);城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī),這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī),不但可以防止停電,而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊(duì)乃至落后的山區(qū),風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為人們的采購熱點(diǎn)。無線電愛好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務(wù),使人們看電視及照明用電與城市同步,也能使自己勞動(dòng)致富。

            風(fēng)力發(fā)電的危害

            風(fēng)力發(fā)電的危害有:破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,破壞植被,電磁輻射影響居住,消耗風(fēng)能,影響氣候變化,產(chǎn)生噪聲危害,葉片表面腐蝕裂紋等易造成葉片斷裂,造成事故。

            1、風(fēng)力發(fā)電對會危害當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境如破壞植被、改變地形地貌,造成水土流失使土地沙漠化。

            2、風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電磁輻射影響人類居住,在高壓輸電線路周圍會形成一個(gè)交變電磁輻射場,并影響人類健康。

            3、風(fēng)力發(fā)電影響局部氣候風(fēng)電是利用大氣中的風(fēng)能,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電過程消耗掉一部分大氣中的風(fēng)能帶來氣候的變化。

            4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片的損壞易發(fā)生事故,造成路面上的人員傷亡和建筑破損。

            5、風(fēng)力發(fā)電的噪聲危害。它的噪聲是不可避免的。

            風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

            機(jī)艙:機(jī)艙包容著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備,包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)。維護(hù)人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,即轉(zhuǎn)子葉片及軸。

            轉(zhuǎn)子葉片:捉獲風(fēng),并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心?,F(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上,每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米,而且被設(shè)計(jì)得很象飛機(jī)的機(jī)翼。

            軸心:轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上。

            低速軸:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢,大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導(dǎo)管,來激發(fā)空氣動(dòng)力閘的運(yùn)行。

            齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸,它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。

            高速軸及其機(jī)械閘:高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn),并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘,用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí),或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時(shí)。

            發(fā)電機(jī):通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)上,最大電力輸出通常為500至1500千瓦。

            偏航裝置:借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙,以使轉(zhuǎn)子正對著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作,電子控制器可以通過風(fēng)向標(biāo)來感覺風(fēng)向。通常,在風(fēng)改變其方向時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。

            電子控制器:包含一臺不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī),并控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱),該控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。

            液壓系統(tǒng):用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力閘。

            冷卻元件:包含一個(gè)風(fēng)扇,用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外,它包含一個(gè)油冷卻元件,用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有水冷發(fā)電機(jī)。

            塔:風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔載有機(jī)艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢,因?yàn)殡x地面越高,風(fēng)速越大?,F(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔,也可以是格子狀的塔。管狀的塔對于維修人員更為安全,因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^內(nèi)部的梯子到達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點(diǎn)在于它比較便宜。

            風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo):用于測量風(fēng)速及風(fēng)向

            尾舵:常見于水平軸上風(fēng)向的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)(一般在10KW及以下)。位于回轉(zhuǎn)體后方,與回轉(zhuǎn)體相連。主要作用一為調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向,使風(fēng)機(jī)正對風(fēng)向。作用二是在大風(fēng)風(fēng)況的情況下使風(fēng)力機(jī)機(jī)頭偏離風(fēng)向,以達(dá)到降低轉(zhuǎn)速,保護(hù)風(fēng)機(jī)的作用。

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