從玩具到發(fā)電設(shè)備,，“大風(fēng)車”的樣子幾乎沒有多少變化。然而,，當(dāng)“風(fēng)電輪”聞風(fēng)而動(dòng)的時(shí)候,，大自然的力量就被人們據(jù)為己有了。 除水力發(fā)電技術(shù)外,，風(fēng)力發(fā)電是新能源發(fā)電技術(shù)中最成熟,、最具大規(guī)模開發(fā)和最有商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。在全球生態(tài)環(huán)境惡化和化石能源逐漸枯竭的雙重壓力下,，對(duì)新能源的研究和利用已成為全球各國關(guān)注的焦點(diǎn),。 由于在改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面的突出作用,，目前世界各國都在大力發(fā)展和研究風(fēng)力發(fā)電及其相關(guān)技術(shù)。 如今,，很多科普機(jī)構(gòu)已經(jīng)將風(fēng)電原理制作成動(dòng)畫或視頻的形式,，現(xiàn)在就讓我們跟隨動(dòng)畫的講解，看看大風(fēng)車是怎么變身“風(fēng)電輪”的吧,。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械,，又稱風(fēng)車。廣義地說，它是一以大氣為工作介質(zhì)的能量利用機(jī)械,。 風(fēng)力發(fā)電的原理,，簡單來講，就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,，從而帶動(dòng)安裝在風(fēng)車上的發(fā)電機(jī)發(fā)電。目前的風(fēng)電技術(shù),，僅需每秒三公尺的風(fēng)速（微風(fēng)的程度）,，便可以開始發(fā)電。 常見的風(fēng)車機(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)。其中齒輪箱可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍,；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500~1500千瓦,。 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)子葉片的作用顯而易見,，它負(fù)責(zé)捕獲風(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)得很像飛機(jī)的機(jī)翼,。 轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上,。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19~30轉(zhuǎn)/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。 高速軸可以1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度運(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),，緊急停機(jī)之用。 借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙,，偏航裝置始終保持轉(zhuǎn)子正對(duì)著風(fēng)來的方向,。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(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。 電子控制器包含一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī),，同時(shí)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)器呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員,。 冷卻元件一般包含一個(gè)風(fēng)扇和一個(gè)油冷卻元件，風(fēng)扇用于冷卻發(fā)電機(jī),，油冷卻元件用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油,。另外，一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)還裝配有水冷發(fā)電機(jī),。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)負(fù)載機(jī)艙及轉(zhuǎn)子的部分稱作塔,，通常高塔具有優(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(duì)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)力發(fā)電機(jī)常裝有風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo)，它們用于測量風(fēng)速及風(fēng)向,。 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(duì)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。 風(fēng)力發(fā)電在擺脫對(duì)化石能源的過度依賴,、緩解中國能源緊缺,、改善生態(tài)環(huán)境和擴(kuò)大社會(huì)效益等方面將作出較大的貢獻(xiàn)。風(fēng)電作為我國今后大力重點(diǎn)發(fā)展的3類新能源之一，將具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景,。 轉(zhuǎn)自求是理論網(wǎng)-科學(xué)普及 |