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              小型風力發電機基礎知識概述

              小型風力發電機基礎知識概述

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              小型風力發電機的定義
                一般把發電功率在10千瓦及其以下的風力發電機稱作小型風力發電機。
              小型風力發電機的分類
              1.按照風力發電機的風輪軸位置分類  
              按照風力發電機風輪軸的位置分,可分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機。水平軸風力發電機
              (1)水平軸風力發電機:水平軸風力發電機的風輪圍繞一個水平軸旋轉,風輪軸與風向平行,風輪上的葉片式徑向安裝的,與旋轉軸垂直,并與風輪的旋轉平面成一角度(稱為安裝角)。風輪葉片數目為1~4片(大多為2片和3片),他在高速運行時有較高的風能利用率,但啟動時需要較高的風速。  
              (2)垂直軸風力發電機:垂直軸風力發電機的風輪圍繞一個垂直軸旋轉垂直軸風力發電機,風輪軸與風向垂直。其優點是可以接受來自任何方向的風,因而當風向改變時,無需對風。  2.按照風力發電機的功率分  
              按風力發電機的功率可分為大、中、小型風力發電機。功率在10千瓦以下的稱為小型風力發電機,功率在10千瓦至100千瓦的稱為中型風力發電機,功率在100千瓦以上的稱為大型風力發電機。
              小型風力發電機的結構
                小型風力發電機主要有以下幾部分組成:風輪、發電機、回轉體、調速機構、調向機構、剎車機構和塔架。

              風力利用史:
                人類對風能的利用已有幾千年的歷史,一開始主要是利用風力提水灌溉,及海水曬鹽和風力驅動的磨坊。這在當時是人類利用自然界的力量,利用風力和水力代替人力和畜力來驅動工作機械,提高了生產力。至于人類利用風能來驅動船只航行,則可追溯到更久遠的年代。  國內小型風力發電機概況:  我國較大規模地開發和應用風力發電機,特別是小型風力發電機,始于70年代,當時研制的風力提水機用于提水灌溉和沿海地區的鹽場,研制的較大功率的風力發電機應用于浙江和福建沿海,特別是在內蒙古地區由于得到了政府的支持和適應了當地自然資源和當地群眾的需求,小型風力發電機的研究和推廣得到了長足的發展。對于解決邊遠地區居住分散的農牧民群眾的生活用電和部分生產用電起了很大作用。  近年來,隨著世界范圍內對環境保護、全球溫室效應的重視,各國都競相發展包括風能在內的可再生能源的利用技術,將風能作為可持續發展的能源政策中的一種選擇,不論對并網型的大型風力發電機和適用于邊遠地區農牧戶的離網型小型風力發電機都給予了很大的政策支持。我國目前已有安裝并網的風力機的風力田24處,總裝機容量26.8萬千瓦。小型風力機的保有量超過14萬臺,使我國成為世界上小型風力發電機保有量較多的地區。  小型風力發電機組的組成:小型風力發電機組一般由下列幾部分組成:風輪、發電機、調速和調向機構、停車機構、塔架及拉索等,控制器、蓄電池、逆變器等。  ①風輪:小型風力機的風輪大多用2-3個葉片組成,它是把風能轉化為機械能的部件。目前風輪葉片的材質主要有兩種。一種是玻璃鋼材料,一般用玻璃絲布和調配好的環氧樹脂在模型內手工糊制,在內腔填加一些填充材料,手工糊制適用于不同形狀和變截面的葉片但手工制作費工費時,產品質量不易控制。國外小風機也采用機械化生產等截面葉片,大大提高了葉片生產的效率和產品質量。  ②發電機:小型風力發電機一般采用的是永磁式交流發電機,由風輪驅動發電機產生的交流電經過整流后變成可以儲存在蓄電池中的直流電。  ③調向機構、調速機構和停車機構:為了從風中獲取能量,風輪旋轉面應垂直于風向,在小型風機中,這一功能靠風力機的尾翼作為調向機構來實現。同時隨著風速的增加,要對風輪的轉速有所限制,這是因為一方面過快的轉速會對風輪和風力機的其他部件造成損壞,另一方面也需要把發電機的功率輸出限定在一定范圍內。由于小型風力機的結構比較簡單,目前一般采用葉輪側偏式調速方式,這種調速機構在風速風向變化轉大時容易造成風輪和尾翼的擺動,從而引起風力機的振動。因此,在風速較大時,特別是蓄電池已經充滿的情況,應人工控制風力機停機。在有的小型風力機中設計有手動剎車機構,另外在實踐可采用側偏停機方式,即在尾翼上固定一軟繩,當需要停機時,拉動尾翼,使風輪側向于風向,從而達到停車的目的。

               


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