風(fēng)力發(fā)電
二、功率特性 根據(jù)H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理,風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速上升速度提高較快(力矩上升速度快),它的發(fā)電功率上升速度也相應(yīng)變快,發(fā)電曲線變得飽滿(如下圖)。在同樣功率下,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定風(fēng)速較現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要小,并且它在低風(fēng)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)電量也較大。 三、結(jié)構(gòu) 由于此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用了特殊空氣洞力學(xué)原理、三角形向量法的連接方式以及直驅(qū)式結(jié)構(gòu)的原理,使得風(fēng)輪的受力主要集中于輪轂上,因此抗風(fēng)能力較強(qiáng);此種設(shè)計(jì)的特性還體現(xiàn)在對(duì)周?chē)h(huán)境的影響上,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)噪音以及電磁干擾小等特點(diǎn)使得新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)越性非常明顯。 垂直軸直線葉片永磁發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 附:現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源比較: 目前,生產(chǎn)該類(lèi)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源系統(tǒng)產(chǎn)品最多的是日本(2002年開(kāi)始研究),還有英國(guó)、加拿大等國(guó)目前也在研制中,這些國(guó)家的大部分產(chǎn)品在風(fēng)輪設(shè)計(jì)當(dāng)中采用平行連接桿,這種方式對(duì)發(fā)電機(jī)輸出軸要求較高,并且結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,現(xiàn)場(chǎng)安裝程序也偏多。另外,從力學(xué)方面分析,H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率越大、葉片越長(zhǎng)、平行桿的中心點(diǎn)與發(fā)電機(jī)軸的中心點(diǎn)距離越長(zhǎng),抗風(fēng)能力就越差,因此,MUCE采取的是三角形向量法,彌補(bǔ)了上述的一些缺點(diǎn)。 風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心 風(fēng)力機(jī)部件,其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的發(fā)展是伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。由于起步較晚,我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片最初主要是依靠進(jìn)口來(lái)滿足市場(chǎng)需求的。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所的共同努力,我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的供給能力迅速提升。 目前,我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片市場(chǎng)已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業(yè)主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等,國(guó)內(nèi)企業(yè)以時(shí)代新材、中材科技、中航惠騰、中復(fù)連眾為代表。截至到2008年5月,中國(guó)境內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組葉片廠商共有31家。其中,已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段的公司有10家。2008年,已經(jīng)批量生產(chǎn)的葉片公司生產(chǎn)能力為460萬(wàn)千瓦。預(yù)計(jì)2010年,這些葉片公司全部進(jìn)入批量生產(chǎn)階段后,綜合生產(chǎn)能力將達(dá)到900萬(wàn)千瓦。
風(fēng)力發(fā)電有這個(gè)專(zhuān)業(yè),專(zhuān)業(yè)課一般有機(jī)械,電子,光電,空氣動(dòng)力學(xué),機(jī)電一體化,電力,大氣物理學(xué),天文學(xué),經(jīng)典力學(xué),系統(tǒng)工程 。
風(fēng)力發(fā)電知識(shí)-原理介紹
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn),再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成
把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單,風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn),它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
風(fēng)輪是集風(fēng)裝置,它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,已采用的發(fā)電機(jī)有3種,即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向,從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來(lái)控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。
限速安全機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。
塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu),稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定 的,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的,先要儲(chǔ)存起來(lái)。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn),再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車(chē)技術(shù),大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開(kāi)始發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。
風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國(guó)家很流行;我國(guó)也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的,而是一個(gè)有一定科技含 量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來(lái)接受風(fēng)力并通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn) 為電能;尾翼使葉片始終對(duì)著來(lái)風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn) 生電能。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對(duì)蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。
通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定,總想選購(gòu)大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電,而由電瓶把電 能貯存起來(lái),人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì) 比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來(lái)的電能,也就是說(shuō) 一臺(tái)200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過(guò)大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣,但歸納起來(lái)可分為兩類(lèi):①水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行;②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)科分為升力型和阻力型兩類(lèi)。升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度快,阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。
對(duì)于風(fēng)力發(fā)電,多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有對(duì)風(fēng)裝置,能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),這種對(duì)風(fēng)裝置采用尾舵,而對(duì)于大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī),則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架前面的稱(chēng)為上風(fēng)向風(fēng)力機(jī),風(fēng)輪在塔架后面的則成為下風(fēng)向風(fēng)機(jī)。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的式樣很多,有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪,有的再一個(gè)塔架上安裝多個(gè)風(fēng)輪,以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本,還有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪周?chē)a(chǎn)生漩渦,集中氣流,增加氣流速度。 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無(wú)需 wind turbine 對(duì)風(fēng),在這點(diǎn)上相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢(shì),它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,而且也減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。
利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類(lèi)型,其中有利用平板和被子做成的風(fēng)輪,這是一種純阻力裝置;S型風(fēng)車(chē),具有部分升力,但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動(dòng)力矩,但尖速比低,在風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定的情況下,提供的功率輸出低。
達(dá)里厄式風(fēng)輪 是法國(guó)G.J.M達(dá)里厄于19世紀(jì)30年代發(fā)明的。在20世紀(jì)70年代,加拿大國(guó)家科學(xué)研究院對(duì)此進(jìn)行了大量的研究,現(xiàn)在是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)者。
達(dá)里厄式風(fēng)輪是一種升力裝置,彎曲葉片的剖面是翼型,它的啟動(dòng)力矩低,但尖速比可以很高,對(duì)于給定的風(fēng)輪重量和成本,有較高的功率輸出?,F(xiàn)在有多種達(dá)里厄式風(fēng)力發(fā)電機(jī),如Φ型,Δ型,Y型和H型等。
這些風(fēng)輪可以設(shè)計(jì)成單葉片,雙葉片,三葉片或者多葉片。 雙饋型發(fā)電機(jī) 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Double-Fed Induction Generator)在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣。
