01 大連瑞浩祥貿易有限公司企業概況(風力發電有什么應用)

垂直軸風力發電機的效率為什么比不上水平軸風力發電機

一、垂直軸風力發電機組有如下優點：

（1）發電機和變速箱能安裝在地上，易于維護和維修；

（2）不需要尾翼和偏航系統來驅動漿葉；

（3）塔架設計簡單；

二、垂直軸風力發電機組有如下缺點：

（1）效率低，由于葉片在同一個圈里運行，它不產生力矩；

（2）過速時的速度控制困難；

（3）難以自動啟動；

（4）垂直軸風力發電機組（包括發電機在內）的總體效率較低。

總結：水平軸風力發電機組的發展歷史較長，已經完全達到工作化生產，結構簡單，效率比垂直軸風力發電機組高。到目前為止，用于發電的風力發電機都為水平軸，還沒有商業化的垂直軸風力發電機組。

風力發電有什么應用

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球風力發電上可開發利用的水能總量還要大10倍。風很早就被人們利用--主要是通過風車來抽水、磨面等，而現在，人們感興趣的是如何利用風來發電。

風力發電簡介

風是一種潛力很大的新能源，人們也許還記得，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數秒鐘內就發出了一千萬馬力(即750萬千瓦；一馬力等于0．75千瓦)的功率!有人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。

利用風力發電的嘗試，早在本世紀初就已經開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯和美國應用航空工業的旋翼技術，成功地研制了一些小型風力發電裝置。這種小型風力發電機，廣泛在多風的海島和偏僻的鄉村使用，它所獲得的電力成本比小型內燃機的發電成本低得多。不過，當時的發電量較低，大都在5千瓦以下。

目前，據了解，國外已生產出15，40，45，100，225千瓦的風力發電機了。1978年1月，美國在新墨西哥州的克萊頓鎮建成的200千瓦風力發電機，其葉片直徑為38米，發電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運行的風力發電裝置，其發電量則達2000千瓦，風車高57米，所發電量的75%送入電網，其余供給附近的一所學校用。

1979年上半年，美國在北卡羅來納州的藍嶺山，又建成了一座世界上最大的發電用的風車。這個風車有十層樓高，風車鋼葉片的直徑60米；葉片安裝在一個塔型建筑物上，因此風車可自由轉動并從任何一個方向獲得電力；風力時速在38公里以上時，發電能力也可達2000千瓦。由于這個丘陵地區的平均風力時速只有29公里，因此風車不能全部運動。據估計，即使全年只有一半時間運轉，它就能夠滿足北卡羅來納州七個縣1%到2%的用電需要。

怎樣利用風力來發電呢?

我們把風的動能轉變成機械能，再把機械能轉化為電能，這就是風力發電。風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。（大型風力發電站基本上沒有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才會擁有尾舵）

由于風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩定；所以，在帶動發電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩定，然后再聯接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。

鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內。

發電機的作用，是把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發電機構均勻運轉，因而把機械能轉變為電能。

多大的風力才可以發電呢?

一般說來，3級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發，風速大于每秒4米才適宜于發電。據測定，一臺55千瓦的風力發電機組，當風速每秒為9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦；當風速每秒8米時，功率為38千瓦；風速每秒為6米時，只有16千瓦；而風速為每秒5米時，僅為9.5千瓦。可見風力愈大，經濟效益也愈大。

在我國，現在已有不少成功的中、小型風力發電裝置在運轉。

我國的風力資源極為豐富，絕大多數地區的平均風速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風速更大；有的地方，一年三分之一以上的時間都是大風天。在這些地區，發展風力發電是很有前途的。

風力發電的原理

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。 風力發電正在世界上形成一股熱潮，為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是只由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機＋充電器＋數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。

風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

通常人們認為，風力發電的功率完全由風力發電機的功率決定，總想選購大一點的風力發電機，而這是不正確的。目前的風力發電機只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關系。功率的大小更主要取決于風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發電，持續不斷的小風，會比一時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是說一臺200W風力發電機也可以通過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。

