风力发电机工作原理,风力发电机工作原理图

('实用文档风力发电机工作原理2008/05/0821:42:09来源：中国风力发电网我要投稿风力发电机工作原理简单的说是：风的动能（即空气的动能）转化成发电机转子的动能，转子的动能又转化成电能。风力发电机工作原理是利用风能可再生能源的部分。由1995年到2005年之间的年增长率为28.5％。根据德风力发电机工作原理简单的说是：风的动能（即空气的动能）转化成发电机转子的动能，转子的动能又转化成电能。风力发电机工作原理是利用风能可再生能源的部分。由1995年到2005年之间的年增长率为28.5％。根据德国风能会（DEWI）的估计，风能发电的年增长率将保持高增长率，在2012年或之前全球风力发电装机容量可能达到150千兆瓦。发电风力发电机最初出现在十九世纪末。自二十世纪八十年代起，这项技术不断发展并日渐成熟，适合工业应用。近二三十年，典型的风力发电机的风轮直径不断增大，而额定功率也不断提升。在二十一世纪00年代初，风力发电机最具经济效益的额定输出功率范围在600千瓦至750千瓦之间，而风轮直径则在40米至47米之间。当时所有制造商都有生产这类风力发电机。新一代的兆瓦级风力发电机是以这类机种作为基础发展出来的。实用文档二零零七年初，有一些制造商开始生产额定功率为几兆瓦而风轮直径达到约90米的风力发电机（例如VestasV903.0兆瓦风电机，NordexN902.5兆瓦风电机等等），甚至有些直径达100米(如GE3.6兆瓦风电机)。这些大型风力发电机主要市场是欧洲。在欧洲，适合风电的地段日渐减少，因此有逼切性安装发电能力尽量高的风力发电机。另一类更大型的为海上应用而设计的风力发电机，已经完成设计并制成原型机。例如REPower公司设计的风力发电机风轮直径达126米，功率达5兆瓦。1)风的功率实用文档风的能量指的是风的动能。特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。能量=1/2X质量X(速度)^2吹过特定面积的风的的功率可以用下列公式计算。功率=1/2X空气密度X面积X(速度)^3其中，功率单位为瓦特；空气密度单位为千克/立方米；面积指气流横截面积，单位为平方米；速度单位为米/秒。在海平面高度和摄氏15度的条件下，乾空气密度为1.225千克/立方米。空气密度随气压和温度而变。随著高度的升高，空气密度也会下降。於上述公式中可以看出，风的功率与速度的三次方〔立方〕成正比，并与风轮扫掠面积成正比。不过实际上，风轮只能提取风的能量中的一部分，而非全部。2)风力发电机的工作原理实用文档现代风力发电机采用空气动力学原理，就像飞机的机翼一样。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，令风轮旋转并不断横切风流。风力发电机的风轮并不能提取风的所有功率。根据Betz定律，理论上风电机能够提取的最大功率，是风的功率的59.6%。大多数风电机只能提取风的功率的40%或者更少。风力发电机主要包含三部分∶风轮、机舱和塔杆。大型与电网接驳的风力发电机的最常见的结构，是横轴式三叶片风轮，并安装在直立管状塔杆上。风轮叶片由复合材料制造。不像小型风力发电机，大型风电机的风轮转动相当慢。比较简单的风力发电机是采用固定速度的。通常采实用文档用两个不同的速度-在弱风下用低速和在强风下用高速。这些定速风电机的感应式异步发电机能够直接发产生电网频率的交流电。比较新型的设计一般是可变速的（比如Vestas公司的V52-850千瓦风电机转速为每分钟14转到每分钟31.4转）。利用可变速操作，风轮的空气动力效率可以得到改善，从而提取更多的能量，而且在弱风情况下噪音更低。因此，变速的风电机设计比起定速风电机，越来越受欢迎。机舱上安装的感测器探测风向，透过转向机械装置令机舱和风轮自动转向，面向来风。风轮的旋转运动通过齿轮变速箱传送到机舱内的发电机（如果没有齿轮变速箱则直接传送到发电机）。在风电工业中，配有变速箱的风力发电机是很普遍的。不过，为风电机而设计的多极直接驱动式发电机，也有显著的发展。设於塔底的变压器（或者有些设於机舱内）可提升发电机的电压到配电网电压（香港的情况为11千伏）。所有风力发电机的功率输出是随著风力而变的。强风下最常见的两种限制功率输出的方法（从而限制风轮所承受压力）是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机，超过额定风速的强风会导致通过业片的气流产生扰流，令风轮失速。当风力过强时，业片尾部制动装置会动作，令风轮剎车。使用斜角调节的风电机，每片叶片能够以纵向为轴而旋转，叶片角度随著风速不同而转变，从而改变风实用文档轮的空气动力性能。当风力过强时，叶片转动至迎气边缘面向来风，从而令风9轮剎车。叶片中嵌入了避雷条，当叶片遭到雷击时，可将闪电中的电流引导到地下去。实用文档上图：VestasV52-850千瓦风力发电机机舱内的组成部份(来源：Vestas)3)风力发电机的功率曲线实用文档在风速很低的时候，风电机风轮会保持不动。当到达切入风速时（通常每秒3到4米），风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。随著风力越来越强，输出功率会增加。当风速达到额定风速时，风电机会输出其额定功率。之後输出功率会保留大致不变。当风速进一步增加，达到切出风速的时候，风电机会剎车，不再输出功率，为免受损。风力发电机的性能可以用功率曲线来表达。功率曲线是用作显示在不同风速下（切入风速到切出风速）风电机的输出功率。上图：V52-850千瓦风力发电机於不同噪音级别下的工作曲线(噪实用文档音级别可透过改变风力发电机的转速而改变)(来源：Vestas)为特定地点选取合适的风力发电机，一般方法是采用风电机的功率曲线和该地点的风力资料以进行产电量估算。。