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。
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。
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 Vestas V90 3.0 兆瓦风电机, Nordex N90 2.5 兆瓦风电机等等),甚至有些直径达 100 米 ( 如 GE 3.6 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 RE Power 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
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 = 1/2 X 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 = 1/2 X 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。
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
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