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广东省人民政府国有资产监督管理委员会

来源: 顺博登录网址 作者: 顺博体育平台 发布时间: 2022-08-14

  随着“双碳”目标的提出,风电发展驶入快车道,陆地、海上的风机纷纷“拔地而起”,成为保护环境、输送绿色能源的“风中使者”。

  下面一起走近大风车,深入了解它究竟是如何将摸不着的风转化为点亮万家灯火的电能。

  水平轴风力发电机:目前在陆地和海面上普遍可见的风机,基本都是采用水平轴风力发电机,它们拥有3个叶片,风轮的旋转轴与风向平行,因此采用水平轴发电机的风机是正面迎风进行发电的。

  垂直轴风力发电机:风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向,在风向改变的时候无需调整对风角度即可在风中运行,功率相比水平轴风力发电机较小。

  (2)变桨系统:变桨系统通过改变叶片的桨距角,使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态,当风速超过切出风速时,使叶片顺桨刹车。

  (3)机舱控制柜:信号监测和控制中枢,具备下达偏航控制指令、发电机保护监控等功能。

  (4)风速风向仪:实时测量风速和风向,将数据信息反馈到机组的主控制器中,进而调整风轮迎风方向,实现机组最优发电水平。

  (6)齿轮箱:齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机,并使其得到相应的转速。

  (8)塔筒:支撑风机机舱的支架,同时也是检修人员登上风机机舱检修设备的通道。

  风并非“推”动风轮叶片,而是吹过叶片形成叶片正反面的压差,这种压差会产生升力,使风轮旋转带动齿轮箱里的转动轴,进而带动发电机转子旋转进行发电。由此,风的动能通过转化成发电机转子的动能,进而转化成电能进行输出,随后经过箱变升压,通过集电线路输送到风电场升压站,再升压后输送到电网,成为供千家万户使用的清洁电源。

  说到风力发电,大家是否好奇,这些远看时叶片转动缓慢的大风车,到底转一圈能发多少电呢?

  目前主流风机的单机容量从1.5~10兆瓦不等,未来可能会更大。普遍来说,小容量的风机主要分布在陆地上,而大容量的风机大部分在海面上。当然,风机单机容量越大,同等风况等条件下发电越多。以2兆瓦的风力发电机组为例:叶片长50米左右,以额定转速运行,转动一圈约4秒钟,叶尖速度可达280公里/小时,堪比高铁速度,风轮转动一圈约发2.2度电能。

  对于目前主流风机来说,在风速达到2.5~3米/秒即可发电,而过大的风,却会使风力发电机组整机结构承载超限造成机组损坏。当风速大于25米/秒,风机会启动智能保护并停机;当遇到紧急情况时,运行监控人员也可远程操控使风机安全停机,从而保护风机不发生危险。

  大家知道风速风向是随时变化的,而风机为达到最优发电水平,需随时根据风速风况对风轮迎风的方向进行调整。因此,每台风机都配备了各种各样的传感器,通过测量风速、温度、角度,直接反馈到机组的主控制器中,经过判断分析,主控制器下达风机启动、偏航受风以及功率控制等指令,就可以实现风机处于最优发电状态的迎风方向了。

  目前,风力发电主要分为陆上风电和海上风电,我国陆地面积广阔,“三北”地区及东部沿海地区是我国陆上风能资源最丰富的地区,且新疆、甘肃、内蒙古等地已陆续建成多个陆上风电基地。此外,我国还拥有辽阔的领海面积,拥海上风能资源丰富。

  与陆上风电相比,海上风电具有几个明显的优势:海平面不像陆地那样高低起伏,海上的风几乎不受阻挡,平均风速高,且风速稳定,使得风机发电的效率能够达到更高;海上风电场靠近东南沿海电力负荷中心,可以减少长距离输电带来的投资成本和电力损耗。两者相较而言,在海上建立大型的风电场更有优势。

  因此,发展海上风电将成为我国能源结构转型的重要战略支撑,是我国强化能源战略与海上强国战略的重要组成部分。

  目前,《广东省能源发展“十四五”规划》已出台,提出“十四五”期间新增海上风电和陆上风电装机容量共约2000万千瓦,风电迎来全面发展新机遇,让我们加入绿色低碳行列,共同为实现“双碳”目标助力

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