風(fēng)力發(fā)電原理與技術(shù)

　　風(fēng)力發(fā)電原理與技術(shù)

　　把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。

　　技術(shù)原理編輯 播報(bào)風(fēng)力發(fā)電的基本原理是風(fēng)的動(dòng)能通過(guò)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能， [1]

　　再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)換成電能。主導(dǎo)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般為水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它由葉片、輪轂、增速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、主軸、偏航裝置、控制系統(tǒng)、塔架等部件所組成。風(fēng)輪的作用是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，它由氣動(dòng)性能優(yōu)異的葉片裝在輪轂上所組成，低速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪由增速齒輪箱增速后，將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。 [2]

　　上述這些部件都布置在機(jī)艙里，整個(gè)機(jī)艙由塔架支起。為了有效地利用風(fēng)能，偏航裝置根據(jù)風(fēng)向傳感器測(cè)得的風(fēng)向信號(hào)，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)艙始終對(duì)向風(fēng)。由于齒輪箱是在MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組　中過(guò)載和過(guò)早損壞率較高的部件，國(guó)外開(kāi)始研　制一種直接驅(qū)動(dòng)型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（亦稱：無(wú)　齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)），這種機(jī)組采用多級(jí)異步電　機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，免去齒輪為了跟蹤最佳葉片尖速比，使風(fēng)電機(jī)組在　較大的風(fēng)速范圍內(nèi)獲得最佳功率輸出，須對(duì)轉(zhuǎn)　速或功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。常用的調(diào)節(jié)方式有兩種：一種是失速調(diào)節(jié)，另一種是變槳距調(diào)節(jié)一即葉片可以繞葉片上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變?nèi)~片氣動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。

　　風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

　　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(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。 風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向，從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來(lái)控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。 限速安全機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。 塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲(chǔ)存起來(lái)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。

　　風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心

　　風(fēng)力機(jī)部件，其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的發(fā)展是伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。由于起步較晚，我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片最初主要是依靠進(jìn)口來(lái)滿足市場(chǎng)需求的。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所的共同努力，我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的供給能力迅速提升。

　　風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)

　　我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片市場(chǎng)已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業(yè)主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國(guó)內(nèi)企業(yè)以時(shí)代新材、中材科技、中航惠騰、中復(fù)連眾為代表。截至到2008年5月，中國(guó)境內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組葉片廠商共有31家。其中，已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段的公司有10家。2008年，已經(jīng)批量生產(chǎn)的葉片公司生產(chǎn)能力為460萬(wàn)千瓦。預(yù)計(jì)2010年，這些葉片公司全部進(jìn)入批量生產(chǎn)階段后，綜合生產(chǎn)能力將達(dá)到900萬(wàn)千瓦。