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圖解風力發電

時間:2020-12-10 09:33瀏覽量:字號:AAA

風電簡史
形成原因:地球表面各處受太陽輻射強度不同,產生氣壓差,導致空氣由高壓區域向低壓區域移動,該自然現象則稱為風
隨著氣壓差的不同,產生不同風速的氣流
 
風能的利用歷史,最早可追溯至第一片帆船下水。據記錄,公元前3,500年,古埃及人發明了風力驅動的帆船,沿尼羅河航行。
 
此外,風能也可以帶動葉片等機械裝置,產生機械能為生產生活服務。例如,風車推磨、風車提水等等。
公元前,中國人就利用風帆為船舶提供動力,使用風能提水、灌溉、磨面、舂米。
•公元前2世紀,垂直風車被古波斯人應用于碾米。
•10世紀,伊斯蘭人發明風車技術。
•11世紀,風車已被廣泛普及于中東地區。
•13世紀,風車已成為歐洲地區不可缺少的原動機。
•18世紀,風車對北美墾荒的成功實施起到了重要作用。
•1887年7月,蘇格蘭學者James Blyth在他的度假別墅里,建成了第一臺風電機組,用于蓄電池充電和別墅照明。
20世紀下半葉的世界石油危機之后,在化石能源告急和生態環境惡化的背景下,風能作為一種清潔高效的可再生能源,得到迅猛發展。
當時,受政府資助的大型軍工企業、飛機制造商等部門開展了對大型風電機組的專項研究,取得了豐碩成果。
•1941年,世界首個MW級風電機組在美國Vermont被發明,并接入當地電網,機組重約240噸,其葉片長約75英寸。
•1956年,Johannes Juul發明葉片緊急制動裝置。
•1970年,美國NASA著手研發多個大型商用風電機組。
•1980年,由20臺風電機組組成的世界首個風電場在美國New Hampshire建成。
•1991年,英國首個陸上風電場在Cornwall建成,其由10臺風電機組組成,為2,700戶居民供電。
•2003年,英國首個North Hoyle海上風電場在Wales海岸建成,其由20臺2MW風電機組組成。
 
風電場
風力發電機組、輸變電線路、升壓站等部分構成
 
風力發電機組
基本結構由 葉輪、機艙、塔筒和基礎等組成

 
以1.5兆瓦的風機機組為例 葉片就有35米長(相當于15層樓高) 風機整體高度達到75米 風車每轉動一圈 掃風面積可達5300平方米 相當于13個標準籃球場那么大風力發電機組利用風力帶動風車葉輪旋轉將風能轉化為機械能發電機再將機械能轉化為電能
風力發電
一般風速達到3m/s——風車就可以旋轉發電
當風速達到25m/s——風車為了保護自身安全會收槳停機
1.5兆瓦機組的葉片每轉動一圈——可以產生約1.4度電
它一天的發電量可以供15個家庭使用一年
近幾年隨著風機控制策略和智能化的提升,葉輪直徑增大、塔筒增高、單位千瓦掃風面積增加,以及制造成本的降低、效率的增加,平原地區、低風速地區具備了開發的條件。
葉片的旋轉速度比風扇慢很多平均4-5秒轉一圈
葉尖時速卻可達到280多公里/小時,相當于高鐵的速度
 
風輪總是追逐風的方向
風向一旦發生變化,風車的偏航系統就會督促偏航電機,調整機艙位置使其平穩地對準風向,吸收最大風能。
 
主控室是風電場的“最強大腦”
能遠程操作每一個“大風車”和升壓站設備,負責“最強大腦”的風機運行人員,需要全天候監測著設備。
 
知識點
1、正常的情況下,風力發電機組主要采用葉片空氣制動和機械剎車制動,使風機能夠在緊急情況下,使葉輪轉速逐漸降低至停止。
 
2、風可以說是是風電行業的“生命之源”,有了強勁的風能,風機才可以產生源源不斷的電能,不過當然也不是風越大越好。每種機型不同,能承受的最大風速也不同,當遇到極端的大風天氣,風機也有自己的應對辦法。
 
3、應對辦法——自動停機當一定時間內的平均風速超過風電機組設計的最大安全承受風速(即切出風速)時,風電機組為保證自身安全,會自動停機,待平均風速降低到切出風速以下時,風機會再次并網發電。——遠程操控當遇到緊急情況時,監控人員也可遠程操控使風機偏航,以減小葉片的受風面,從而保護風機不發生危險。
 

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