這種技術(shù)不過(guò)分依賴于蓄電池的容量,而是從勵(lì)磁系統(tǒng)入手,對(duì)勵(lì)磁電流加以適當(dāng)?shù)目刂?,從而達(dá)到輸出一個(gè)恒頻電能的目的。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于異步發(fā)電機(jī),但在勵(lì)磁上雙饋發(fā)電機(jī)采用交流勵(lì)磁。
我們知道一個(gè)脈振磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì),而三相繞組的適當(dāng)安排可以使其中一個(gè)磁勢(shì)的效果消去,這樣一來(lái)就得到一個(gè)在空間旋轉(zhuǎn)的磁勢(shì),這就相當(dāng)于同步發(fā)電機(jī)中帶有直流勵(lì)磁的轉(zhuǎn)子。雙饋發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)就在于,交流勵(lì)磁的頻率是可調(diào)的,這就是說(shuō)旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的頻率可調(diào)。
這樣當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不定時(shí),適當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率,就可以滿足輸出恒頻電能的目的。由于電力電子元器件的容量越來(lái)越大,所以雙饋發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力也越來(lái)越強(qiáng),這使得雙饋機(jī)的單機(jī)容量得以提高。
雖然,部分理論還在完善當(dāng)中,但是雙饋反應(yīng)發(fā)電機(jī)的廣泛應(yīng)用這一趨勢(shì)將越來(lái)越明顯。 風(fēng)力發(fā)電,不合國(guó)情國(guó) 風(fēng)力發(fā)電原理圖 內(nèi)紛紛上馬的風(fēng)力發(fā)電廠大多是形象工程。
工信部副部長(zhǎng)苗圩近日語(yǔ)出驚人,他認(rèn)為中國(guó)風(fēng)沙伴存,風(fēng)電設(shè)備受風(fēng)沙磨損大,上馬太多風(fēng)電項(xiàng)目不合我國(guó)國(guó)情。苗圩說(shuō),國(guó)外有風(fēng)地方?jīng)]有沙,比如說(shuō)是海洋風(fēng)。
苗圩說(shuō):中國(guó)是有風(fēng)的地方就有沙,風(fēng)沙對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備磨損非常厲害。現(xiàn)在風(fēng)能發(fā)電風(fēng)機(jī)應(yīng)該是20年的壽命,但是如果有風(fēng)沙的侵蝕壽命還到不了20年。
再過(guò)5年,壽命肯定要出問(wèn)題,特別是甘肅那個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電站典型的形象工程。就此話題,苗圩表示,能源布局的重點(diǎn),應(yīng)該是供給端和使用端要做到平衡。
而現(xiàn)狀是高級(jí)能源拉著低級(jí)能源運(yùn)轉(zhuǎn)。苗圩舉例說(shuō),湖北本來(lái)水電是優(yōu)勢(shì),三峽的電應(yīng)該更多留在湖北用,這是最好的清潔能源。
但是現(xiàn)在卻把湖北的電運(yùn)到東部區(qū),湖北再?gòu)闹苓呝I(mǎi)煤運(yùn)到湖北,引發(fā)一連串的效應(yīng),河南就不夠用了,就再到山西、山東甚至到新疆去運(yùn)煤。進(jìn)行全國(guó)大旅行,全國(guó)鐵路貨運(yùn)一半用來(lái)運(yùn)送煤炭。
這是多大的物流成本,多大的浪費(fèi)。據(jù)報(bào)道,甘肅酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地于2008年8月全面啟動(dòng),標(biāo)志著中國(guó)正式步入了打造風(fēng)電三峽工程階段。
據(jù)氣象部門(mén)最新風(fēng)能評(píng)估結(jié)果表明,酒泉風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為1.5億千瓦,可開(kāi)發(fā)量4000萬(wàn)千瓦以上,可利用面積近1萬(wàn)平方公里。 馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪 馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪,由自旋的圓柱體組成,當(dāng)它在氣流中工作時(shí),產(chǎn)生的移動(dòng)力是由于馬格努斯效應(yīng)引起的,其大小與風(fēng)速成正比。
有的垂直軸風(fēng)輪使用管道或者漩渦發(fā)生器塔,通過(guò)套管或者擴(kuò)壓器使水平氣流變成垂直氣流,以增加速度,偶寫(xiě)還利用太陽(yáng)能或者燃燒某種燃料,是水平氣流變成垂直方向的氣流。 徑流雙輪效應(yīng)風(fēng)輪 徑流雙輪效應(yīng)或叫雙輪效應(yīng)是一種新型風(fēng)能轉(zhuǎn)化方式。
首先它是一種雙輪結(jié)構(gòu),相對(duì)于水平軸流式風(fēng)機(jī),它是徑流式的,同已有的立軸式風(fēng)機(jī)一樣都是沿長(zhǎng)軸布設(shè)槳葉的,直接利用風(fēng)的推力旋轉(zhuǎn)工作的,單輪立軸風(fēng)輪因軸兩側(cè)槳葉同時(shí)接受風(fēng)力而扭矩相反,相互抵消,輸出力矩不大。設(shè)計(jì)為雙輪結(jié)構(gòu)并靠近安裝,同步運(yùn)轉(zhuǎn),就將原來(lái)的立軸力矩輸出對(duì)槳葉流體。
風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能,風(fēng)能推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和增速機(jī),增速機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)通過(guò)輸電電纜將電能輸送地面控制系統(tǒng)和負(fù)荷。
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)多學(xué)科的,可持續(xù)發(fā)展的,綠色環(huán)保的綜合技術(shù)。 太陽(yáng)能發(fā)電是指將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能,即直接將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換電能的發(fā)電方式,光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)電池這種半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輔射能,并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式,是當(dāng)今太陽(yáng)光發(fā)電的主流。