（在大型风力发电机-资源潜力部分有更多相关资讯）4)风力发电机的额定输出功率风力发电机的额定输出功率是配合特定的额定风速设而定的。由於能量与风速的立方成正比，因此，风力发电机的功率会随风速变化会很大。同样构造和风轮直径的风电机可以配以不同大小的发电机。因此两座同样构造和风轮直径的风电机可能有相当不同的额定输出功率值，这取决於它的设计是配合强风地带（配较大型发电机）或弱风地带（配较小型发电机）。5)风力发电机的主要种类横轴风力发电机和竖轴风力发电机根据叶片固定轴的方位，风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。横轴式风电机工作时转轴方向与风向一致，竖轴式风电机转轴方向与风向成直角。横轴式风电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。而竖轴式风电机则不必如此，因为它可以收集不同来向的风能。实用文档横轴式风电机在世界上占主流位置。逆风风力发电机和顺风风力发电机逆风风电机是一种风轮面向来风的横轴式风电机。而对於顺风风电机，来风是从风轮的背後吹来。大多数的风力发电机是逆风式的。单叶片、双叶片和三叶片风力发电机叶片的数目由很多因素决定，其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪音、美学要求等等。大型风力发电机可由1、2或者3片叶片构成。叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以提取风中的能量，因此噪音比较大。而如果叶片太多，它们之间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风电机是主流。从美学角度上看，3叶片的风电机看上去较为平衡和美观。6)岸上风电场实用文档岸上风电系统可以是仅有一台风电机，或者由多台风电机器线性排列或方阵排列形成风电场。风电场的风力发电机相互之间需要有足够的距离，以免造成过强的湍流相互影响，或由於"尾流效应"而严重减低後排风电机的功率输出。为了配合运送大型设备（特别是叶片）到安装现场，须要建设道路。另外亦须要建设输电线，把风电场的输出连接到电网接入点。7)世界各地的风力发电装置到2005年底，世界总风力发电装机容量达58千兆瓦。德国、西班牙、美国、印度和丹麦是以风力发电装机容量来算前几名的国家。在丹麦，风能发电提供该国总用电量的20％。香港第一台大型风力发电机是由香港电灯集团於2005年末安装在南丫岛上，并於2006年二月正式启用。该机额定输出功率为800千瓦。以上详细的介绍了风力发电机工作原理及相关风力发电机知识，如果想了解更多关于风力发电原理知识，请关注风力发电网其它内容。风能发电的原理2009/03/1710:37:36来源：中国风力发电网我要投稿实用文档风能资源是清洁的可再生能源，安全、清洁、资源丰富，取之不竭，是一种永久性的大量存在的本地资源，可为我们提供长期稳定的能源供应。风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模、开发商业化发展前景的发电方式之风能资源是清洁的可再生能源，安全、清洁、资源丰富，取之不竭，是一种永久性的大量存在的本地资源，可为我们提供长期稳定的能源供应。风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模、开发商业化发展前景的发电方式之一。发展风电对于保障能源安全，调整能源结构，减轻环境污染，实现可持续发展等都具有非常重要的意义。风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公里的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一般热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行，我国也在西部地区大力提倡，小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统；风力发电机+充电器+数字逆变器，风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成，每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼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；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电。使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。通常人们认为风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的，目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取实用文档决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为，它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量，当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台220W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合作用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元充电瓶液的代价。