怎样利用风力来发电呢?

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  风很早就被人们利用,主要是通过风车来抽水、磨面……现在,人们感 兴趣的,首先是如何利用风来发电。

风是一种潜力很大的能源,人们也许还记得,18世纪初,横扫英法两国 的一次狂暴大风,吹毁了 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,25万株大树连根拔起。

  仅就拔树一事而论, 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 是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界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。30年代,丹麦、瑞 典、前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,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,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。

那么,怎样利用风力来发电呢?

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)、发电机和铁塔三部分。

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 叶的材料要求强度高、重量轻,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,然后再连接到发电机上。

  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。铁塔是支撑风轮、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构均匀运转,因而把机械能转变为电能。