认知小课堂-风电

一、什么是风能？

风能就是空气流动产生的动能。风能的大小取决于风速和空气的密度。风能是由太阳辐射转化而来的，风能大约占太阳提供总能量的1%-2%。还有一部分被地球上的植物转化为生物能。被转化的风能总量是生物能的50-100倍！

二、为什么风能是一种绿色能源？

风能不会像常规能源与核电一样存在环境污染的问题。平均每安装一台1兆瓦的风机每年可以减排2000吨二氧化碳，10吨二氧化硫和6吨二氧化氮。风电技术日趋成熟，经济性日益提高， 成本已接近煤电，低于油电和核电；风电场建设工期短，建设灵活，可以建立在交通不便的边远地区和沿海岛屿。

三、人类利用风能的历史

我国是世界上最早利用风能的国家之一，公元前数十年我国人民就利用风力碾米，提水， 磨面，用风帆推动船舶前进；在国外，公元前2世纪，古波斯人就利用垂直轴风车碾米斯人就利用垂直轴风车碾米；10世纪伊斯兰人用风车提水，11世纪风车在中东获得广泛应用；13世纪风车传至欧洲；14世纪成为欧洲不可缺少的原动机；到了18世纪，在北美洲风力机被用于灌溉和驱动发电机发电。从1920年起，人们开始利用风力机大规模发电。

四、我国风能资源

我国风力资源丰富：陆上加海上总量约有7亿至12亿千瓦。主要分布：沿海及其岛屿地区风能丰富带：山东，江苏，浙江，福建等；北部地区风能带：东三省，河北，宁夏，内蒙，甘肃；我国风能特点：（1）能资源季节分布与水能资源的季节分布互补；（2）风力资源地理分布与电力负荷地理分布不匹配。

五、风机的组成和原理

风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。

（1）叶片：叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。

（2）变浆系统：变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。

（3）齿轮箱：齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。

（4）发电机：发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。

（5）偏航系统：偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。

（6）轮毂系统：轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。

简单来说，风力发电机的工作原理是通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，有效的将风能转化成电能。

六、风机的分类

（1）按容量可以分为小型、中型和大型风电机组。

（2）按风轮转速可分为定速型和变速型风电机组。

（3）按桨叶角度可分为失速型和变桨距型风电机组。变桨距型风电机组又分为电动变桨型风电机组和液压变桨型风电机组。

（4）按桨叶数量可分为单叶片、双叶片和三叶片等风电机组。

（5）按传动机构可分为齿轮箱升速型和直驱型风电机组。

（6）按发电机种类可分为异步型和同步型风电机组。

（7）按并网方式可分为并网型和离网型风电机组。

（8）按主轴与地面的相对位置可分为水平轴和五直轴风电机组。水平轴风电机组随风轮与塔架相对位置的不同可分为上风向与下风向风电机组。

（9）按环境可分为高原型、平原型风电机组;常温型、低温型风电机组;常规型、耐腐蚀型等风电机组。