由于现在技术的进步，均采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电，山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯，高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源，家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣，在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点，无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务。使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。另外，大型发电风电场址的确定，一般需要达到两个要求：一是场址的风能资源比较丰富，年平均风速在6米/s以上，年平均有效风功率密度大于200米/m2，年有效风速小时数（3-25m/s）不小于5000小时。二是场地面积需达到一定的规模，以便有足够的场地布置风机。什么是风力发电2008/05/1009:24:57来源：中国风力发电网我要投稿实用文档风力发电的尝试，早在本世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力风力发电的尝试，早在本世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。怎样利用风力来发电呢?我们把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。实用文档发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。目前，据了解，国外已生产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。1978年1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发电量足够60户居民用电。而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。多大的风力才可以发电呢?一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而风速为每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。风力发电行业我国自主知识产权产品的介绍：在西军电、西交大、上复旦、上同济等高校一批专家的配合下，上海模斯电子设备有限实用文档公司在不到一年的时间里，就成功研制出了世界上第一台新型(H型)垂直轴风力发电机，并装机试验成功，获得了基础数据和实际经验。（这也成为了全球首台新型垂直轴风力发电机诞生日）在后续的一年里，MUCE对产品进行无数次改进和测试，2002年底产品通过了各项测试，并达到了各项设计要求。（百度百科佚名）风力发电原理图2008/05/0822:41:12来源：中国风力发电网我要投稿风力发电原理图可以很清晰的把风能转变为电能的方式原理表现出来，我们提供给大家参考。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理风力发电原理图可以很清晰的把风能转变为电能的方式原理表现出来，我们提供给大家参考。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。实用文档风力发电原理图（一）实用文档风力发电原理图（二风力发电原理实用文档2008/04/0707:28:36来源：中国风力发电网我要投稿人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。在我们进入21世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。在我们进入21世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。在这众多的可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当数风力发电。一、何谓风力发电1．原理风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，如图1所示。空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能,从而推动叶轮旋转。如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连，就会带动发电机发出电来。孩童玩的纸质风车就是风力机的雏形，在它的轴上装个极微型的发电机就可发电。风力发电的原理这么简单，为什么仅到20世纪的中后期才获得应用呢？第一，常规发电还能满实用文档足需要，社会生产力水平不够高，还无法顾及降低环境污染和解决偏远地区的供电问题；第二，能够并网的风力发电机的设计与制造，只有现代高技术的出现才有可能。20世纪初期是造不出现代风力发电机的。那么，现代风力发电机是什么样呢？下面我们就介绍一下现代风机的结构与技术特点。2．现代风机图1所示的风力发电机发出的电时有时无，电压和频率不稳定，是没有实际应用价值的。一阵狂风吹来，风轮越转越快，系统就会被吹跨。为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等，现代风机的示意如图2所示。图一实用文档图二齿轮箱可以将很低的风轮转速（600千瓦的风机通常为27转/分）变为很高的发电机转速（通常为1500转/分）。