風力發電

圖1 風力發電機組結構簡圖

　　當風吹向風輪葉片時，由于風與葉片之間有角差而產生升力促使葉片轉動，轉動的葉片與低速轉軸連接，通過齒輪箱調速使轉速提高，帶動發電機旋轉，以異步發電機為例，當電機旋轉速度高于同步轉速時，就開始發電。

　　風力發電機因風量的不穩定，故其輸出的是13~25V變化的交流電，對于獨立型風力發電系統，須經整流電路整流后對蓄電池充電，即將電能轉變為化學能，然后用帶保護電路的逆變器，將蓄電池里的化學能轉變為交流220V的市電，才能保證穩定用電，這樣盡管風力發電的功率輸出主要取決于風量的大小，而人們最終使用電功率的大小與蓄電池容量有密切關系，比如一臺200W風力發電機可以通過大容量蓄電池組與逆變器的配合使用，獲得500W甚至更大的功率輸出。對于并網型風力發電系統則不需儲能環節，將整流后的直流經過并網逆變器直接饋入電網。

三、風力發電的主要特性系數

1、功率系數（CP）：指風機將風能轉換為機械能的效率
　　CP=提取的風能（PCapture）/輸入的風能(pwind)

2、葉尖速比（λ）：用葉片圓周速度與風速比來衡量葉片在不同風速中的狀態
　　λ=2Rn/ν
　　R為葉片的半徑；
　　n為葉片；
　　ν為作用于葉片的風速；

3、風輪的功率輸出（P）
　　P=（CP *ρ*ν3*A）/2
　　ρ為空氣密度；
　　A為葉輪掃風面積；

4、風力發電機的頻率（f）
　　f=p*n/60
　　P為發電機的磁極對數；
　　n為發電機的轉速；

四、風力發電運行狀態

　　1、當風速低于額定風速時，可以利用最大風功率系數Cpmax，以便獲得最大的風能效果。
　　2、當風速高于額定風速時，可以利用風最大輸出功率PTmax，以便獲得穩定的功率輸出。
　　3、當風速大于最大運行速度（一般為25m/s左右）時實現自動停機。

五、風力發電分類

　　（1）根據主軸的方向分為水平軸式和垂直軸式。
　　（3）按風力發電機運行特征分為恒速型、有限變速型和變速型。
　　（4）按傳動機構分為齒輪箱升速型和直驅型。
　　（5）按發電機類型分為異步型和同步型。
　　（6）按風力發電機的容量，有微型機（1kW已下）、小型機（1-10kW）、中型機（10-100kW）和大型機（100kW以上）。
　　（7）根據供電方式分為獨立型和并網型。

六、風力發電優缺點

七、風力發電的前景

　　能源、環境是當今人類生存和發展所要解決的緊迫問題，常規能源以煤、油為主，不僅資源有限，而且造成嚴重的環境污染，因此，對于可再生能源的開發利用，已受到各國的高度重視。
　　風能資源是豐富的、可再生的，所以發展風電產業具有十分重要的意義。現如今各國家都在積極培養相關技術人員以便更好地研制風電新技術，以在一定的程度上降低風力發電成本，造福人類。由此可見，風力發電必將成為各國家重要發電產業之一。

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