半岛体育app前言一、设计概况1、风电的需求2、世界风能开发现状及趋势3、我国风电产业现状4、小型风电在我国的应用前景5、风能的特点及优缺点6、风能的优缺点二、结构图风力发电机的结构三、工作原理及过程1、风力发电机原理2、小型发电机发电原理四、风电相关知识风力发电机蓄电池的合理配置五、结论一、设计概况1、风电的需求随着资源的日益枯竭和环境保护意识的加强，风力发电作为最具竞争力、最有发展前景的一项可再生能源技术，在全球范围内得到了高度重视。能源是支持世界经济发展的重要因素和战略资源，随着经济全球化与人口的不断增长，能源需求日益增加，而地球上石油、天然气、煤炭这三种常规能源的日益枯竭和环境的持续恶化使得人们一方面注重节能技术的开发与应用，另一方面则着力开发和利用清洁、高效、可再生的能源。风能作为一种可再生能源，具有施工简单、周期短、维护费用低、清洁无污染和不消耗任何燃料等优点，其开发和利用可以减少环境污染、调整电力工业结构，应用于偏远地区还具有成本优势。风力发电是最具竞争力、最有发展前景的一项可再生能源技术，将在能源供应中发挥越来越重要的作用，因此在世界各国得到了广泛的开发和应用。2、世界风能开发现状及趋势全球风能资源丰富，约为发利用的水能总量大10倍，而且几乎分布在所有的地区和国家。自从1973界发生石油危机以来，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，开创了风能利用的新时期。80年代开始建立示范风电场，成为电网新的电源；到了90年代对环境保护的要求日益严格，特别是要兑现减排CO2等温室效应气体的承诺，风电的发展进一步加快。国和丹麦是老牌的风电大国，20世纪90年代几乎垄断着风机制造业；进入21世纪，西班牙和印度迅速成为后起之秀。风力发电经历了从独立系统到并网系统的发展过程，大规模风力田的建设已成为发达国家风电发展的主要形式，发电能力每增加一倍，成本就下降15％，近年来全世界风力发电装机容量的年平均增长率均超过了303、我国风电产业现状近年国际石油市场大幅波动，国内能源供应趋向紧张，能源价格也在不断攀升，严重影响了我国国民经济的可持续发展。我国能源结构的不合理也造成了严重的煤烟型环境污染，在气候变化和温室气体排放问题上承受着越来越大的国际压力。根据世界能源委算，风电每提供1000MW的电量，便能减少600顿CO2的排放，将在很大程度上有助于环境质量的改善。另外，根据世界银行专家从我国煤电与风电价格的变化趋势估计，风电价格将从200555元／千瓦时，下降到2020元／千瓦时左右，而煤电价格将从近年的35元／千瓦时上升到元／千瓦时左右。由此看来，到2020）在风力资源丰富、电网通达的地区，风力发电作为一种清洁的可再生能源，补充和逐步替代部分常规能源，缓解电力供应紧张的现状，提高当地的环境质量，以发展大型风电场为主；）在风力资源丰富或较丰富的边远无电、缺电地区，以发展小型或中型独立运行的风电系统为主，利用风力发电解决边远地区的生活用电和部分生产用电。4、小型风电在我国的应用前景风电技术发展的趋势是单机容量不断增大，但与小容量发电系统相比，它们的造进费用非常昂贵，更受到风源条件的制约。而小型风机造价低廉、运输方便，可单独应用于个别家庭和企业，如果将低价的小型风机并联起来使用，不但能满足负荷需求，还能节省费用且更具灵活性。我国可以利用小型风力发电机的地方主要有）东南沿海各孤立的岛屿及农牧区和边远山区：这些偏远地区居民居住比较分散，常规能源缺乏，用覆盖电网的方式供电成本较高或根本无法到达，但它们属风能资源丰富区，用小型风力发电可以很好地解决用电困难问题。20世纪80年代，内蒙古小型户用风力发电机组的推广应用，就很好地解决了大多数农牧民的用电问题，使他们的生活方式发生了质的变化。）航运系统：如长江航运中的拖船，一般为100一200t，经常被搁置在江中间的锚地上，用电主要靠蓄电池。使用风力发电机对蓄电池充电效果很好，这方面已有成功的经验。另外，我国大小河流湖泊上的船舶数量惊人，可以用小型风力发电机来解决它们的照明、收看电视、听广播等日常生活用电。）森林防火高山观察站：据林业部防火指挥部介绍，东北约有400个观察站，西南也有几百个高山观察站，各省市都有一些森林高山防火观察站，站上的工作人员从每年10月到第二年月的防火期期间昼夜在站上值勤，由于山高、道路狭窄崎岖、运输困难，又不能使用明火，解决他们的生活用电颇为费神，使用小型风力发电机可以基本解决这一问）城市路灯的光伏、风力互补系统：可节省能源、美化城市环境、减轻空气污染，提高当地居民的生活质量等。）通风管道：将小型风力发电系统应用在各工厂的通风管道系统中，节能效果非常显著。5、风能的特点风能是取之不尽，用之不竭的清洁，无污染，可再生能源。用它发电十分有利。与火力发电、燃油发电、核电相比它无需购買燃料，也无需支付运费，更无需对发电残渣大气进行环保治理风力发电是财神爺。风来、发电、生财。风是财富。风是大自然对人类的无私奉献。风力发电有很強的地域性。不是任何地方都可以建站的。它必須建在风力资源丰富的地方。即风速大、持续时间长。风力资源大小与地势、地貌有关山口、海岛常是优选地址。如新彊达板城、年平均风速秒，江西鄱阳湖，年平均风速秒，平潭县海潭岛，年平均风速为秒，年可发电风时数为3343小时，为目前中国之冠。（以上数字引自“全国风力发电信息中心的并网风电场介绍”）。南海的南沙群岛，该岛一年连续刮六级以上大风有160天。在我国這样的地方还有许多许多正等待我们去探索、发现。风的季节性，决定了風力发电在整个电网中处于＂配角″地位。