同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道，600千瓦的风机机舱总重20多吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。风机是有许多转动部件的。业已说明，机舱在水平面旋转，随时跟风。风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。在变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况。在停机时，叶片尖部要甩出，以便形成阻尼。液压系统就是用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等状态下使用。实用文档控制系统是现代风力发电机的神经中枢。现代风机是无人值守的。就600千瓦风机而言，一般在4米/秒左右的风速自动启动，在14米/秒左右发出额定功率。然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米/秒时自动停机。现代风机的存活风速为60-70米/秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会被吹坏。要知道，通常所说的12级飓风，其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒。风机的控制系统，要在这样恶劣的条件下，根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网。并监视齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机。3．风力发电场现代大型风力发电机，单台容量一般为600-1000千瓦。目前国际上研制的超大型风力发电机单机容量也只为6MW。对于一个大型发电场来说，其容量还是很小的。因此，我们一般将十几台或几十台风力发电机组成一个风电场。这样既形成一个强大的供电体系，也便于管理，实现远程监控。同时，也降低了安装、运行和维护的成本。图3为山东长岛风力发电场一角。人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。在我们进入21世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的实用文档图三风力发电系列知识2008/04/0707:31:06来源：中国风力发电网我要投稿目前中国年耗电能12000亿千瓦时（度），人均年耗电能1000千瓦时（度），我国能源以煤发电为主，占发电量的98%。一吨煤只能发2000千瓦时（度），以目前的发电状况，年耗量达5000亿吨，又我国的能源结构不平衡，西实用文档目前中国年耗电能12000亿千瓦时（度），人均年耗电能1000千瓦时（度），我国能源以煤发电为主，占发电量的98%。一吨煤只能发2000千瓦时（度），以目前的发电状况，年耗量达5000亿吨，又我国的能源结构不平衡，西电东送，西煤东送，在输送过程也消耗、浪费了大量的能源，并污染了环境。有这么大的一个市场，我们为什么不去占领一点点呢，投资电力管理方便，简单明了。与人合作投资，账目清晰，没有讲不清楚的数。以上海机电研究院设计的250KW风力发电机，造价125万元/台，0.5万元/KW。粗看每KW造价与水电站造价相当。但你看它的设计具体参数：额定风速14米/秒（7级风），这种风速的地方是很少的。又风速和发电机是3次方的关系。也就是在只有7米/秒（4级风）时这台250KW的发电机出力只有35KW，如果这个地方常年风速只有7米时，安装这种发电机造价也就达到每千瓦4万元，这各投资就没有意义了。根据国家权威部门的统计次资料显示：我就算东南沿海风速6米/秒的年小时数能达到4000小时。我们以务实的态度面对现实，将就于大自然，本人运用黄金分割法，计算出最佳的设计方案，使其投资回报率与水电站相当，又使用电力12米水泥杆做风力发电的机塔，也是最节约投资的一个非常好的设计方案.投资者最好能到本地区气象台要一些原始资料.如年平均风速成是多少，6米的风速年小时数是多少，因为我们的一般6米/秒设计标准。如果本地区风速6米的只有2000小时。3KW的风机就不能选取6.8米的.那样浪费资金利用率低,如果本地区风速4米的只有4000小时。那样应选取1KW的风机,叶片选取6.8米的,因为风力与速度的3次方成正比.同时安装几台800W-4000W要求每台相距20-30米就可以，支架安装高度扣除风叶半径离地4-5米就可以.,塔越高越好,但造价高,不如多加一台风力发电机.你们要10KW的可以用3台3KW的相当,权衡价钱。实用文档投资回报率的先决条件：每度电投资为1元左右为最好，电价收购为0.34元年运行小时数在3000小时。设计发电能力达到400KW，另一方面需要500KVA一台400伏升10KV的变压器一台，1公里的400V架空线需要10万元。这样投资每千瓦投资在3千元左右。为了保证运行小时数在3000（风速为7米/秒）。所以，本人设计出叶片直径为6.8米的风力发电机。在这种条件下设计出每台出力为4千瓦小型风力发电机组，这样一台出厂价在1万元。这样需要108台风力发电机组合出力达到400KW。由于风力变化无常，所以风力发电机就要求自动化程度很高。本人经过十年的微电脑技术开发和应用，今天应用在风力发电机上的自动控制得心应手，也就是这各种机型之所以造价之低的关键所在。没有微电脑的控制，风力发电是很难应用的。本人经过一年多的时间微电脑设计、编程、调试，目前已成功在风力发电机上应用。它控制风力发电机的转速、电机的电流和自动对风向，自动调整叶片角度，测量电网电压频率，经微电脑计算判断自动投入并网。在小风、无风及电网电机异常时自动切除。',)