风力发电机组由叶轮、机舱、塔筒等基础部件组成。它的发电原理很简单:机组利用风力带动风车叶轮旋转,将风能转化为机械能,发电机再将机械能转化为电能,然后电能通过集电线路输送到风电场升压站,升压后再输送到电网,就可以变成千家万户使用的清洁风电了。 以1500千瓦的风机机组为例,机组叶片大约有35米长(约12层楼高)。风力发电机每转动一周,大概需要4-5秒(但这时的叶尖速度可达280多公里每小时,堪比高铁速度),可以产生约1.4度电。在正常满功率的情况下,一天的发电量就可供15个家庭使用1年。 这样一台风力发电机,每年还可以减排3000吨二氧化碳、15吨二氧化硫、9吨二氧化氮。 根据能量守恒定律,风速越大提供的电能就越多,但我们的风能转换器在风速达到一定数值时,会因为强度过大而损坏。而且事实上,发电量不取决于叶片转速。 因为风力发电机机组中存在一个类似汽车变速箱的装置,比如变速箱挂到1档,那么即使叶片转速非常快(相当于油门踩到底),但通过变速箱传动到发电机装置当中仍然是较为恒定的低速(相当于车子还是跑不快),有了这么个装置,也变向起到了保护作用。而在叶片恒定转速的情况下,叶片受力增加,功率就会增加,风机的叶片越大,功率越大,相应发电量就越多。 向日葵扬脸朝向太阳,而风轮总是追逐风的方向,风力发电机的头部其实是可以随风向转动的哦。 风力发电机的头部集成有传感器和偏航系统,一旦风向标与风速仪采集到风向与风速变化,偏航系统就会督促偏航电机调整机舱位置,使其平稳地对准风向,最大效率利用风能。 海上确实也建有很多的风力发电机,但是两者在建设成本上有很大差异。一般来说海上风电场是陆上风电场建设成本的两倍,运维费用是陆上风电场的2-4倍。这主要是由于海上施工条件差,施工难度高,再加上海上风电远离岸边,台风、风暴潮等不利海况也会对风电运维造成较大影响。 为什么我们要继续发展海上风电呢? 大海广袤无垠,具有丰富的风能资源,海上风电发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源,发电效率普遍比陆上风电高出20%-40%,所以适宜大规模开发。换句话说,潜力“杠杠的”。实现碳中和,风电大有可为。 风力资源取之不尽,用之不竭。在缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜的利用风力发电,是再适合不过的。 |
|