風(fēng)力發(fā)電存在著無(wú)風(fēng)時(shí)(尤其是夏季白天長(zhǎng)夜間短,太陽(yáng)光強(qiáng)季節(jié))不發(fā)電的問(wèn)題,太陽(yáng)能發(fā)電也存在著無(wú)陽(yáng)光時(shí)(尤其是冬季白天短夜間長(zhǎng),北風(fēng)大的季節(jié))不發(fā)電的問(wèn)題,如果能把風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電結(jié)合在一起互補(bǔ)發(fā)電就解決了這個(gè)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了 365 天連續(xù)供電。 風(fēng)能和太陽(yáng)能的利用和發(fā)展已有三千多年的歷史,是一門(mén)古老而又年青的科學(xué)、實(shí)用而又和生活關(guān)系密切的科學(xué)、可再生而又能保護(hù)環(huán)境的科學(xué)、現(xiàn)時(shí)而又可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)、一次投資多年受益的項(xiàng)目。
在眾多新能源領(lǐng)域中,風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的開(kāi)發(fā)和利用被首當(dāng)其沖優(yōu)先發(fā)展,是當(dāng)今國(guó)際上的一大熱點(diǎn),因?yàn)轱L(fēng)電和光電的利用,不用開(kāi)采、不用運(yùn)輸、不用排放垃圾、沒(méi)有環(huán)境污染的技術(shù),是保護(hù)我們的地球,造福子孫后代的百年大計(jì)工程。 廣州尚能風(fēng)力發(fā)電設(shè)備有限公司是一家致力于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)光互補(bǔ)路燈,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備公司。
第一章 電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)“電”(electricity)一詞在西方是從希臘文琥珀一詞轉(zhuǎn)意而來(lái)的,在中國(guó)則是從雷閃現(xiàn)象中引出來(lái)的。
自從18世紀(jì)中葉以來(lái),對(duì)電的研究逐漸蓬勃開(kāi)展。它的每項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)都引起廣泛的實(shí)用研究,從而促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。
現(xiàn)今,無(wú)論人類(lèi)生活、科學(xué)技術(shù)活動(dòng)以及物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)都已離不開(kāi)電。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,某些帶有專(zhuān)門(mén)知識(shí)的研究?jī)?nèi)容逐漸獨(dú)立,形成專(zhuān)門(mén)的學(xué)科,如電子學(xué)、電工學(xué)等。
電學(xué)又可稱(chēng)為電磁學(xué),是物理學(xué)中頗具重要意義的基礎(chǔ)學(xué)科。第一節(jié) 電學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史有關(guān)電的記載可追溯到公元前6世紀(jì)。
早在公元前585年,希臘哲學(xué)家泰勒斯已記載了用木塊摩擦過(guò)的琥珀能夠吸引碎草等輕小物體,后來(lái)又有人發(fā)現(xiàn)摩擦過(guò)的煤玉也具有吸引輕小物體的能力。在以后的2000年中,這些現(xiàn)象被看成與磁石吸鐵一樣,屬于物質(zhì)具有的性質(zhì),此外沒(méi)有什么其他重大的發(fā)現(xiàn)。
在中國(guó),西漢末年已有“碡瑁(玳瑁)吸偌(細(xì)小物體之意)”的記載;晉朝時(shí)進(jìn)一步還有關(guān)于摩擦起電引起放電現(xiàn)象的記載“今人梳頭,解著衣時(shí),有隨梳解結(jié)有光者,亦有咤聲”。1600年,英國(guó)物理學(xué)家吉伯發(fā)現(xiàn),不僅琥珀和煤玉摩擦后能吸引輕小物體,而且相當(dāng)多的物質(zhì)經(jīng)摩擦后也都具有吸引輕小物體的性質(zhì),他注意到這些物質(zhì)經(jīng)摩擦后并不具備磁石那種指南北的性質(zhì)。
為了表明與磁性的不同,他采用琥珀的希臘字母拼音把這種性質(zhì)稱(chēng)為“電的”。吉伯在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中制作了第一只驗(yàn)電器,這是一根中心固定可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬細(xì)棒,當(dāng)與摩擦過(guò)的琥珀靠近時(shí),金屬細(xì)棒可轉(zhuǎn)動(dòng)指向琥珀。
大約在1660年,馬德堡的蓋利克發(fā)明了第一臺(tái)摩擦起電機(jī)。他用硫磺制成形如地球儀的可轉(zhuǎn)動(dòng)球體,用干燥的手掌摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)球體,使之獲得電。
蓋利克的摩擦起電機(jī)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),在靜電實(shí)驗(yàn)研究中起著重要的作用,直到19世紀(jì)霍耳茨和推普勒分別發(fā)明感應(yīng)起電機(jī)后才被取代。18世紀(jì)電的研究迅速發(fā)展起來(lái)。
1729年,英國(guó)的格雷在研究琥珀的電效應(yīng)是否可傳遞給其他物體時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別:金屬可導(dǎo)電,絲綢不導(dǎo)電,并且他第一次使人體帶電。格雷的實(shí)驗(yàn)引起法國(guó)迪費(fèi)的注意。
1733年迪費(fèi)發(fā)現(xiàn)絕緣起來(lái)的金屬也可摩擦起電,因此他得出所有物體都可摩擦起電的結(jié)論。他把玻璃上產(chǎn)生的電叫做“玻璃的”,琥珀上產(chǎn)生的電與樹(shù)脂產(chǎn)生的相同,叫做“樹(shù)脂的”。
