// 风电基础知识汇总 //

2020-03-27

20200327

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,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。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。当风吹向桨叶时,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)。

    在我国,现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。

    由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱, 再加一个调速机构使转速保持稳定, 然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。



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。中国风能储量很大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。2009年,中国(不含台湾地区)新增风电机组10129台,容量13803.2MW,同比增长 124%;累计安装风电机组 21581 台,容量 25805.3MW 。按照国家规划,未来15年,全国风力发电装机容量将达到2000万至 3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算,根据《风能世界》杂志发布,未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。风电发展到目前阶段,其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于:能力每增加一倍,成本就下降15% 。


尽管风力发电机多种多样, 但归纳起来可分为两类:
①双馈性,
    双馈风力发电机组主要由风轮、增速箱、双馈异步发电机、交-直-交变流器、变压器等组成,风轮经过增速后带动发电机,发电机定子绕组线端是发电机电力输出端,通过开关箱连接到交流电网;发电机转子绕组通过集电环连接到交-直-交变流器,变流器另一端连接变压器,变压器另一端通过开关箱连接到交流电网,这样组成的系统,可在发电机转速低于同步转速40%与高于同步转速15%内正常运行。
   ②直驱性,
    直驱式风力发电机,是一种由风力直接驱动的发电机,亦称无齿轮风力发动机,这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式,免去齿轮箱这一传统部件。主要由风轮、永磁同步发电机、交-直-交变流器、变压器等组成。