使用風力發電機，就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電，其節約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現在的風力發電機比幾年前的性能有很大改進，以前只是在少數邊遠地區使用，風力發電機接一個15W的燈泡直接用電，一明一暗并會經常損壞燈泡。而現在由于技術進步，采用先進的充電器、逆變器，風力發電成為有一定科技含量的小系統，并能在一定條件下代替正常的市電。山區可以借此系統做一個常年不花錢的路燈；高速公路可用它做夜晚的路標燈；山區的孩子可以在日光燈下晚自習；城市小高層樓頂也可用風力電機，這不但節約而且是真正綠色電源。家庭用風力發電機，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅游景區、邊防、學校、部隊乃至落后的山區，風力發電機正在成為人們的采購熱點。無線電愛好者可用自己的技術在風力發電方面為山區人民服務，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。

我國風能資源

一、概況

我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW（陸地上離地10m高度資料計算），海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。而2003年底全國電力裝機約5.67億kW。

風是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶，因地制宜地利用風力發電，非常適合，大有可為。

風力發電行業我國自主知識產權產品的介紹：

上世紀九十年代，我國的獨立電源系統主要采用水平軸風力發電機和太陽能光伏系統來供應電力，主要應用于通信基站、邊防哨所、海島部隊等特殊場合，主要是面向部隊的一套后勤保障系統。

經過一定時間的應用后，發現諸多問題。如臺風期間的設備損壞嚴重；噪音大，影響人員正常休息；對通信設備的干擾，使得某些設備無法正常運轉。這些問題的發生使得部隊正常通訊受到了影響。

2001年，為了解決這些問題，召集相關單位展開討論，作為部隊通信產品配套廠家的上海模斯電子設備有限公司也受到了邀請。會后，經過一定時間的調研和研究，MUCE公司提出承擔此項科研攻關的重任，得到了部隊領導的同意，并下達指示，必須盡快拿出技術方案并作出樣機。

在西軍電、西交大、上復旦、上同濟等高校一批專家的配合下，上海模斯電子設備有限公司在不到一年的時間里，就成功研制出了世界上第一臺新型(H型)垂直軸風力發電機，并裝機試驗成功，獲得了基礎數據和實際經驗。（這也成為了全球首臺新型垂直軸風力發電機誕生日）在后續的一年里，MUCE對產品進行無數次改進和測試，2002年底產品通過了各項測試，并達到了各項設計要求。

2002年底至今，MUCE先后在部隊安裝了60多套垂直軸風力發電機和風光互補系統，為穩定國防，做出了不朽的貢獻！

由深圳誠遠公司生產的風光互補路燈供電系統是綜合利用太陽能和風能的一種新興的道路照明系統。單獨的太陽能或風能供暖系統，由于受時間和地域的約束，很難全天候利用太陽能和風能資源。而太陽能與風能在時間上和地域上都有很強的互補性，白天光照強時風小，夜間光照弱時，風能由于地表溫差變化大而增強，太陽能和風能在時間上的互補性是風光互補路燈供電系統在資源利用上的最佳匹配。該系統節能環保、可再生、取之不盡、用之不竭，必將成為今后替代其它道路照明系統成為主流。系統工作時，太陽能集熱器收集太陽輻射能量發電（白天），通過專用線路傳入電力控制系統，蓄存、派發。風力發電機全天候使用風能，將風能轉化成電能，再通過控制器整流，給蓄電池組充電。

新型風能轉化方式——徑流雙輪效應

徑流雙輪效應或叫雙輪效應是一種新型風能轉化方式。

首先它是一種雙輪結構，相對于水平軸流式風機，它是徑流式的，同已有的立軸式風機一樣都是沿長軸布設槳葉的，直接利用風的推力旋轉工作的,單輪立軸風輪因軸兩側槳葉同時接受風力而扭矩相反，相互抵消，輸出力矩不大。設計為雙輪結構并靠近安裝，同步運轉，就將原來的立軸力矩輸出對槳葉流體力學形狀的依賴進而改變為雙輪間的利用轉動產生渦流力的利用，兩輪相互借力，相互推動；而對吹向兩輪間的逆向風流可以互相遮擋，進而又依次輪流將其分撥于兩輪的外側，使兩輪外側獲得有疊加的風流，因此使雙輪的外緣線速度可以高于風速，雙輪結構的這種互相助力，主動利用風力的特點產生了“雙輪效應”。

相比有些單輪式結構風機中采用外加的遮擋法、活動式變槳矩等被動式減少葉輪回轉復位阻力的設計，體現了積極利用風力的特點。因此這一發明的不僅具有實用作用，促進風力利用的研究和發展，而且具有新的流體力學方面的意義。它開辟了風能發展的新空間，是一項帶有基礎性質的發明，這種雙輪風機具有的設計簡捷，易于

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