他得到:帶相同電的物體互相排斥;帶不同電的物體彼此吸引。1745年,荷蘭萊頓的穆申布魯克發(fā)明了能保存電的萊頓瓶。
萊頓瓶的發(fā)明為電的進(jìn)一步研究提供了條件,它對(duì)于電知識(shí)的傳播起到了重要的作用。差不多同時(shí),美國(guó)的富蘭克林做了許多有意義的工作,使得人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)更加豐富。
1747年他根據(jù)實(shí)驗(yàn)提出:在正常條件下電是以一定的量存在于所有物質(zhì)中的一種元素;電跟流體一樣,摩擦的作用可以使它從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體,但不能創(chuàng)造;任何孤立物體的電總量是不變的,這就是通常所說(shuō)的電荷守恒定律。他把摩擦?xí)r物體獲得的電的多余部分叫做帶正電,物體失去電而不足的部分叫做帶負(fù)電。
嚴(yán)格地說(shuō),這種關(guān)于電的一元流體理論在今天看來(lái)并不正確,但他所使用的正電和負(fù)電的術(shù)語(yǔ)至今仍被采用,他還觀察到導(dǎo)體的尖端更易于放電等。早在1749年,他就注意到雷閃與放電有許多相同之處。
1752年他通過(guò)在雷雨天氣將風(fēng)箏放入云層,來(lái)進(jìn)行雷擊實(shí)驗(yàn),證明了雷閃就是放電現(xiàn)象。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中最幸運(yùn)的是富蘭克林居然沒(méi)有被電死,因?yàn)檫@是一個(gè)危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn),后來(lái)有人重復(fù)這種實(shí)驗(yàn)時(shí)遭電擊身亡。
富蘭克林還建議用避雷針來(lái)防護(hù)建筑物免遭雷擊。1745年首先由狄維斯實(shí)現(xiàn),這大概是電的第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用。
18世紀(jì)后期開(kāi)始了電荷相互作用的定量研究。1776年,普里斯特利發(fā)現(xiàn)帶電金屬容器內(nèi)表面沒(méi)有電荷,猜測(cè)電力與萬(wàn)有引力有相似的規(guī)律。
1769年,魯賓孫通過(guò)作用在一個(gè)小球上電力和重力平衡的實(shí)驗(yàn),第一次直接測(cè)定了兩個(gè)電荷相互作用力與距離二次方成反比。1773年,卡文迪什推算出電力與距離的二次方成反比,他的這一實(shí)驗(yàn)是近代精確驗(yàn)證電力定律的雛形。
1785年,庫(kù)侖設(shè)計(jì)了精巧的扭秤實(shí)驗(yàn),直接測(cè)定了兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷的相互作用力與它們之間的距離二次方成反比,與它們的電量乘積成正比。庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)得到了世界的公認(rèn),從此電學(xué)的研究開(kāi)始進(jìn)入科學(xué)行列。
1811年泊松把早先力學(xué)中拉普拉斯在萬(wàn)有引力定律基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的勢(shì)論用于靜電,發(fā)展了靜電學(xué)的解析理論。18世紀(jì)后期電學(xué)的另一個(gè)重要的發(fā)展是意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了電池,在這之前,電學(xué)實(shí)驗(yàn)只能用摩擦起電機(jī)的萊頓瓶進(jìn)行,而它們只能提供短暫的電流。
1780年,意大利的解剖學(xué)家伽伐尼偶然觀察到與金屬相接觸的蛙腿發(fā)生抽動(dòng)。他進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉,則當(dāng)兩種金屬相碰時(shí),蛙腿也會(huì)發(fā)生抽動(dòng)。
1792年,伏打?qū)Υ诉M(jìn)行了仔細(xì)研究之后,認(rèn)為蛙腿的抽動(dòng)是一種對(duì)電流的靈敏反應(yīng)。電流是兩種不同金屬插在一定的溶液內(nèi)并構(gòu)成回路時(shí)產(chǎn)生的,而肌肉提供了這種溶液。
基于這一思想,1799年,他制造了第一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)電流的化學(xué)電池,其裝置為一系列按同樣順序疊起來(lái)的銀片、鋅片和用。
風(fēng)力發(fā)電專(zhuān)業(yè)主要學(xué)習(xí)流體、機(jī)械、電氣等學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)習(xí)風(fēng)資源的測(cè)量和評(píng)估、空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、自動(dòng)控制的理論和技術(shù),接受現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電、動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)工程的基本訓(xùn)練。本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具有進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)、風(fēng)電實(shí)驗(yàn)研究、項(xiàng)目投資與管理的基本能力,具有一定的創(chuàng)新能力、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和良好的發(fā)展?jié)摿Φ母呒?jí)專(zhuān)門(mén)人才。
看你是想干下面的哪一種吧:電力公司、研究所、設(shè)計(jì)院、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)、風(fēng)電場(chǎng)等單位從事風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與維護(hù),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等風(fēng)能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)與管理工作,其它相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)技術(shù)工作?
盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣,但歸納起來(lái)可分為兩類(lèi):①水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行;②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)科分為升力型和阻力型兩類(lèi)。升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度快,阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。
對(duì)于風(fēng)力發(fā)電,多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有對(duì)風(fēng)裝置,能隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),這種對(duì)風(fēng)裝置采用尾舵,而對(duì)于大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī),則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪在塔架前面的稱(chēng)為上風(fēng)向風(fēng)力機(jī),風(fēng)輪在塔架后面的則成為下風(fēng)向風(fēng)機(jī)。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的式樣很多,有的具有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪,有的再一個(gè)塔架上安裝多個(gè)風(fēng)輪,以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本,還有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪周?chē)a(chǎn)生漩渦,集中氣流,增加氣流速度。 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無(wú)需 wind turbine 對(duì)風(fēng),在這點(diǎn)上相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢(shì),它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,而且也減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。
利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類(lèi)型,其中有利用平板和被子做成的風(fēng)輪,這是一種純阻力裝置;S型風(fēng)車(chē),具有部分升力,但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動(dòng)力矩,但尖速比低,在風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定的情況下,提供的功率輸出低。
達(dá)里厄式風(fēng)輪 是法國(guó)G.J.M達(dá)里厄于19世紀(jì)30年代發(fā)明的。在20世紀(jì)70年代,加拿大國(guó)家科學(xué)研究院對(duì)此進(jìn)行了大量的研究,現(xiàn)在是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)者。
達(dá)里厄式風(fēng)輪是一種升力裝置,彎曲葉片的剖面是翼型,它的啟動(dòng)力矩低,但尖速比可以很高,對(duì)于給定的風(fēng)輪重量和成本,有較高的功率輸出?,F(xiàn)在有多種達(dá)里厄式風(fēng)力發(fā)電機(jī),如Φ型,Δ型,Y型和H型等。
這些風(fēng)輪可以設(shè)計(jì)成單葉片,雙葉片,三葉片或者多葉片。 雙饋型發(fā)電機(jī) 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Double-Fed Induction Generator)在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣。
這種技術(shù)不過(guò)分依賴于蓄電池的容量,而是從勵(lì)磁系統(tǒng)入手,對(duì)勵(lì)磁電流加以適當(dāng)?shù)目刂?,從而達(dá)到輸出一個(gè)恒頻電能的目的。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于異步發(fā)電機(jī),但在勵(lì)磁上雙饋發(fā)電機(jī)采用交流勵(lì)磁。
我們知道一個(gè)脈振磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì),而三相繞組的適當(dāng)安排可以使其中一個(gè)磁勢(shì)的效果消去,這樣一來(lái)就得到一個(gè)在空間旋轉(zhuǎn)的磁勢(shì),這就相當(dāng)于同步發(fā)電機(jī)中帶有直流勵(lì)磁的轉(zhuǎn)子。雙饋發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)就在于,交流勵(lì)磁的頻率是可調(diào)的,這就是說(shuō)旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的頻率可調(diào)。