对它的使用有三种运行方式：同上无电网地区，要求不使用柴油发电，时时有电供应採用蓄电池儲能的AC-DC-AC，直，交风力发电系统。也就是有风时经整流为直流电对蓄电池充电。再利用电力电子器件制造的＂逆变器″将蓄电池中的直流电转化为三相恒频恒压的交流电。这种系统多用在高山雷达站、微波中继站，海洋灯塔航标灯场合。6、风能的优缺点优点：1、清洁，环境效益好。2、可再生，永不枯竭。3、基建周期短、投资少。4、装机规模灵活。5、技术相对成熟。缺点：1、噪声，视觉污染。2、占用大片土地。3、不稳定，不可控。4、目前成本仍然很高。二、结构图风力发电机结构组成机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600 千瓦 风力发电机上，转子转速相当慢，大约为 19 30转每分钟。轴中有用于液压系统的 导管，来激发空气动力闸的运行。 齿轮箱 ：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的 50 高速轴及其机械闸：高速轴以1500 转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机 械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。 发电机 ：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输 出通常为 500 1500千瓦。 偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。 偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风 力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。 电子控制器 ：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为 防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热） ，该控制器可以自动停止风力发电机的转 动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。 液压系统 ：用于重置风力发电机的空气动力闸。 冷却元件 ：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用 于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。 塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风 速越大。现代 600 千瓦风汽轮机的塔高为 40 60米。它可以为管状的塔，也可以是 格子状的塔。 管状的塔对于维修人员更为安全， 因为他们可以通过内部的梯子到达顶。 格状的塔的优点在于它比较便宜。 风速计及风向标 ：用于测量风速及风向 下图为风机结构图 三、工作原理及过程 1、风力发电机的原理 风力发电的原理， 是利用风力带动风车叶片旋转， 再透过增速机将旋转的速度提升， 来促使发 电机发电。 风力研究报告 显示：依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度 微风的程度 ，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。下面先看 风力发电机结构图 我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高， 但它不是只由一个发电机头组成的， 而是一个有一定科技含量的小系统： 风力发 电机 +充电器 +数字逆变器。 风力发电机由机头、 转体、 尾翼、叶片组成。 每一部分都很重要， 各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能 尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能 机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 风力发电机结构图指出： 风力发电机因风量不稳定， 故其输出的是 13～ 25v 变化的交流 电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电， 使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保 护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 220v 市电，才能保证稳定使用。 通常人们认为， 风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定， 总想选购大一点的风力 发电机，而这是不正确的。风力发电机结构图显示：目前的风力发电机只是给电瓶充电，而 由电瓶把电能贮存起来， 人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。 功率的大 小更主要取决于风量的大小， 而不仅是机头功率的大小。 在内地， 小的风力发电机会比大的

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