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详细讲解风力发电机原理叶子转的那么慢为何还能发电?

来源: 顺博登录网址 作者: 顺博体育平台 发布时间: 2022-08-16

  近些年来,我国经济迅速发展,随之而来对于用电量的需求持续增加,电力在国民经济中的地位越来越重要。但由于全球不可再生能源越用越少,日渐枯竭,作为世界上最为环保节能的发电方式之一。风力发电逐渐走入到了我们的视线中。大家在广阔的大草原中,山坡上乃至是海平面上,我们常常可以看到风力发电机的影子,但大家看到这些转动的发电机肯定都是会有这样的疑惑,“来无影,去无踪”的风是如何发电的呢?为什么慢悠悠转动的扇叶依然可以发电呢?为什么我国会大力发展风力发电呢?

  首先,我们来看看风力发电机的工作原理,简单来说,就是利用风力吹动了风力发电机巨大的扇叶使其开始旋转,然后通过内部的发电机转换成了电能。但想要将风能转化为电能光靠风是不行的,还需要风力发电装置——风力发电组。风力发电机组内部构造主要由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分在发电过程中都很重要,叶片用来接收风力,并通过机头转为电能,尾翼可以使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能,转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能,机头是产生电能的核心部位。这几个核心零部件不管缺失哪一个,风车都无法正常发电。叶片的转速与风速有直接关系。当风速越快时,叶片转动的速度就会随之增加。目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度,便可以开始发电。

  其实在风力发电机的内部还有一个重要的机械部件齿轮箱,当扇叶的转速很低时,达不到发电机发电所要求的转速,就必须通过齿轮箱高达50倍以上的增速从而促使发电机发电。这样的作用就使得齿轮箱有了另一个别称增速箱。同时如果扇叶的转速过快,离心率就会大大增强,惯性趋势会打破风力发电机自身的平衡,从而造成扇叶被折断的情况。还有个重要原因就是和风力发电组自身重量有关系,高达数十吨重的扇叶一旦以高速转动起来,底座必然无法承受其压力而坍塌,如果遇上大风天气,扇叶甚至会脱离轴承,整个耗资巨大的发电机都会毁于一旦,修复几乎是不可能的。出于多种原因的考虑,发电机巨大的扇叶是不能转动过快。因此,每一个风力发电机都装有限速装置,目的就是控制扇叶的旋转速度,如果风力发电机的扇叶转动速度太快的话,限速装置就会发挥作用,限制扇叶的旋转速度。来保障整个风力发电机的安全。事实上,风力发电机的发电量不完全取决于扇叶旋转的快慢。在扇叶恒定转速的情况下,扇叶受力增加,功率就会增加。风力发电机的扇叶越大,功率越大,相应发电量就越多。比如,1.5兆瓦风机在满功率发电的情况下,一小时能发1500度电。以一个三口之家在夏季高峰季平均每天用30度电计算,差不多能用50天。

  其实理由很简单,尽管随着扇叶数量的增加,风作用于扇叶平面的力也增加了,但是却让经过它的风速减小了,进而影响了发电机的发电,经过科研人员多年探索发现3片以及4片是一个最适合的值。但由于成本的问题,使用3片扇叶性价比更高,所以通常情况下我们看到的风力发电机基本都是三片扇叶。

  随着近些年来我国对环境的整治力度加大,我国逐渐从煤炭发电转向环保的风力发电,风力发电量逐年增长,而且我国风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿kW,其中,陆地上风能储量约2.53亿kW,海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW,共计10亿kW。我国幅员辽阔,对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可为。风力发电就是在不破坏大自然生态的前提下,充分利用大自热的力量,来获取我们所需的电能,是最有前景的绿色新型能源。近些年来,由于我国陆上风力发电的建设技术已日趋成熟,国家的政策支持力度也将越来越大,风力发电一定会得到进一步推广。

  不知道大家在日常生活中有见过风力发电吗?你们对风力发电有什么看法呢?欢迎打在评论区,一起来交流讨论。

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