這樣當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不定時(shí),適當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率,就可以滿足輸出恒頻電能的目的。由于電力電子元器件的容量越來(lái)越大,所以雙饋發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力也越來(lái)越強(qiáng),這使得雙饋機(jī)的單機(jī)容量得以提高。
雖然,部分理論還在完善當(dāng)中,但是雙饋反應(yīng)發(fā)電機(jī)的廣泛應(yīng)用這一趨勢(shì)將越來(lái)越明顯。 風(fēng)力發(fā)電,不合國(guó)情國(guó) 風(fēng)力發(fā)電原理圖 內(nèi)紛紛上馬的風(fēng)力發(fā)電廠大多是形象工程。
工信部副部長(zhǎng)苗圩近日語(yǔ)出驚人,他認(rèn)為中國(guó)風(fēng)沙伴存,風(fēng)電設(shè)備受風(fēng)沙磨損大,上馬太多風(fēng)電項(xiàng)目不合我國(guó)國(guó)情。苗圩說(shuō),國(guó)外有風(fēng)地方?jīng)]有沙,比如說(shuō)是海洋風(fēng)。
苗圩說(shuō):中國(guó)是有風(fēng)的地方就有沙,風(fēng)沙對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備磨損非常厲害?,F(xiàn)在風(fēng)能發(fā)電風(fēng)機(jī)應(yīng)該是20年的壽命,但是如果有風(fēng)沙的侵蝕壽命還到不了20年。
再過(guò)5年,壽命肯定要出問(wèn)題,特別是甘肅那個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電站典型的形象工程。就此話題,苗圩表示,能源布局的重點(diǎn),應(yīng)該是供給端和使用端要做到平衡。
而現(xiàn)狀是高級(jí)能源拉著低級(jí)能源運(yùn)轉(zhuǎn)。苗圩舉例說(shuō),湖北本來(lái)水電是優(yōu)勢(shì),三峽的電應(yīng)該更多留在湖北用,這是最好的清潔能源。
但是現(xiàn)在卻把湖北的電運(yùn)到東部區(qū),湖北再?gòu)闹苓呝I(mǎi)煤運(yùn)到湖北,引發(fā)一連串的效應(yīng),河南就不夠用了,就再到山西、山東甚至到新疆去運(yùn)煤。進(jìn)行全國(guó)大旅行,全國(guó)鐵路貨運(yùn)一半用來(lái)運(yùn)送煤炭。
這是多大的物流成本,多大的浪費(fèi)。據(jù)報(bào)道,甘肅酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地于2008年8月全面啟動(dòng),標(biāo)志著中國(guó)正式步入了打造風(fēng)電三峽工程階段。
據(jù)氣象部門(mén)最新風(fēng)能評(píng)估結(jié)果表明,酒泉風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為1.5億千瓦,可開(kāi)發(fā)量4000萬(wàn)千瓦以上,可利用面積近1萬(wàn)平方公里。 馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪 馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪,由自旋的圓柱體組成,當(dāng)它在氣流中工作時(shí),產(chǎn)生的移動(dòng)力是由于馬格努斯效應(yīng)引起的,其大小與風(fēng)速成正比。
有的垂直軸風(fēng)輪使用管道或者漩渦發(fā)生器塔,通過(guò)套管或者擴(kuò)壓器使水平氣流變成垂直氣流,以增加速度,偶寫(xiě)還利用太陽(yáng)能或者燃燒某種燃料,是水平氣流變成垂直方向的氣流。 徑流雙輪效應(yīng)風(fēng)輪 徑流雙輪效應(yīng)或叫雙輪效應(yīng)是一種新型風(fēng)能轉(zhuǎn)化方式。
首先它是一種雙輪結(jié)構(gòu),相對(duì)于水平軸流式風(fēng)機(jī),它是徑流式的,同已有的立軸式風(fēng)機(jī)一樣都是沿長(zhǎng)軸布設(shè)槳葉的,直接利用風(fēng)的推力旋轉(zhuǎn)工作的,單輪立軸風(fēng)輪因軸兩側(cè)槳葉同時(shí)接受風(fēng)力而扭矩相反,相互抵消,輸出力矩不大。設(shè)計(jì)為雙輪結(jié)構(gòu)并靠近安裝,同步運(yùn)轉(zhuǎn),就將原來(lái)的立軸力矩輸出對(duì)槳葉流體。
聲明:本網(wǎng)站尊重并保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán),根據(jù)《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》,如果我們轉(zhuǎn)載的作品侵犯了您的權(quán)利,請(qǐng)?jiān)谝粋€(gè)月內(nèi)通知我們,我們會(huì)及時(shí)刪除。
蜀ICP備2020033479號(hào)-4 Copyright ? 2016 學(xué)習(xí)鳥(niǎo). 頁(yè)面生成時(shí)間:3.059秒