谈谈风力发电
风是一种潜力很大的新能源,18世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,摧毁了400座风力磨坊、800座房屋、100座教堂、400多条帆船,并有数千人受到伤害,25万株大树被连根拔起。仅就拔树一事而言,风在数秒钟内就发出了1000万马力(即750万千瓦;1马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约
有100亿千瓦,几乎是现在全水力发电量的10倍。目前全每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的1/3。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
利用风力发电的尝试,早在20世纪初就已经开始了。20世纪30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,广泛地应用在多风的海岛和偏僻的乡村,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。
目前,据了解,国外已生产出15千瓦、40千瓦、45千万、100千瓦、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,风力高57米,所得发电量的75%送入电网,其余供给附近的一所学校用。
1979年上半年,美国在北卡罗纳州的蓝岭山,又建成了一座上大的发电用的风车。这个风车有10层楼高,风车钢叶片的直径60米;叶片安装在一个塔形建筑物上,因此风车可自由转动并从热核一个方向获得电力;风力时速在38千米以上时,发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29千米,因此风车不能全部运转。据估算,即使全年只有一半时间运转,它就能够满足北卡罗纳州7个县1%―2% 的用电需要。
怎么利用风力来发电呢?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3部分。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。桨叶对材料要求强度高、质量小,目前多用玻璃钢或其他复合材料如碳纤维来制造。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,还必须附和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,然后再连接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。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。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均匀运转,因而把机械能转变为电能。
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4米/秒才适宜于发电。据测定,1台55千瓦的风力发电机组,当风速为9.5米/秒时,机组的输出功率为55千瓦;当风速为8米/秒时,功率为38千瓦;风速为6米/秒时,只有16千瓦;而风速为5米/秒时,仅为9.5千瓦。可见风力愈大,经济效益也愈大。
我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在3米/秒以上,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1/3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。
有100亿千瓦,几乎是现在全水力发电量的10倍。目前全每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的1/3。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。
利用风力发电的尝试,早在20世纪初就已经开始了。20世纪30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,广泛地应用在多风的海岛和偏僻的乡村,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。
目前,据了解,国外已生产出15千瓦、40千瓦、45千万、100千瓦、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,风力高57米,所得发电量的75%送入电网,其余供给附近的一所学校用。
1979年上半年,美国在北卡罗纳州的蓝岭山,又建成了一座上大的发电用的风车。这个风车有10层楼高,风车钢叶片的直径60米;叶片安装在一个塔形建筑物上,因此风车可自由转动并从热核一个方向获得电力;风力时速在38千米以上时,发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29千米,因此风车不能全部运转。据估算,即使全年只有一半时间运转,它就能够满足北卡罗纳州7个县1%―2% 的用电需要。
怎么利用风力来发电呢?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3部分。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。桨叶对材料要求强度高、质量小,目前多用玻璃钢或其他复合材料如碳纤维来制造。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,还必须附和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,然后再连接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。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。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均匀运转,因而把机械能转变为电能。
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4米/秒才适宜于发电。据测定,1台55千瓦的风力发电机组,当风速为9.5米/秒时,机组的输出功率为55千瓦;当风速为8米/秒时,功率为38千瓦;风速为6米/秒时,只有16千瓦;而风速为5米/秒时,仅为9.5千瓦。可见风力愈大,经济效益也愈大。
我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在3米/秒以上,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1/3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。








































